Как обеспечить торможение электродвигателей: способы и приемы торможения, описание процесса

Если нужно уменьшить диапазон времени свободного пробега или же зафиксировать компонент в каком – то определенном положении, то тогда необходимо обеспечить торможение или замедление электродвигателей.

Есть три вида остановить подачу электроэнергии: механический, электрический и комбинированный. Механический способ – это аппарат, который в виде тормозного шкива с колодками, что крепится на вал. Процесс торможения происходит за счет того, что при выключении механизма, колодки присоединяются к шкиву.

Если нужно обеспечить скоростное выключение или же, наоборот, установить постоянное вращение электродвигателя, то тогда нужно использовать электрические способы.

В связи с этим, режимы торможения делятся на рекуперативные, динамические и против включения.

Для того что бы достаточно быстро отключить компонент, используют именно режим против включения, который обеспечивает переключение двух фаз или же меняет полярность при обмотке электродвигателя постоянного тока.

В результате этого, происходит обратное вращение, которое приводит к торможению ротора. Он начинает замедляться и, когда скорость равна нулю, компонент просто выключается.

Что бы избежать после этого увеличения напряжения, необходимо установить дополнительные резисторы, которые устранят эту проблему и ограничат поток тока.

Способ динамической остановки электродвигателя чаще всего используют для торможения переменного потока тока в асинхронных машинах. Этот способ способствует направлению постоянного тока в стартерную обмотку.

Мощность постоянного тока направляется к статору электродвигателя через понижающий трансформатор для динамической остановки. Более того, для остановки электрического мотора, можно установить дополнительные источники постоянного тока.

Постоянное направление тока к источнику способствует неподвижному магнитному потоку. В результате этого электродвигатель, так сказать, превращается в генератор. При этом, работа и напряжение компонента выключается по сигналу реле скорости.

Динамическое торможение можно, так же, сделать с помощью подсоединения конденсаторов, которые объединяются звездой или треугольником. Такой способ используется электродвигателей с самовольным возбуждением.

На исходе электроэнергия из магнитного поля проходит в конденсаторный заряд и обеспечивает обмотку статора.

Компонент при этом отключается, но, при этом, аккумулятор конденсатора электродвигателя может быть постоянно подключена или присоединяться, когда отключается питание.

Есть еще один вариант быстрого отключения от сети, это замыкание контактов без гасящих резисторов. Что бы уменьшить подачу тока, то подсоединяют резисторы, которые исключают подачу тока.

Динамическая остановка электродвигателя с постоянным током происходит только после полного отключения его от питания с замыканием обмотки. В результате этого, энергия, которая осталась – рассеивается.

При рекуперативной остановки, электродвигатель переходит в режим генератора. При этом, электрическую энергию не блокируют, а используют для дополнительной зарядки или она просто возвращается в сеть.

Данный способ торможения характерен больше всего для трамваев, троллейбусов. Более того, очень часто его используют для заряда электроавтомобилей, электросамокатов и электровелосипедов.

Этот режим более всего удобен если обороты холостого года меньше, чем обороты ротора и, более того, если якорный ток и магнитный поток изменяют свое направление.

Механизм, так же как и при других способах, переходит в режим генератора и происходит остановка. Что не мало важно, это очень дешевый способ торможения.

Использование рекуперативного способа для асинхронных компонентов возможно при таких особенностях:

• При использовании частотного преобразователя поменять частоту питающей мощности. В результате чего, происходит остановка механизма в последствии снижения частоты мощности. Компонент переходит в режим генератора, если скорость оборота ротора становится больше чем номинальная.

• Если есть вероятность изменить скорость с помощью переключения обмотки.
• В машинах, которые поднимают грузы и имеют силовой спуск. В таких механизмах уже встроенный электрический мотор, который имеет ротор с фазами.

Что касается комбинированного способа, то его тоже используют, если нужно очень бегло сделать остановку компонента и зафиксировать его.

В этом случае используется или механический и электрический способ, или динамический и рекуперативный, или же другие варианты комбинаций для получения максимального эффекта.

Источник

Способы торможения электродвигателей

Электродвигатели в электроприводе могут быстро остановить производственный механизм, или удержать определенную скорость при положительном моменте рабочей машины. В этом случае двигатель обращается в генератор и работает в одном из тормозных режимов : противовключения, динамическом, рекуперативном (смотрите рис. 1) в зависимости от способа возбуждения.

Торможение электропривода посредством переключения обмоток фаз электродвигателя для получения вращения поля в противоположном направлении ( торможение противовключением ) применяют, когда необходимо быстро остановить машинное устройство. При этом по инерции ротор вращается навстречу магнитному потоку, скольжение электродвигателя становится больше единицы, а момент — отрицательным.

В двигателе постоянного тока для осуществления торможения противовключением меняют подключение концов обмоток якоря. При этом ток в якоре и момент меняют направление.

В обоих случаях действующее напряжение становится большим, поэтому для ограничения тока и момента переключение осуществляется с одновременным включением резисторов в цепь якоря или ротора.Энергия торможения и поступающая из сети рассеивается в обмотках якоря и в резисторах.

Динамическое торможение характеризуется тем, что электрическая машина работает генератором (динамо) с рассеиванием энергии торможения в тормозных резисторах и обмотках электродвигателя.

Для динамического торможения якорь двигателя постоянного тока отключают от источника питания и включают на сопротивление, а обмотка возбуждения остается под напряжением, асинхронных двигателях динамическое торможение достигается подачей постоянного тока в обмотку статора двигателя.

Постоянный ток создает неподвижное магнитное поле. При вращении ротора в его обмотках наводится ЭДС и появляется ток. Взаимодействие тока ротора с неподвижным магнитным полем создает тормозной момент. Значение тормозного момента зависит от тока возбуждения, частоты вращения и сопротивления цепи ротора (якоря).

В режиме рекуперативного торможения ротор (якорь) подключенного к сети электродвигателя вращается со скоростью, большей ωо. В этом случае ток изменяет направление, электрическая машина становится генератором, работающим параллельно с сетью, энергия торможения за вычетом потерь отдается в электрическую сеть.

Рис. 1. Включение и механические характеристики электродвигателей: независимым возбуждением (а) и асинхронного (б) в режимах: I — двигательном, II — противовключения, III — динамического торможения, I V — генераторном с отдачей энергии в сеть.

Рекуперативное торможение используется в подъемных кранах, для удержания скорости при опускании грузов, для испытания и обкатки под нагрузкой автомобильных и тракторных двигателей, редукторов, коробок перемены передач под нагрузкой, а также во время перехода с большей скорости на меньшую в многоскоростных электродвигателях.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Способы торможения электродвигателей

Торможение электродвигателей необходимо для уменьшения времени выбега и фиксации приводимого устройства в конкретном положении. Если не использовать способы торможения процесс останова может занять недопустимо большое время. Различают механические и электрические способы торможения.

Механическое торможение предусматривает использование тормозных колодок на тормозном шкиве. Электрическое торможение обеспечивает более точный тормозящий момент. Для фиксации механизма строго в определенной точке часто используют оба способа торможения.

Различные электроприводы на производстве должны обеспечивать определенные режимы работы. Эти режимы служат для остановки приводимого механизма или удержания его заданной скорости при наличии положительного момента электродвигателя.

Среди способов торможения различают режимы:

• Противовключение.
• Динамический.
• Рекуперативный.

Противовключение используется для осуществления быстрой остановки приводимого машинного устройства. Осуществляется этот режим переключением фаз на обмотках электродвигателя и разворотом вращающегося поля в обратном направлении.

Для торможения двигателей постоянного тока таким способом достаточно переподключить обмотки якоря. Изменением направления тока якоря и момента добиваются изменения направления вращения и остановки. Для ограничения возникающего в обмотках тока в цепи якорных и статорных обмоток дополнительно включаются балластные резисторы. Через них происходит основное рассеивание энергии торможения.

Для динамического торможения характерно, что электродвигатель переходит в генераторный режим. Якорь электродвигателя в момент торможения переподключается на сопротивления без отключения возбуждающего напряжения со статора. Часто асинхронные двигатели тормозят подачей постоянного напряжения на статорные обмотки двигателя.

Таким образом, создание неподвижного магнитного поля в роторе достигается наличием постоянного тока в статоре двигателя и созданием эффективного тормозного момента. Значение момента будет зависеть от возбуждающего тока и частоты вращения ротора.

Рекуперативный режим обеспечивает торможение двигателя за счет отдачи энергии торможения в сеть.

Источник

Торможение электродвигателя

Подписка на рассылку

Производственные процессы, связанные с эксплуатацией оборудования, оснащенного электрическими двигателями переменного или постоянного тока, требуют периодической остановки. Однако после отключения питающего напряжения от электродвигателей, их роторы продолжают вращение по инерции и останавливаются только через определенный промежуток времени. Такая остановка электродвигателя называется свободным выбегом.

Для электродвигателей, работающих с частыми пусками-остановами, остановка способом свободного выбега не подходит. Чтобы сократить время, необходимое для полной остановки вращения ротора применяется принудительное торможение. Способы торможения электродвигателя подразделяются на механические и электрические.

Механическое торможение

Остановка двигателей при таком способе торможения осуществляется благодаря специальным колодкам на тормозном шкиве. После отключения питающего напряжения тормозные колодки под воздействием пружин прижимаются к шкиву. В результате возникающего трения колодок о шкив кинетическая энергия вращающегося вала преобразуется в тепловую, что и приводит к его полной остановке. После подачи напряжения электромагнит (YB) растормаживает колодки, и эксплуатация электродвигателя продолжается в штатном режиме.

В зависимости от схемы электрического торможения, кинетическая энергия вращающегося ротора может отдаваться в сеть или на батарею конденсаторов, а также преобразовываться в тепло, которое поглощается обмотками электродвигателя или специальными реостатами.

Динамическое торможение электродвигателя

Эта схема остановки подходит для трехфазных электродвигателей как с которкозамкнутым, так и с фазным ротором.

Динамическое торможение электродвигателя с короткозамкнутым ротором осуществляется посредством отключения обмоток статора от питающей сети трехфазного переменного тока и переключением двух из них через систему контакторов и реле на источник выпрямленного постоянного напряжения.

Обмотки статора после подачи на них постоянного напряжения генерируют стационарное магнитное поле, под воздействием которого в короткозамкнутой «беличьей клетке»

вращающегося ротора начинает индуцироваться электрический ток, вызывающий появление томозного момента. Направление этого момента противоположно направлению вращения останавливающегося вала. После остановки двигателя подача постоянного напряжения на обмотки статора прекращается.

В двигателях с фазным ротором величину тормозного момента можно регулировать с помощью дополнительных сопротивлений, в качестве которых используются пусковые резисторы.

Торможение противовключением

Торможение асинхронного электродвигателя методом противовключения осуществляется путем реверсирования двигателя без отключения от питающей сети.

Управление торможением выполняется реле контроля скорости. В рабочем режиме контакты реле замкнуты. После нажатия на кнопку «СТОП» (SBC) группа контакторов производит переключение двух фаз, меняя порядок их чередования. В результате этого магнитное поле статора начинает вращаться в противоположном направлении, что приводит к замедлению вращения ротора. Когда скорость вращения становится близкой к нулю, реле контроля скорости размыкает контакты и подача питающего напряжения прекращается.

Конденсаторное торможение электродвигателей

Этот способ, называемый еще торможение с самовозбуждением, применим только к электродвигателям с короткозамкнутым ротором.

После прекращения подачи питающего напряжения ротор электродвигателя продолжает вращение по инерции и генерирует в обмотках статора электрический ток, который вначале заряжает батарею конденсаторов, а после накопления номинального заряда возвращается в обмотки. Это приводит к возникновению тормозного момента, величина которого зависти от емкости конденсаторных батарей, подключенных к каждой фазе по схеме «звезда» или «треугольник». Торможение с самовозбуждением применяется на двигателях с большим числом пусков-остановов, так как величина потерь энергии в двигателях при такой схеме остановки минимальная.

Рекуперативное торможение

Рекуперативное или иначе генераторное торможение асинхронных электродвигателей на практике используется в качестве предварительного подтормаживания , а также при опускании грузов кранами всех типов или пассажирских и грузовых лифтовых кабин.

Торможение асинхронного электродвигателя в рекуперативном режиме происходит, когда номинальная частота вращения ротора превышает его синхронную частоту. Двигатель начинает генерировать электрическую энергию и отдавать ее в питающую сеть, в результате чего создается тормозящий момент. Такой способ остановки применяется для многоскоростных двигателей путем постепенного переключения с большей частоты вращения ротора на меньшую. Таким образом, в определенный момент скорость, вращающегося под воздействием инерции вала, будет больше синхронной частоты, соответствующей подключенному количеству полюсов статора. Кроме того, рекуперативная схема торможения применяется для двигателей, подключенных к преобразователям частоты. Для этого достаточно уменьшить частоту питающего напряжения.

Остановка двигателей постоянного тока (ДПТ)

Торможение электродвигателей постоянного тока осуществляется противовключением и динамическим способом.

Динамическое торможение

Такая схема торможения применяется для двигателей с независимым возбуждением.

После нажатия кнопки «Стоп» (SB1) происходит отключение обмоток якоря от питающей сети и переподключение их на тормозной резистор. В обмотках якоря, вращающегося по инерции в стационарном магнитном поле, индуцируется постоянный ток, который проходя по обмоточным проводам резистора, преобразовывается в тепловую энергию.

Торможение противовключением

Метод противовключения основан на изменении полярности напряжения, подключаемого к обмоткам индуктора или якоря двигателя. Это приводит к смене полярности магнитного потока или направлению тока, индуцируемого в якоре. Таким образом, направление вращающего момента меняется на противоположное, что вызывает появление тормозящего эффекта. Скорость вращения якоря контролируется реле скорости, которое отключает питание якоря, когда она приближается к нулевой.

Источник