Metody a schémata pro brzdění elektrických motorů
Brzdění elektromotorem se používá, je-li nutné zkrátit dobu volného chodu a upevnit mechanismus v určité poloze. Existuje několik typů nuceného zastavení zařízení. Je mechanický, elektrický a kombinovaný. Mechanickým zařízením je brzdová kladka namontovaná na hřídeli s podložkami. Po odpojení zařízení jsou destičky přitlačeny k řemenici. Kvůli tření se kinetická energie přeměňuje na teplo, tj. dochází k brzdění. Další metody a schémata pro brzdění elektromotoru budou diskutovány dále v tomto článku.
Metody elektrického brzdění pro elektrické pohony
Pro rychlé zastavení zařízení nebo zajištění konstantní rychlosti otáčení se používají způsoby elektrického zastavení. V závislosti na spínacím obvodu jsou brzdové režimy rozděleny na:
- opozice;
- dynamický
- rekuperativní.
Opozice
Režim opozice se použije, když je nutné rychlé zastavení. Představuje změnu polarity vinutí kotvy stejnosměrného motoru nebo přepnutí dvou fází na vinutí indukční motor.
V tomto případě se rotor otáčí v opačném směru než statorové magnetické pole. Rotace rotoru se zpomaluje. Když se rychlost otáčení blíží nule, je z relé řízení rychlosti přijat signál, který odpojí mechanismus od sítě.
Následující obrázek ukazuje opoziční obvod asynchronního elektromotoru.
Po přepnutí vinutí dojde ke zvýšení účinného napětí a zvýšení proudu. Pro jeho omezení, vinutí rotor nebo stator zřídit další odpory. V brzdovém režimu omezují proudy ve vinutí.
Pohon dynamickým zastavením
Tato metoda se používá na asynchronních strojích připojených k napájení střídavým proudem. Spočívá v odpojení vinutí od sítě střídavého napětí a v dodávce stejnosměrného proudu do vinutí statoru.
Výše uvedený obrázek ukazuje schéma brzdění třífázového stejnosměrného motoru.
Stejnosměrné napětí je dodáváno pomocí sestupného transformátoru pro dynamické brzdění. Podpětí AC na DC diodový most a krmeno statorovým vinutím. K brzdění elektromotoru lze použít další zdroj stejnosměrného proudu.
V tomto případě může být rotor vytvořen ve formě "veverkové klece" nebo jeho vinutí je připojeno k dalším odporům.
Konstantní napětí vytváří stacionární magnetický tok.Když se v něm rotuje Emf, tj. elektrický motor přejde do režimu generátoru. Výsledná elektromotorická síla je rozptýlena na vinutí rotoru a další odpory. Vytvoří se brzdný moment. Když se mechanismus zastaví, je konstantní napětí vypnuto signálem rychlostního relé.
Mechanismy, kde se používá elektrický motor se samočinným buzením, se provádí dynamickým zastavením připojením kondenzátorů. Jsou spojeny trojúhelníkem nebo hvězdou.
Schéma je znázorněno na obrázku níže.
Při doběhu zbývá zbytková energie magnetického pole do náboje kondenzátorů a poté napájí vinutí statoru. Výsledný brzdný účinek zastaví mechanismus. Kondenzátorová banka může být připojena nepřetržitě nebo připojena v době odpojení od sítě. Takové schéma se nazývá „brzdění kondenzátoru indukčního motoru“.
Pokud je nutné motor rychle zastavit, po odpojení od sítě zkratujte kontakty bez zhášecích odporů. Při spojení vinutí zkratem vznikají v nich velké proudy. K omezení proudů jsou k vinutím připojeny odporové omezovače.
Obrázek níže ukazuje obvod s odpory omezujícími proud.
Brzdné režimy stejnosměrných motorů
Dynamické brzdění stejnosměrného motoru se provádí po jeho odpojení od sítě se zavřením vinutí rotoru na brzdovém reostatu. Uvolněná elektrická energie je rozptýlena na reostatu.
Výše uvedený obrázek ukazuje reostatický brzdný obvod stejnosměrného motoru.
Regenerativní brzdění elektrických strojů
Regenerativní brzdění elektromotoru je charakterizováno převodem motoru do režimu generátoru. V tomto případě se vyrobená elektřina vrátí do sítě nebo se použije k dobití baterie.
Tento režim je široce používán v elektrických lokomotivách, vlacích, tramvajích a trolejbusech. V době brzdění se vyrobená elektřina vrací do elektrické sítě.
Režim regenerativní brzdy se používá k dobíjení baterií v hybridních automobilech, elektrických vozech, elektrických skútrech, elektrických kolech.
Tento režim je nejúspornější a možný za podmínky: pokud rychlost rotoru překročí volnoběžné otáčky. Tato podmínka je splněna, když EMF elektrického motoru překročí napájecí napětí. A proud kotvy a magnetický tok mění svůj směr. Elektrický stroj přejde do generátorového režimu, je zde brzdný moment.
Obrázek ukazuje brzdný obvod trakčního motoru a) s nezávislým buzením a stabilizačním odporem, b) s anti-excitací patogenu.
Regenerační režim v asynchronních elektrických strojích
Regenerační režim se používá nejen u stejnosměrných motorů. Může být také použit v indukčních motorech.
Tento režim je navíc možný v následujících případech:
- Pokud změníte frekvenci napájecího napětí pomocí měnič kmitočtu. Co je možné, pokud je indukční motor napájen ze zařízení se schopností řídit frekvenci napájecí sítě. Brzdný účinek nastane, když se frekvence napájecího napětí sníží. V tomto případě dojde k přechodu do režimu generátoru, když se rychlost rotoru zvýší než jmenovitá (synchronní).
- Asynchronní stroje, které konstrukčně mají schopnost přepínat vinutí, mění rychlost.
- Ve zdvihacích mechanismech, kde se používá sestup energie. Namontovali elektrický motor s fázovým rotorem. V tomto případě je rychlost řízena změnou hodnoty odporu připojeného k vinutím rotoru. Magnetický tok začíná předjíždět statorové pole a skluz je větší než 1.Elektromotor přejde do režimu generátoru, vyrobená elektřina se vrací do sítě, dochází k brzdění.
Kombinovaný režim
Kombinované režimy brzdění se používají v elektrických strojích, pokud potřebujete rychle zastavit a zamknout mechanismus. K tomu použijte mechanickou brzdovou jednotku v kombinaci s elektrickým brzděním. Kombinace se může lišit. Může to být elektrický obvod s opozičním, dynamickým a regeneračním režimem.
Zkoumali jsme tedy hlavní metody a schémata brzdění elektromotorů. Pokud máte nějaké dotazy, zeptejte se jich v komentářích pod článkem!
Související materiály:
Načítám ...
