Управление электродинамическим торможением двигателя постоянного тока
Оборудование тепловозов ЭДТ не исключает пневматического тормоза, который отличается высокой надежностью и используется в качестве резервного. Применение ЭДТ значительно сокращает время работы пнев матического тормоза как локомотива, так и состава, тем самым умень шая износ тормозных колодок и бандажей колесных пар и увеличивая срок их службы.
- 1) эффективное действие тормоза в рабочем диапазоне скоростей движения локомотива;
- 2) гибкость управления и автоматическое регулирование по за данным характеристикам с учетом ограничений;
- 3) минимальный расход топлива дизелем в процессе торможения;
- 4) малое время подготовки к торможению;
- 5) устойчивость режимов торможения;
- 6) минимальное усложнение конструкции электропередачи и ее стоимости при высокой надежности работы.
Степень реализации этих требований определяет техническую эффективность систем электрического торможения.
Тормозные и балластные резисторы выполняются с применением ленты из сплава с высоким удельным омическим сопротивлением и имеют принудительный обдув с помощью мотор-вентиляторов. Для привода вентиляторов применяются двигатели последовательного возбуждения, питаемые от тормозных резисторов.
В режиме ЭДТ частота оборотов коленчатого вала дизеля поддерживается автоматически в зависимости от температуры ТЭД и тормозных резисторов.ЭДТ имеет защиту по максимальному и минималь ному тормозному току, которая осуществляется посредством реле на пряжения Р1, Р2, включенных на параллельно соединенные секции тормозных резисторов.
Характеристики электродинамического тормоза и их расчет
Зависимость тормозного усилия от скорости движения В = f (v) представляет собой тормозную характеристику тепловоза [2]. Различают два вида тормозных характеристик: предельные и регулировочные. Предельные характеристики соответствуют некоторым максимально допустимым параметрам электрического тормоза. К этим предельным параметрам относятся:
- 1) длительный ток якоря тягового двигателя (тормозной ток). Ве личина этого тока ограничена нагревом тормозных резисторов и яко ря двигателя;
- 2) длительный ток возбуждения тягового двигателя;
- 3) максимальная реактивная эдс тяговых двигателей. Это огра ничение может быть выражено в виде максимально допустимой вели чины произведения тока якоря на частоту вращения двигателя [Iя, n];
- 4) максимальное тормозное усилие, ограниченное сцеплением. Это ограничение, в отличие от предыдущих, не является постоянным и мо жет изменяться в зависимости от состояния рельсового пути и погод ных условий.
Наряду с этими ограничениями имеется ограничение по потенциаль ным условиям на коллекторе, однако для тепловозных двигателей, как правило, лимитируется ограничение по реактивной эдс.
Тормозное усилие в большинстве случаев регулируется изменением магнитного потока двигателей, т. е. регулированием напряжения генератора, которое осуществляется:
Лабораторная работа №3 (Unity Pro) — Типовые схемы управления электроприводами с двигателями постоянного и переменного токов
Лабораторная работа №3 (Unity Pro). Типовые схемы управления электроприводами с двигателями постоянного и переменного токов
За время Δtк.т после начала пуска частота вращения двигателя достигает значения ω1, а ток в цепи якоря снижается до уровня I2(рис. 1, в). После шунтирования Rд, происходит бросок тока в цепи якоря от I2 до I1 который не превышает допустимого уровня. Изменение частоты вращения, тока и момента во времени происходит по экспоненте.
Останов двигателя осуществляется нажатием кнопки SВ2, что приведет к отключению якоря двигателя от источника питания и его торможению под действием момента сопротивления на валу. Такой способ останова двигателя получил название «торможение выбегом».
Рис. 1.2. Схема пуска двигателя по принципу ЭДС и динамического торможения по принципу времени (а) и характеристики двигателя (б)
Для осуществления торможения в схеме предусмотрен резистор R3, подключение и отключение которого осуществляется контактором торможения КМЗ. Для обеспечения выдержки времени используется электромагнитное реле времени КТ, размыкающий контакт которого включен в цепь катушки контактора торможения КМ2.
Применение динамического торможения обеспечивает более быстрый останов двигателя и тем самым быстрое прекращение движения исполнительного органа рабочей машины.
Управление двигателем при пуске происходит по аналогии со схемой рис. 1.1. При включении двигателя в этой схеме (рис. 1.3) и работе от источника питания размыкающий контакт линейного контактора КМ в цепи контактора торможения КМ2разомкнут, что предотвращает перевод двигателя в режим торможения.
Рис. 1.3.Схема пуска двигателя по принципу времени и динамического торможения по принципу ЭДС
Рис. 1.4.Схема управления пуском и реверсом двигателя (а) и характеристики двигателя (б)
Пуск двигателя в любом направлении осуществляется в одну ступень в функции времени. При нажатии, например, кнопки SВ1срабатывает контактор КМ1и подключает якорь М кисточнику питания. За счет падения напряжения на резисторе Rд1, от пускового тока срабатывает реле времени КТ, размыкающее свой контакт в цепи контактора КМ.
По истечении выдержки времени реле КТ замкнет свой контакт в цепи катушки контактора КМ, он включится, закоротит пусковой резистор Rд1 и двигатель выйдет на свою естественную характеристику 1.
Для снижения частоты вращения двигателя рукоятка командоконтроллера SА переводится в положения 1 или 2. В положении 1 двигатель работает на искусственной характеристике, соответствующей наличию в цепи якоря резисторовRд2 + Rд3, а в положении 2 —на характеристике, обусловленной резистором Rд3.
Управление электродинамическим торможением двигателя постоянного тока — Двигатели постоянного тока
Классическое динамическое торможение
Эффективность такого режима работы зависит от расчета и значения следующих параметров:
- Величина тока, который подается через параллельную цепь на обмотки статора. Чем выше этот показатель, тем больше момент торможения,
- Величина сопротивления, которое вводится в цепь ротора. Чем выше по расчету сопротивление, тем быстрее тормозится двигатель,
- Величина магнитной движущей силы (МДС). Иногда ее называют ампер витками, поскольку расчет ведется по формуле F = I×W, где I – величина тока, а W – количество витков.
Обмотка статора при этом может подключаться как минимум пятью разными способами:
В каждом случае на основании векторной диаграммы ведется расчет МДС, тормозного сопротивления и напряжения цепи.
Читайте также: Плавное включение и выключение светодиодов своими руками. Схема плавного розжига и затухания светодиодов
| Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 6 |
Торможение самовозбуждением
- Электродинамическим. Это классический вариант, при котором две фазы нужно закоротить и перевести на питания от цепи постоянного тока,
- Рекуперативным (генераторным). Характеризуется возвратом лишней электроэнергии в сеть,
- Противовключением. Этот вариант реализуется по схеме реверса, то есть с подключением фаз через пару магнитных пускателей,
- Самовозбуждением. Подключением к обмоткам статора батареи конденсаторов.
Торможение самовозбуждением
Этот вариант реализуется за счет подключения обмоток статора к параллельной конденсаторной батарее или мосту (расчет емкости придется вести). Когда двигатель отключается от сети и должен наступить режим выбега, угасающее магнитное поле начинает питать конденсаторы, а через них возвращается обратно в обмотку, создавая тормозной момент.
При таком режиме торможения, асинхронная машина не потребляет из сети электрическую энергию, а наоборот вырабатывает и отдает сеть. При переводе асинхронного двигателя в генераторный режим в целях торможения, можно отключить статорные обмотки асинхронной машины и подключить к ним резистор, при этом чем выше сопротивление резистора, тем больше тормозной момент.
