Сравнительная оценка методов торможения.

При неизменном торможении сети, при неизменном токе возбуждения сети электромеханические и механические характеристики в режиме торможения являются продолжением характеристик двигательного режима.

При динамическом торможении характеристики более жесткие, чем при противовключении. Для сравнительного анализа видов торможения с точки зрения потерь в двигателе обратимся к следующей схеме замещения, которая одинакова для всех видов торможения в том числе и для двигательного режима:

-- - - генераторный режим;

двигательный режим.

U_cI_я=EI_я+I_я²R_я;Р_с = Р_эм + Р; Р_эм=ЕI_я=КфwI_я=Мw;Р_мР_эм.

;

Генераторное торможение при отдаче энергии в сеть (рекуперативное торможение).

Существует такой баланс энергии Р_с = Р_эм - Р

при торможении противовключением.

Р_с + Р_эм = Р , т.е. вся мощность потребляемая сетью и генератором в момент торможения теряется в виде потерь в машине.

При динамическом торможении вся энергия, генерируемая машиной в процессе торможения тратиться на тепловые потери. Потери мощности при динамическом торможении меньше, чем в режиме торможения противовключением.

Динамическое торможение менее эффективно, чем торможение противовключением при малых скоростях. Механические и электромеханические характеристики в режиме динамического торможения более жесткие, чем механические характеристики в режиме торможения противовключением.

Более экономичным торможением является рекуперативное торможение, т.е. генераторное торможение с отдачей энергии в сеть.

Механические и электромеханические характеристики двигателей постоянного тока последовательного возбуждения (дпт пв).

Схема включения:

Обмотки возбуждения ДПТ ПВ включены последовательно с якорем. Поток возбуждения двигателя будет определятся нагрузкой на валу двигателя. Уравнение равновесия напряжения данного двигателя имеет вид U_c=E+I_я(R_z+R_пя+R_ов);Е=КФ(I_я)w.

;

.

Т.е. вид уравнения данного двигателя аналогичен виду ДПТ НВ, но в эти двигатели дополнительно входит сопротивление обмотки возбуждения и, в отличие от двигателя независимого возбуждения, нельзя аналитически в общем виде получить электромеханические скоростные характеристики двигателя, так как поток и ток возбуждения связаны нелинейной зависимостью, которую трудно представить в виде формулы. Для построения электромеханических и механических характеристик необходимо знать зависимости Ф_(Iя_)иМ_(Iя_), которые были бы универсальными для всей серии двигателей. Эти зависимости существуют, так как внутри одной серии зазоры и степень насыщения машин мало отличаются друг от друга для всех машин.

Приблизительно вид таких зависимостей следующий:

Iзона -I_я0,3; М_0,15;

IIзона -I_я=0,31,3; М_=0,151,4;

IIIзона -I_я1,3; М_1,4.

Следует обратить внимание, что при токе I_я1момент, развиваемый двигателем с последовательным возбуждением, возрастает в большей степени, чем токМ_I_яи эта ситуация является одним из достоинств двигателей с последовательным возбуждением. При одной и той же перегрузке по току двигатели последовательного возбуждения развивают больший момент. Это связанно с тем, что с увеличением тока растет поток двигателя. Так для двигателя независимого возбуждения:

I_ядоп=22,5 - М_=2,02,5 – НВ

I_ядоп=22,5 - М_=2,43,0 – ПВ

Зная зависимости Ф_(I_я)иМ_(I_я), можно построить одну зависимостьФ_(М_)

Для полного представления о характеристиках двигателя с последовательным возбуждением пользуются кусочно-линейной аппроксимацией кривой намагничивания Ф(I_я).

1,2 зона: Ф=₁I_я; М=КФI_я;;;

;

.

3 зона: Ф=Ф₀+₂I_я

Из выражения скоростных характеристик видно, что они представляют из себя кривые гиперболического вида одной из асимптот, которой является ось ординат, а второй -асимптотой говорить не имеет смысла, так как она соответствует I_я, М,т.е. она лежит вне аппроксимации.

Из выражения электромеханических характеристик видно, что при идеальном холостом ходе, когда ток якоря и момент стремятся к нулю, скорость двигателя w. В действительности при токе якоря равном нулю, есть остаточное магнитное полеФ_ост=0,020,09и наличие остаточного поля беспечивает величину скорости идеального холостого хода. Скорость при этом превышает номинальную скорость в 10 раз, что недопустимо из условия прочности коллектора и бандаже крепящих обмоток якоря.

Следует заметить, что допустимым значением идеального холостого хода для выпускаемых двигателей является w_0доп4.

Данные двигатели последовательного возбуждения нельзя применять для механизмов, у которых возможен режим холостого хода с малыми потерями. Эти двигатели запрещается применять для механизмов с использованием цепных, ременных и клиноременных передач.

Наибольшая крутизна электромеханических характеристик в начальной части. Участок линейной аппроксимации в третей зоне обеспечивает более пологую механическую характеристику. На участках большей нагрузки I_я2, крутизна электромеханических характеристик практически не зависит от нагрузки. При полюсном насыщении магнитной цепи двигателя уравнение двигателя последовательного возбуждения становится аналогичным что и для двигателей с независимым возбуждением. В этом случае электромеханические характеристики будут представлять из себя прямые линии.