3. Динамическое торможение

Динамическое торможение является наиболее универсальным и широко применяемым способом торможения электроприводов с АД.

Для реализации динамического торможения статорную обмотку АД отключают от трехфазного переменного напряжения и подключают к источнику, с помощью которого в статорной обмотке создается постоянное неподвижное магнитное поле (статическое магнитное поле). Статическое магнитное поле, взаимодействуя с вращающимся ротором, будет создавать электромагнитный момент, который в соответствии с принципом Ленца, будет направлен против направления вращения двигателя, т. е. будет являться тормозным. Для создания статического магнитного поля статора может быть использовано два метода:

1. Первый метод заключается в подключении к сети постоянного напряжения.

~U

Рисунок 3.25 – Динамическое торможение с подключением к сети постоянного напряжения. КЛ – линейный контактор, КТ – контактор торможения.

При работе в двигательном режиме контакты КЛ замкнуты, КТ разомкнуты. Для перехода в режим динамического торможения размыкают контакты КЛ и одновременно замыкают контакты КТ.

2. Второй метод заключается в использовании батарей статических конденсаторов.

~U

Рисунок 3.26 – Динамическое торможение с использованием батарей статических конденсаторов

Особенностью режима динамического торможения является то, что при полной остановке двигателя, т. е. угловая скорость вращения равна нулю, тормозной момент М_Т в соответствии с принципом Ленца также будет равна нулю. Это обеспечивает процессу торможения важное преимущество, как точность.

Механические характеристики при динамическом торможении показаны на рис. 3.27.

ω рад/с

Динамическое торможение ω₀ ДР

ω_НОМ.

-М М_Т М, Н·м

Рисунок 3.27 – Механические характеристики при динамическом торможении

Энергетические потоки в процессе динамического торможения имеют следующие направления: кинетическая энергия механизма направлена от механизма к двигателю (генераторный режим); электрическая энергия от источника трехфазного переменного напряжения отсутствует, т. е. равна нулю; электрическая энергия постоянного напряжения не учитывается. При этом кинетическая энергия механизма преобразуется в тепловую энергию, которая в свою очередь рассеивается в двигателе. Поэтому, как правило, тепловой режим двигателя при динамическом торможении может быть напряженным, но не опасным и в любом случае по сравнению с режимом торможения противовключением более легким.

Таким образом, преимуществом динамического торможения является относительная простота реализации и высокая точность остановки двигателя. Недостатком является относительно низкая энергетическая эффективность.

Для реализации динамического торможения чаще используют метод с подключением к сети постоянного напряжения.

Второй метод (динамическое торможение с использованием батарей статических конденсаторов) требует для создания необходимого по величине статического магнитного поля конденсаторов большой емкости, что существенно ухудшает массогабаритные показатели электропривода.

Необходимо отметить, что электропривод, в котором реализуется динамическое торможение, должен обладать, во-первых, необходимым быстродействием, а во-вторых, тепло должно распространяться по статорным обмоткам двигателя по возможности равномерно.

Различают три способа подключения статорной обмотки к источнику постоянного напряжения:

1. 

или

или

3. 

или

Первому требованию, а именно, быстродействию, соответствует первая схема, так как в ней производится наименьшее количество отключений. Второму требованию соответствует вторая схема, так как в этом случае по всем трем фазам статорной обмотки будет протекать один и тот же ток, и как следствие они будут нагреваться равномерно.