Режим рекуперативного торможения

Режимом рекуперативного торможения называется такой режим, когда электродвигатель при определенных условиях работы привода, в силу своей обратимости становится генератором, преобразуя кинетическую энергию движущихся масс механизма в электрическую с отдачей энергии в сеть.

Переход электродвигателя в режим генератора обуславливается тем, что при скорости привода, превышающей скорость соответствующего идеального холостого хода двигателя, Э.Д.С. последнего, направленная против приложенного напряжения сети, становится больше его и в силу этого ток в якоре машины меняет свое направление на обратное.

Практически режим рекуперативного торможения может быть осуществлен:

1. При наличии отрицательного статического момента нагрузки, когда электродвигатель под его действием в сторону вращения, получив ускорение, достигнет скорости превышающей скорость своего идеального холостого хода.

Иллюстрацией этому может служить работа электродвигателя механизма подъема крановой установки при спуске тяжелого груза.

2. При переходе электродвигателя с большей скорости, полученной ослаблением поля, на меньшую, путем резкого увеличения магнитного потока.

Уравнение механической характеристики двигателя в режиме рекуперативного торможения можно получить из (2.3), полагая М_Э=-М_Т,

или . (2.9)

Из последнего уравнения вытекает:

1. Механические характеристики для данного режима электродвигателя при различных сопротивлениях якорной цепи являются линейными характеристиками и служат продолжением характеристик двигательного режима в область второго квадранта.

2. С увеличением скорости “n” при неизменном R, величина тормозного момента возрастает.

3. Увеличение внешнего сопротивления в цепи якоря приводит к увеличению скорости привода при отрицательном значении статического момента.

Пользуясь уравнениями (2.9), можно построить соответствующие механи-

ческие характеристики работы электродвигателя в режиме рекуперативного торможения (рисунок 2.8).

Механические характеристики электродвигателя в двигательном режиме и режиме рекуперативного торможения при отрицательном статическом моменте приведены на рисунке 2.9:

1 – механическая характеристика электродвигателя в двигательном режиме.

2 – механическая характеристика в рекуперативном режиме, полученная при резком увеличении магнитного потока.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. До начала исследования производится ознакомление с электрооборудованием установки, записываются паспортные данные электродвигателя и рассчитываются величины тормозных сопротивлений. Величина дополнительного сопротивления для режима противовключения определяется из выражения:

(2.10)

Величина дополнительного сопротивления для режима динамического торможения определяется из выражения:

(2.11)

2. Естественная механическая характеристика двигателя снимается при отсутствии внешних сопротивлений в якорной цепи и в обмотке возбуждения. Напряжения сети поддерживается равным номинальному. При снятии характеристики достаточно получить 4-5 точек. Ток в якоре испытуемого двигателя во время опыта не должен превосходить номинального значения.

Искусственные характеристики снимаются при добавочных сопротив-лениях в цепи якоря и при токах возбуждения, указанных в программе работы.

3. Механические характеристики двигателя в тормозных режимах рассчитываются по характеристикам n=f(t) и I=φ(τ), последние снимаются при помощи самопишущих приборов. (Механические характеристики могут быть получены также при изменении момента нагрузки на валу испытуемого электродвигателя. Обороты двигателя при этом определяются при помощи тахометра).

Перед снятием характеристик n=f(t) и I=φ(τ), необходимо определить масштаб скорости и тока на ленте самопишущих приборов. Порядок снятия ха-

рактеристик n=f(t) и I=φ(τ) для режимов динамического торможения и проти-

вовключения токов:

а) запустить испытуемый двигатель;

б) включить двигатель самописцев;

в) ввести необходимое дополнительное сопротивление, одновременно произвести переключение в схеме;

г) по окончании переходного процесса самописцы отключить, испытуемый двигатель вновь запустить для снятия следующей характеристики.

Порядок снятия характеристик n=f(t) и I=φ(τ) для рекуперативного торможения токов:

а) запустить испытуемый двигатель;

б) ослаблением поля довести скорость вращения двигателя до n=1.5·n_H;

в) включить двигатели самописцев;

г) резко усилить поле (вывести сопротивление в цепи возбуждения);

д) по окончании переходного процесса самописцы отключить.

Рисунок 2. 1 Рисунок 2.2

Рисунок 2.3 Рисунок 2.4

Рисунок 2.5 Рисунок 2.7

Рисунок 2.6

Рисунок 2.8 Рисунок 2.9

Элементы схемы (рисунок 2.10):

М – двигатель постоянного тока, G – нагрузочный генератор, BR - тахогенератор,

LM, LBR, LG – обмотки возбуждения ДПТ, тахогенератора, нагрузочного генератора,

R1, R2, R, Rвг – регулировочные реостаты,

S1, S2, S3 – пакетные переключатели для подключения обмоток возбуждения к питанию, нагрузки к генератору, якорной цепи двигателя.

ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ

Для оформления работы требуется:

1. Вычертить принципиальную схему установки, привести данные машин и используемых приборов.

2.Построить естественную и искусственные механические характеристики n =f(M).

3. По характеристикам n=f(t) I=f(t) рассчитать и построить механические характеристики n =f(M) для всех режимов торможения.

4. По паспортным данным машины построить теоретическую зависимость n=f(I) для всех режимов и сравнить с полученным опытом.

5.По аналитическим формулам рассчитать и построить естественную и искусственную механические характеристики n=f(M) при U=Uн и R1=0.

6. Дать заключения и выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Естественная механическая и электромеханическая характеристики шунтового ДПТ.

2. .Регулирование скорости шунтового ДПТ при М=const.

Рисунок 2.10 - Схема опыта

3. Регулирование скорости шунтового ДПТ при Р=const.

4. Тормозные режимы шунтового ДПТ.

Лабораторная работа № 3