Тормоз электродвигателя: Электромагнитный тормоз для электродвигателя подключение и переключение – Электродвигатель с тормозом

Торможение электродвигателей | Полезные статьи

В процессе работы электрического двигателя часто возникает необходимость его остановки. При этом важно, чтобы процесс протекал интенсивно, для высокой точности позиционирования рабочего органа или для получения максимального КПД. Существуют различные способы торможения электродвигателей в зависимости от способа возбуждения. Наибольшее распространение сегодня получили следующие режимы:

• динамический;
• рекуперативный;
• противовключение.

Эти способы торможения электродвигателя имеют свои преимущества, что позволяет использовать их в определенных технологических процессах с максимальной эффективностью. Динамическое торможение электродвигателей. Для точной остановки двигателя используют отключение обмотки статора от электрической сети переменного тока и подключение постоянного напряжение. Этот режим получил название динамическое торможение электродвигателя, так как машина фактически работает как динамо, рассеивая энергию торможения в обмотках и тормозных резисторах мотора. В процессе торможения обмоткой статора создается неподвижное постоянное магнитное поле. Если ротор вращается относительно его, то меняется направление тока ротора и ЭДС. Следствием данного процесса становится изменение направления электромагнитного момента, под действием которого и происходит торможение. Кинетическая энергия всех вращающихся частей при этом становится тепловой. Изменить тормозной момент можно с высокой точностью, регулируя величину напряжения, подведенную к обмотке статора двигателя. Применяется динамическое торможение электродвигателя в деревообрабатывающих станках, циркулярных пилах, подъемных машинах.

Противовключение и рекуперативное торможение электродвигателей

При необходимости остановить электродвигатель максимально быстро используют метод противовключения. Для этого переключают обмотки фаз, в результате чего поле начинает вращаться в противоположном направлении. Ротор по инерции вращается навстречу магнитному потоку, момент двигателя становится отрицательным, а скольжение превышает единицу. Торможение электродвигателя постоянного тока данным методом производится подключением концов обмотки якоря. В двигателях электровозов, трамваев или троллейбусов применяется рекуперативный метод торможения. При этом мотор работает в режиме генератора и вся выработанная энергия передается в сеть, либо поступает через тяговую подстанцию в общую энергосистему. Этот же принцип используется двигателями электромобилей, что позволяет при торможении подзаряжать аккумуляторные батареи. Несмотря на существенные преимущества использования рекуперативного торможения, эта технология имеет ряд недостатков. Например, тормозное момент является пропорциональным разности между скоростью и нейтралью. Скорость нейтрали зависит от напряжения и положения органов управления, поэтому если она будет выше скорости трамвая или электровоза, то это транспортное средство будет в режиме торможения продолжать движение. Скачки напряжения в этот момент приведут к резким толчкам, что недопустимо при эксплуатации многих транспортных средств. Избавиться от этого пока не представляется возможным.

 

Способы торможения электродвигателей

1. Главная
  ›  
2. Способы торможения электродвигателей
 

Торможение электродвигателей необходимо для уменьшения времени выбега и фиксации приводимого устройства в конкретном положении. Если не использовать способы торможения процесс останова может занять недопустимо большое время. Различают механические и электрические способы торможения.

Механическое торможение предусматривает использование тормозных колодок на тормозном шкиве. Электрическое торможение обеспечивает более точный тормозящий момент. Для фиксации механизма строго в определенной точке часто используют оба способа торможения.

Различные электроприводы на производстве должны обеспечивать определенные режимы работы. Эти режимы служат для остановки приводимого механизма или удержания его заданной скорости при наличии положительного момента электродвигателя.

Среди способов торможения различают режимы:

• Противовключение.
• Динамический.
• Рекуперативный.

Противовключение используется для осуществления быстрой остановки приводимого машинного устройства. Осуществляется этот режим переключением фаз на обмотках электродвигателя и разворотом вращающегося поля в обратном направлении. 

Для торможения двигателей постоянного тока таким способом достаточно переподключить обмотки якоря. Изменением направления тока якоря и момента добиваются изменения направления вращения и остановки. Для ограничения возникающего в обмотках тока в цепи якорных и статорных обмоток дополнительно включаются балластные резисторы. Через них происходит основное рассеивание энергии торможения.

Для динамического торможения характерно, что электродвигатель переходит в генераторный режим. Якорь электродвигателя в момент торможения переподключается на сопротивления без отключения возбуждающего напряжения со статора. Часто асинхронные двигатели тормозят подачей постоянного напряжения на статорные обмотки двигателя.

Таким образом, создание неподвижного магнитного поля в роторе достигается наличием постоянного тока в статоре двигателя и созданием эффективного тормозного момента. Значение момента будет зависеть от возбуждающего тока и частоты вращения ротора.

Рекуперативный режим обеспечивает торможение двигателя за счет отдачи энергии торможения в сеть. 

 

Электрическое торможение асинхронных электродвигателей

Торможение противовключением. Режим противовключения имеет место в том случае, когда ротор включенного в сеть элек­тродвигателя по инерции или под действием момента сопротив­ления вращается в сторону, противоположную направлению вращения магнитного поля статора. При этом электродвигатель развивает значительный тормозной момент и происходит весь­ма интенсивное торможение.

Данный способ торможения применяется как для ускорения остановки механизма, так и для получения устойчивых скоро­стей при спуске грузов (в подъемных устройствах). Если, например, требуется быстро остановить электродвигатель, то можно на ходу произвести переключение его статорной обмотки (поменять местами две фазы). При этом магнитное поле ста­тора начнет вращаться в сторону, противоположную направле­нию вращения ротора, который будет интенсивно затормажи­ваться. При снижении скорости ротора до нули статорную об­мотку необходимо от сети отключить, иначе ротор начнет вра­щаться в противоположную сторону.

Допустим, асинхронная машина работает в двигательном ре­жиме на естественной характеристике а в точке 1 при М₁=М_с (рис. 51,а). Чтобы перевести электродвигатель в режим противовключения, в его роторную цепь вводится добавочное сопротивление R_п и изменяется направление вращения магнит­ного поля путем переключения статорной обмотки. Очевидно, что при этом электродвигатель должен перейти на работу по искусственной характеристике

b, уравнение которой будет иметь вид

Переход электродвигателя на работу с естественной харак­теристики (точка 1) на искусственную (точка 2) происходит по прямой, параллельной оси абсцисс. Однако в точке 2 электродвигатель устойчиво работать не может, так как развивае­мый им момент М₂ ни по абсолютной величине, ни по знаку не совпадает с моментом сопротивления М_с. Поэтому скорость электродвигателя начинает резко уменьшаться и в точке 3 ста­новится равной 0. В этот момент обмотку статора необходимо отключить от сети, иначе ротор начнет вращаться в противопо­ложную сторону. При использовании режима противовключения для ускорения реверса электродвигателя обмотку статора от сети отключать не следует.

Необходимо иметь в виду, что дополнительное сопротивление R_п вводится в цепь ротора с тем, чтобы избежать слишком большого толчка тока в сети. Возможность подключения дополнительных сопротивлений в цепь ротора имеется лишь у электродвигателей с контактными кольцами. У электродвигате­лей же с короткозамкнутым ротором такой возможности нет и для ограничения тока при их торможении иногда дополнитель­ное сопротивление включает в цепь статора, хотя это приводит к существенному снижению тормозного момента.

Режим противовключения дает неплохие результаты, если требуется производить спуск грузов с заданными скоростями. Пусть электродвигатель работает на подъем груза на естественной характеристике а в точке 1 (рис. 51,б), развивая мо­мент М₁ = M_с. Когда груз будет поднят на заданную высоту и его необходимо спустить, в цепь ротора можно включить допол­нительное сопротивление R_п и электродвигатель перейдет на работу по искусственной характеристике b, уравнение которой

При введении достаточного дополнительного сопротивления ис­кусственная характеристика

b будет проходить левее точки 1’ (М₁ =M_с). В этом случае электродвигатель устойчиво будет ра­ботать в точке 4, а груз опускаться со скоростью — n₄, которую можно регулировать, вводя различные сопротивления в ротор­ную цепь. Чем больше величина сопротивления, введенного в цепь ротора, тем выше установившаяся скорость спуска.

Уменьшая сопротивление роторной цепи, можно соответст­венно уменьшить скорость спуска до нуля, а затем сделать ее отрицательной, т. е. заставить груз подниматься. Последнее воз­можно в том случае, если вращающий момент машины окажет­ся больше, чем момент, создаваемый грузом на ее валу.

Режим противовключения является простым и достаточно на­дежным тормозным режимом, но отличается неэкономичностью из-за больших потерь энергии и в дополнительных сопротивлени­ях. Наилучшие результаты он дает у электродвигателей с кон­тактными кольцами, где имеется возможность произвольно ме­нять активное сопротивление роторной цепи.

Генераторный режим с отдачей энергии в сеть. Ротор асин­хронного электродвигателя под влиянием внешних сил (напри­мер, опускающегося груза) может превысить синхронную ско­рость и вращать в направлении вращения магнитного поля статора со скоростью п₂>п₁. В этом случае скольжение s<0.

Соответственно меняют свой знак э. д. с. и ток в роторе, а так­же вращающий момент, развиваемый электродвигателем.

Таким образом, при определенных условиях асинхронный электродвигатель без всяких переключений может переходить из двигательного режима в генераторный, возвращая некоторую часть электроэнергии в сеть.

Торможение с отдачей энергии в сеть чаще всего применяет­ся для ограничения скорости спуска груза у портальных кранов с большой высотой подъема, где этот способ торможения поз­воляет получить существенную экономию энергии.

Уравнение механических характеристик для генераторного режима следующее

Оно показывает, что характеристики электродвигателя являются прямым продолжением характеристики двигательного режима и располагаются во II квадранте (рис. 52).

Кроме того, уравнение (101) показывает, что скорость спус­ка груза можно регулировать, вводя различные активные со­противления в цепь ротора. Недостатком данного способа тор­можения следует считать повышенную скорость спуска груза. Даже при работе на естественной характеристике минимальная скорость спуска груза при данном способе торможения всегда превосходит наибольшую скорость его подъема примерно на 10—12%. При введении же дополнительных сопротивлений в цепь ротора скорость спуска груза значительно увеличивается (в некоторых случаях до двойной синхронной). Очевидно, что чем выше скорость электродвигателя в генераторном режиме, тем больше электроэнергии возвращается в сеть. Расчеты показыва­ют, что таким путем можно возвращать в сеть более 30% энер­гии, затраченной на подъем груза. Особенно большую экономию энергии данный способ дает при погрузке судов, когда высота спуска груза значительно больше, чем высота его подъема.

Режим динамического торможения. В последние годы в ста­ночных и некоторых крановых схемах широкое применение по­лучил режим динамического торможения асинхронных электро­двигателей при питании обмотки статора постоянным током.

Обмотка статора работающего электродвигателя отключается от сети трехфазного тока и подключается к источнику постоян­ного тока (рис. 53), в качестве которого может использоваться селеновый или купроксный выпрямитель, монтируемый непо­средственно у электродвигателя. При этом магнитное поле ма­шины будет неподвижным, в обмотке ротора при его вращении будет наводиться э. д. с. и появится ток, т. е. электродвигатель превратится в генератор, создающий тормозной момент. Таким образом, данный способ аналогичен торможению электродвига­телей постоянного тока замыканием на сопротивление при независимом возбуждении. Ротор электродвигателя, работающего в этом режиме, может вращаться по инерции или под действием момента внешних сил. Передаваемая при этом электродвигате­лю механическая энергия преобразуется в его роторе в электри­ческую, а последняя в тепловую.

Характеристики режима динамического торможения прохо­дят через начало координат и до некоторого предела их можно считать прямолинейными (см. рис. 53). Жесткость характери­стик определяется величиной активного сопротивления ротор­ной цепи. Чем выше величина сопротивления, тем мягче харак­теристика электродвигателя в этом режиме. Регулируя сопро­тивление, можно изменить число оборотов электродвигателя и тем самым регулировать, например, скорость спуска груза.

Торможение при однофазном включении. Иногда в крановых схемах на время спуска груза обмотка статора подключается только к двум фазам трехфазной сети. При этом вместо вра­щающего будет образовываться пульсирующее магнитное поле статора. Когда ротор под действием внешних сил будет вра­щаться в этом магнитном поле, то согласно закону Ленца в его обмотке будет индуктироваться ток, создающий тормозной момент. Путем соответствующего подбора сопротивлений, вклю­чаемых в роторную цепь, можно получать различные тор­мозные характеристики, позволяющие опускать груз со скоро­стями как ниже, так и выше синхронной. Скорость спуска при одном и том же тормозном моменте будет тем больше, чем большее сопротивление введено в цепь ротора.

Изменение направления вращения. Как указывалось, для изменения направления вращения асинхронного электродвигате­ля необходимо изменить направление вращения магнитного по­ля статора. Для этого достаточно поменять местами любые два провода, подводящие ток к зажимам статора. Такое переключение статорной обмотки можно осущест­вить посредством двухпо­люсного переключателя или двух-, трехполюсных контакторов (рис. 54).

Нужно помнить, что из­менению направления вра­щения на ходу предшествует торможение противовключением, которое для электро­двигателей с фазным рото­ном недопустимо без пред­варительного введения со­противления в цепь ротора.

торможение электродвигателя — со всех языков на русский

• 1 plugging

  1) заделка; затыкание пробкой

  2) закупорка; засор(ение)

  •

  Англо-русский словарь технических терминов > plugging

• 2 electronic motor braking

  Универсальный англо-русский словарь > electronic motor braking

• 3 plugging

  [‘plʌgɪŋ] 5) Техника: грубая очистка поверхности отливки, заделка, закупорка, засор , застёжка на кнопки-пуговицы, затыкание пробкой, накрывание изложницы, пробкование , раскатка трубы на оправке, тампонирование, торможение двигателем, торможение противотоком , уплотнение, закупоривание , тампонаж , раскатка , раскатывание 27) Алюминиевая промышленность: забивание , забивка

  Универсальный англо-русский словарь > plugging

• 4 plugging

  3) тлв использование рекламной перебивки

  English-Russian electronics dictionary > plugging

• 5 plugging

  3) тлв. использование рекламной перебивки

  The New English-Russian Dictionary of Radio-electronics > plugging

• 6 EMB

  English-Russian dictionary of mechanical engineering and automation > EMB

• 7 plugging

  1. установка пробки
  2. трамбование (скважины)
  3. торможение противовключением
  4. торможение (электродвигателя) противовключением
  5. тампонаж
  6. раскатка труб
  7. материалы, применяемые для тампонажа
  8. закупорка (пор пласта)
  9. алмазное бескерновое бурение

   

  раскатка труб
  Прокатка полой толстостенной гильзы в трубу на раскатных станах. Винтовая раскатка труб осуществляется на длинной или короткой оправке в двух- или трехвалковых раскатных станах. Продольная раскатка осуществляется на короткой оправке в автоматическом или тандем-стане; на длинной оправке — в непрерывном стане; поперечная раскатка — на станах поперечной прокатки на оправке.
  [ http://www.manual-steel.ru/eng-a.html]

  Тематики

  EN

   

  торможение (электродвигателя) противовключением
  торможение (электродвигателя) противотоком
  —
  [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]

  Тематики

  • электротехника, основные понятия

  Синонимы

  EN

  3.13 тампонаж (plugging, refilling): Процесс нагнетания в горные породы специальных растворов, суспензий, смесей с целью заполнение трещин, пустот, выработок в горных породах для укрепления массива горных пород и уменьшения водопроницаемости. В зависимости от используемых тампонажных растворов различают цементацию, глинизацию, битумизацию и силикатизацию горных пород, а также укрепление массива горных пород с помощью синтетических смол.

  Источник: СП 103.13330.2012: Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод

  Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > plugging

• 8 торможение

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > торможение

• 9 торможение

  БНРС > торможение

• 10 торможение развития

  БНРС > торможение развития

• 11 торможение

  Большой итальяно-русский словарь > торможение

• 12 аварийное торможение

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > аварийное торможение

• 13 автоматический пускатель электродвигателя

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > автоматический пускатель электродвигателя

• 14 аэродинамическое торможение

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > аэродинамическое торможение

• 15 аэродинамическое торможение МТА

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > аэродинамическое торможение МТА

• 16 безопасное торможение

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > безопасное торможение

• 17 вал электродвигателя

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > вал электродвигателя

• 18 внеконкурентное торможение

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > внеконкурентное торможение

• 19 внутридиффузионное торможение

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > внутридиффузионное торможение

• 20 динамическое торможение

  Большой англо-русский и русско-английский словарь > динамическое торможение

См. также в других словарях:

• торможение (электродвигателя) противовключением — торможение (электродвигателя) противотоком — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы торможение… …   Справочник технического переводчика

• ТОРМОЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ — торможение электродвигателя путём создания тормозного электромагнитного момента. См. Динамическое торможение. Рекуперативное торможение и Торможение противовключением …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• торможение противовключением вращающегося электродвигателя — торможение противовключением Электрическое торможение вращающегося электродвигателя, осуществляемое путем переключения его обмоток в положение, соответствующее другому направлению вращения. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические… …   Справочник технического переводчика

• Торможение противовключением —         Торможение электрическое, осуществляемое таким переключением питания обмоток исполнительного электродвигателя, при котором направление тягового усилия изменяется на противоположное. Достигается либо сменой полярности напряжения,… …   Большая советская энциклопедия

• Торможение электрическое —         уменьшение скорости или полное прекращение поступательного или вращательного движения машин, транспортных средств, движущихся деталей приборов, осуществляемое посредством преобразования их кинетической (потенциальной) энергии в… …   Большая советская энциклопедия

• динамическое торможение вращающегося электродвигателя — динамическое торможение Электрическое торможение вращающегося электродвигателя, при котором энергия рассеивается в обмотках или в отдельном сопротивлении. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические вращающиеся в целом Синонимы динамическое… …   Справочник технического переводчика

• рекуперативное торможение вращающегося электродвигателя — рекуперативное торможение Электрическое торможение вращающегося электродвигателя, при котором энергия отдается в сеть. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические вращающиеся в целом Синонимы рекуперативное торможение …   Справочник технического переводчика

• сверхсинхронное торможение вращающегося асинхронного электродвигателя — сверхсинхронное торможение Рекуперативное торможение асинхронного вращающегося асинхронного электродвигателя, осуществляемое при вращении его ротора с частотой выше синхронной. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические вращающиеся в целом… …   Справочник технического переводчика

• Динамическое торможение —         электропривода, режим работы электропривода, при котором в результате взаимодействия постоянного магнитного потока в электродвигателе с током замкнутого электропроводящего контура создаётся тормозное усилие. В электроприводе с… …   Большая советская энциклопедия

• электрическое торможение — осуществляется либо переключением исполнительного электродвигателя движущегося механизма в генераторный режим (при этом кинетическая энергия механизма преобразуется в электрическую), либо изменением направления вращающего момента электродвигателя …   Энциклопедический словарь

• ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ — осуществляется либо переключением исполнительного электродвигателя движущегося механизма в генераторный режим (при этом кинетическая энергия механизма преобразуется в электрическую), либо изменением направления вращающего момента электродвигателя …   Большой Энциклопедический словарь