Механические характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения в тормозных режимах

Для двигателя последовательного возбуждения возможны два тормозных режима: торможение противовключением и динамическое торможение. Торможение с отдачей энергии в сеть для этих двигателей осуществить невозможно, так как их ЭДС не может быть больше приложенного напряжения сети.

Торможение противовключением возможно, если движущий момент нагрузки становится больше момента короткого замыкания двигателя. Нагрузка двигателя при противовключении должна быть ограничена допустимым током в якорной цепи. Для ограничения тока в цепь якоря двигателя вводится дополнительный резистор. Механические характеристики для этого торможения являются продолжением характеристик двигательного режима в область отрицательной угловой скорости в квадранте IV (рис. 4.2.1).

Как и для двигателя с независимым возбуждением возможно торможение противовключением при изменении полярности напряжения, подводимого к якорю. В этом случае следует, изменив направление тока якоря, оставить без изменения направление тока в обмотке возбуждения.

Рисунок 4.2.1 – Механические характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения при различных режимах работы.

Динамическое торможение двигателя последовательного возбуждения может быть осуществлено двумя способами: с самовозбуждением и с независимым возбуждением.

При торможении с самовозбуждением (рис. 4.2.2) якорь и обмотка возбуждения двигателя отключаются от сети и замыкаются на резистор. При переводе машины из двигательного режима в режим динамического торможения с самовозбуждением необходимо во избежание размагничивания машины переключить обмотку возбуждения или якоря таким образом, чтобы направление тока в обмотке возбуждения не изменялось. В этом случае машина самовозбуждаегся при данном сопротивлении цепи якоря лишь при определенных значениях скорости; возбудившись, она создает тормозной момент. Практически тормозной момент возникает и при скоростях, близких к нулю, вследствие наличия остаточного магнетизма, но при низких скоростях тормозной момент весьма мал. Механические характеристики машины для этого случая приведены в квадранте II (рис. 4.2.1).

При этом способе торможения может вначале происходить интенсивное самовозбуждение, которое приводит к значительному скачку тормозного момента. Последний при сравнительно больших маховых массах механизма может вызвать нежелательные удары в механизме.

Рисунок 4.2.2 – Схема включения двигателя постоянного тока последовательного возбуждения при динамическом торможении с самовозбуждением.

Поэтому чаще применяется динамическое торможение с независимым возбуждением двигателя последовательного возбуждения но схеме, представленной на рис. 4.2.3. Обмотка возбуждения в этом случае подключается к сети через резистор, ограничивающий ток до номинального значения. Поскольку двигатель работает как генератор с независимым возбуждением, его характеристики подобны характеристикам машины независимого возбуждения при динамическом торможении (рис. 4.2.4). Эти характеристики линейны и все пересекаются в начале координат, обладая большей жесткостью при меньших сопротивлениях.

Рисунок 4.2.3 – Схема включения двигателя постоянного тока последовательного возбуждения при динамическом торможении с независимым возбуждением.

Иногда для двигателей малой мощности отказываются от включения последовательной обмотки по схеме рис. 4.2.3 и осуществляют поддержание потока при динамическом торможении короткозамкнутыми медными кольцами на полюсах. Такие схемы с целью экономии аппаратов были выполнены, например, для двигателей мощностью 0,52 кВт в системе управления загрузкой доменной печи.

Рисунок 4.2.4 – Механические характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения при динамическом торможении с независимым возбуждением.