ТОРМОЖЕНИЕ И РЕВЕРСИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ.

Во многих станках, механизмах, автоматических и полуавтоматических линиях, применяемых в лесной промышленности, необходимо часто осуществлять торможение и реверсирование электродвигателей. Использование механических устройств для торможения электродвигателей связано со многими неудобствами при эксплуатации машин и значительно усложняет их конструкцию. Поэтому процесс торможения рациональнее осуществлять самими электродвигателями. Такой способ называется электрическим торможением.

Различают три основных способа электрического торможения:

1. Электродинамическое.
2. Противовключением.
3. Рекуперативное.

Электродинамическое торможение асинхронного двигателя производится отключением статорной обмотки от источника переменного тока и подключением её к источнику постоянного тока (рис. 58а) путём размыкания рубильника Р₁ и размыкания рубильника Р₂. При этом по статорной обмотке потечёт постоянный ток, создающий неподвижное магнитное поле. Так как ротор в силу инерции продолжает вращаться, в его обмотке будет наводиться э.д.с., вызывающая в ней ток. Этот ток, взаимодействуя с постоянным магнитным полем статора, создаёт тормозной момент на валу двигателя. Величина тормозного момента при электродинамическом способе торможения зависит от напряжения источника постоянного тока, скорости вращения ротора и сопротивления статорной обмотки.

Электродинамическое торможение двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением осуществляется отключением якорной обмотки от источника питания и замыканием её на внешнее сопротивление R_в (рис. 58б). Якорь двигателя, вращаясь по инерции, пересекает магнитные силовые линии индуктора и в его обмотке наводится э.д.с. Так как якорная обмотка замкнута на сопротивление R_в, то в ней возникает ток обратного направления по отношению к току при работе двигателя, взаимодействие которого с магнитным полем индуктора создаёт тормозной момент на валу электродвигателя. Величина тока в якорной обмотке и тормозной момент пропорциональны скорости вращения якоря, а время торможения тем меньше, чем меньше маховый момент ротора двигателя.

Электродинамическое торможение двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением осуществляется по схеме, представленной на рис. 58в. При торможении двигатель от источника питания отключается и якорная обмотка вместе с обмоткой возбуждения замыкаются на внешнее сопротивление R_в. За счёт остаточного магнетизма полюсов при вращении якоря в его обмотке индуктируется э.д.с., создающая в цепи ток. Взаимодействие тока с магнитным полем будет тормозить якорь. Рассмотренный способ торможения можно применять только при определённых скоростях вращения двигателя, так

как при малых скоростях двигатель может не возбудится. При больших скоростях возникает значительный тормозной момент, приводящий к нежелательным ударам в механизме.

В двигателях с последовательным возбуждением электродинамическое торможение осуществляется более надёжно, чем в двигателях с параллельным возбуждением. Это объясняет тем, что в случае исчезновения напряжения в сети в момент торможения двигателей с параллельным возбуждением машина не сможет развить тормозной момент.

Электродинамическое торможение синхронных двигателей производится отключением обмотки статора от питающей сети и замыканием её на внешнее сопротивление. Явления, происходящее при этом в синхронном двигателе, аналогичным явлением в двигателе с последовательным возбуждением.

Т о р м о ж е н и е п р о т и в о в к л ю ч е н и е м асинхронных двигателей производится путём переключения двух любых фаз обмотки статора, что приводит к изменению направления вращения магнитного поля. Ротор двигателя по инерции вращается в прежнем направлении, поэтому в его обмотке будет индуктироваться Э.Д.С. направленная противоположно Э.Д.С. , наводимой в роторной обмотке при работе двигателя. Возникшей при этом ток роторной обмотки, взаимодействуя с вращающимся полем, создаёт тормозной момент на валу, и двигатель останавливается. В момент останова ротора статорную обмотку необходимо отключить от питающей сети, иначе двигатель начнёт вращаться в обратную сторону. Для отключения обмотки статора при останове ротора в схемах автоматического торможения используют специальные реле скорости.

При торможении противовключением чрезмерного броска тока и тормозного момента не происходит, так как в начальный период торможения из – за резкого увеличения индуктивного сопротивления роторной обмотки ток в ней возрастает постепенно. Этот способ позволяет плавно и достаточно интенсивно осуществлять торможение двигателя.

Торможение противовключением двигателей постоянного тока достигается сменой полярности питания якорной обмотки. В двигателях постоянного тока способ торможения используется сравнительно редко, так как в момент смены полярности в якорной обмотке возникает большой ток. Этот способ применяют в основном при реверсировании, когда после торможения следует разгон двигателя в обратном направлении.

У синхронных двигателей торможение противовключением на практике почти не применяется в связи с большим увеличением тока при переключении обмотки статора.

Р е к у п е р а т и в н о е т о р м о ж е н и е асинхронных двигателей производится переключением статорной обмотки с меньшего числа пар полюсов на большее, что приводит к уменьшению скорости вращения магнитного поля. Ротор в силу инерции не может мгновенно снизить скорость, и в начальный период торможения его скорость вращения будет больше скорости вращающегося магнитного поля. При этом в роторной обмотке появится ток противоположного направления по сравнению с направлением, которое он имел до переключения обмотки. В результате этого на валу двигателя возникает тормозной момент, снижающий скорость вращения. Произведя ряд таких (стр.12)

переключении, можно значительно ускорить процесс торможения двигателя. При таком способе торможения машина работает в режиме генератора и не потребляет энергии из сети, а, наоборот, отдаёт ─ рекуперирует её в сеть. Поэтому такой способ называют торможением энергии. Рассмотренный способ применяют преимущественно для короткозамкнутых многоскоростных асинхронных двигателей. В двигателях постоянного тока торможение с рекуперированием энергии можно осуществить, если со стороны рабочего механизма к валу двигателя приложить вращающий момент.

Р е в е р с и р о в а н и е а с и н х р о н н ы х д в и г а т е л е й (смена направления вращения ротора) осуществляется переключением любых двух фаз, питающих обмотку статора. При этом вращающееся магнитное поле меняет направление вращения на противоположное, что приводит к изменению направления вращения ротора.

Реверсирование двигателей постоянного тока можно производить переключение обмотки якоря или обмотки возбуждения. Одновременная смена полярности обеих обмоток не изменит направления вращения двигателя.

Однако реверсирование двигателей постоянного тока осуществляется обычно сменой полярности якорной обмотки, так как изменение полярности обмотки возбуждения перемагничивает двигатель.

Глава VIII