Энергетика электромеханического преобразователя (двигателя)

Строится модель двигателя, в которой в качестве переменных фигурируют потоки энергии, и вводится классификация режимов электромеханического преобразователя с позиции энергетики.

Р_эл – электрическая энергия;

Р_мех – механическая энергия;

DР_потерь – энергия потерь.

для ДПТ.

, где m – число фаз (чаще всего 3).

С энергетической точки зрения существуют два режима работы двигателя:

1. двигательный режим Р_мех>0

2. тормозной режим Р_мех<0

2.1. режим рекуперативного торможения (РТ)

Р_эл–DР_потерь=Р_мех, Р_мех<0 и Р_эл<0. Последнее является основным признаком режима, это режим с возвратом энергии в сеть. Для реализации в ДПТ необходимо изменить знак тока или напряжения. Чаще всего изменяют знак тока, так как напряжение ответственно за направление вращения. Этот режим наиболее экономичен.

2.2. режим динамического торможения (ДТ)

Основным признаком режима является нулевое взаимодействие с сетью Р_эл=0. DР_потерь=Р_мех. Условием реализации этого режима является U=0 и I_я¹0 (иначе не будет момента). Этот режим также называют автономным или автогенераторным торможением.

2.3. режим торможения противовключением (ТПВ)

Р_эл>0, Р_мех<0 Þ DР_потерь=Р_эл–Р_мех>>0. Режим ТПВ возникает, если двигатель подготовлен для вращения в одну сторону, а силами нагрузки или по инерции – вращается в противоположную.

Для реверсирования АД необходимо поменять местами две фазы. Это переключение можно провести почти мгновенно, путем контактного реверсера, тогда изменится направление вращения магнитного поля статора и произойдет торможение противовключением.

Геометрическая интерпретация режимов:

В качестве примера рассмотрим лебедку с грузом:

w₀ – точка идеального холостого хода.

При добавлении нагрузки уменьшается w и увеличивается М_с; М_с3 и w₃ получают при максимальной нагрузке, при этом двигатель сначала остановится, а затем начнет вращаться в другую сторону.