Modos de Frenagem do Motor de Excitação Paralela

O modo de frenagem do motor no acionamento elétrico é usado junto com o motor. A utilização de um motor elétrico como freio elétrico é amplamente utilizada na prática para encurtar o tempo de parada e reversão, reduzir a velocidade de rotação, evitar o aumento excessivo da velocidade de deslocamento e em uma série de outros casos.

A operação do motor elétrico como freio elétrico é baseada no princípio da reversibilidade das máquinas elétricas, ou seja, o motor elétrico sob certas condições muda para o modo gerador.

Na prática, três modos são usados ​​para frenagem:

1) gerador (regenerativo) com retorno de energia à rede,

2) eletrodinâmica,

3) oposição.

Ao construir as características mecânicas em um sistema de coordenadas retangulares, é importante determinar os sinais do torque do motor e da velocidade de rotação nos modos motor e de frenagem. Para isso, costuma-se tomar o modo do motor como o principal, considerando a velocidade de rotação e o torque do motor neste modo como positivos.Nesse sentido, as características n = f (M) do modo motor estão localizadas no primeiro quadrante (Fig. 1). A localização das características mecânicas nos modos de frenagem depende dos sinais do torque e da velocidade de rotação.

Arroz. 1… Esquemas de conexão e características mecânicas de um motor de excitação paralela nos modos motor e freio.

Vamos considerar esses modos e as seções correspondentes das características mecânicas do motor de excitação paralela.

Oposição.

O estado do acionamento elétrico é determinado pela ação combinada do torque do motor Md e do torque de carga estática Mc. Por exemplo, a velocidade de rotação em estado estacionário n1 ao levantar uma carga com um guincho, corresponde ao funcionamento do motor em uma característica natural (Fig.1 ponto A) quando Md = Ms. Se uma resistência adicional for introduzida no circuito de armadura do motor, a velocidade de rotação diminuirá devido à transição para a característica do reostato (ponto B correspondente à velocidade n2 e Md = Ms).

Um novo aumento gradual na resistência adicional no circuito de armadura do motor (por exemplo, para um valor correspondente à seção n0Características C) levará primeiro à cessação do levantamento da carga e, em seguida, a uma mudança na direção da rotação , ou seja, a carga cairá (ponto C). Tal regime é chamado de oposição.

No modo oposto, o momento Md tem sinal positivo. O sinal da velocidade de rotação mudou e tornou-se negativo. Portanto, as características mecânicas do modo de oposição são encontradas no quarto quadrante, e o próprio modo é generativo.Isso decorre da condição aceita para determinar os sinais de torque e velocidade de rotação.

De fato, a potência mecânica é proporcional ao produto n e M, no modo motor tem sinal positivo e é direcionada do motor para a máquina de trabalho. No modo de oposição, devido ao sinal negativo de n e ao sinal positivo de M, seu produto será negativo, portanto, a potência mecânica é transmitida na direção oposta - da máquina de trabalho para o motor (modo gerador). Na fig. 1 caracteres n e M nos modos de motor e freio são mostrados em círculos, setas.

As seções da característica mecânica correspondentes ao modo de oposição são uma extensão natural das características do modo motor do primeiro ao quarto quadrante.

Do exemplo considerado de mudar o motor para o modo oposto, pode-se ver que e. etc. c. o motor, dependendo da velocidade de rotação, ao mesmo tempo que o último, ao cruzar o valor zero, muda o sinal e atua de acordo com a tensão da rede: U = (-Ä) +II amR de onde I sou eu sou = (U +E) / R

Para limitar a corrente, uma resistência significativa, geralmente igual ao dobro da resistência de partida, é incluída no circuito de armadura do motor. A peculiaridade do modo de oposição é que a energia mecânica do lado do eixo e a energia elétrica da rede são fornecidas ao motor, e tudo isso é gasto no aquecimento da armadura: Pm+Re = EI + UI = Аз2(Ри + AZext)

O modo oposto também pode ser obtido trocando os enrolamentos no sentido de rotação oposto, enquanto a armadura continua girando no mesmo sentido devido à reserva de energia cinética (por exemplo, quando a máquina com momento estático reativo - o ventilador paradas).

De acordo com a condição aceita para leitura dos sinais n e M de acordo com o modo do motor, ao mudar o motor para rotação reversa, os sentidos positivos dos eixos coordenados devem mudar, ou seja, o modo do motor agora estará no terceiro quadrante, e a oposição - no segundo.

Assim, se o motor estava operando em modo motor no ponto A, então no momento do chaveamento, quando a velocidade ainda não mudou, ele estará com uma nova característica, no segundo quadrante no ponto D. A parada ocorrerá abaixo do característica DE (-n0), e se o motor não for desligado na velocidade t = 0, ele trabalhará nesta característica no ponto E, girando a máquina (ventilador) no sentido contrário na velocidade -n4.

Modo de frenagem eletrodinâmica

A frenagem eletrodinâmica é obtida desconectando a armadura do motor da rede e conectando-a a uma resistência externa separada (Fig. 1, segundo quadrante). Obviamente, este modo difere pouco da operação de um gerador CC com excitação independente. O trabalho em uma característica natural (n0 direto) corresponde ao modo de curto-circuito, devido a altas correntes, a frenagem neste caso só é possível em baixas velocidades.

No modo de frenagem eletrodinâmica, a armadura é desconectada da rede U, portanto: U = 0; ω0 = U / c = 0

A equação das características mecânicas tem a forma: ω = (-RM) / c2 ou ω = (-Ri + Rext / 9,55se2) M

As características mecânicas da frenagem eletrodinâmica são através da fonte, o que significa que conforme a velocidade diminui, o torque de frenagem do motor diminui.

A inclinação das características é determinada da mesma forma que no modo motor, pelo valor da resistência no circuito da armadura.A frenagem eletrodinâmica é mais econômica que o contrário, pois a energia consumida pelo motor da rede é gasta apenas na excitação.

A magnitude da corrente de armadura e, portanto, o torque de frenagem depende da velocidade de rotação e da resistência do circuito de armadura: I = -E/ R = -sω /R

Modo gerador com retorno de energia para a rede

Este modo só é possível quando o sentido de ação do torque estático coincide com o torque do motor. Sob a influência de dois momentos - o torque do motor e o torque da máquina de trabalho - a velocidade de rotação do acionamento e e. etc. c. o motor começará a aumentar, como resultado, a corrente e o torque do motor diminuirão: I = (U — E)/R= (U — сω)/R

Um aumento adicional na velocidade primeiro leva ao modo de marcha lenta ideal quando U = E, I = 0 e n = n0, e então quando e, etc. c. o motor ficará acima da tensão aplicada, o motor entrará em modo gerador, ou seja, começará a fornecer energia para a rede.

As características mecânicas neste modo são uma extensão natural das características do modo motor e são encontradas no segundo quadrante. A direção da velocidade de rotação não mudou e permanece positiva como antes e o momento tem sinal negativo. Na equação das características mecânicas do modo do gerador com retorno de energia à rede, o sinal do momento mudará, portanto terá a forma: ω = ωo + (R / c2) M. ou ω = ωo + (R/9,55 ° Cd3) M.

Na prática, o modo de frenagem regenerativa é usado apenas em altas velocidades em acionamentos com momentos estáticos potenciais, por exemplo, ao baixar uma carga em alta velocidade.