Динамическое торможение двигателя параллельного возбуждения
Способы торможения двигателей постоянного тока
Основные сведения
В электроприводах различают механическое и электрическое торможение.
Под механическим понимают торможение электропривода при помощи тормозных устройств, принцип действия которых основан на использовании трения.
Механическое торможение обеспечивает полную остановку электропривода и его фиксацию в заторможенном состоянии. Этот вид торможения применяется в судовых элек-
троприводах, работа которых связана с преодолением действия силы тяжести – грузоподъ-
ёмных и якорно-швартовных.
Под электрическим торможением понимают создание на валу электродвигателя электромагнитного момента, направленного навстречу вращению якоря ( ротора ). Для электрического торможения применяют специальные узлы в схемах управления электро-
приводами.
Как правило, электрическое торможение применяют не для полной остановки элект-
ропривода, а для предварительного уменьшения скорости до такой, при которой можно на-
чинать механическое торможение.
Например, существующие электромагнитные тормоза серий ДПМ постоянного то
ка и ТМТ переменного можно отключать при начальной скорости не более 750 об /мин.
Значит, в электроприводе 3-скоростной лебёдки со скоростями 3000, 1500 и 750 об / мин нельзя начинать торможение со скоростей 3000 и 1500 об / мин, иначе на валу двигателя возникнут большие динамические усилия, которые могут повредить двигатель, передачу и сам механизм. Кроме того, из-за увеличенного трения тормоз будет перегре
ваться и быстро изнашиваться.
Электрическое торможение применяют, в основном , в электроприводах судовых грузоподъемных механизмов, работающих с частыми пусками и остановками.
Различают 4 вида электрического торможения:
1. динамическое;
2. рекуперативное;
3. торможение противовключением при активном статическом моменте;
4. торможение противовключением при реактивном статическом моменте.
На судах из перечисленных видов торможения, в основном, применяется динамиче
ское и рекуперативное.
Динамическое торможение двигателя параллельного возбуждения
В схеме динамического торможения ( рис. 9.8, а ) используются контакт КТ тормозного контактора контакт КЛ линейного. Эти контакты всегда находятся в противоположном состоянии: если замкнут контакт КЛ, разомкнут контакт КМ, и наоборот.
Рис. 9.8. Схема ( а ) и механические характеристики ( б ) при динамическом торможении двигателя постоянного тока
До начала торможения, при работе двигателя, контакт КЛ замкнут, контакт КТ разом
кнут. Двигатель подключен к сети и вращается со скоростью ω 
.
Ток в обмотке якоря
I 
= ( U – E ) / r ,
где: Е = k ω Ф - противоЭДС обмотки якоря, прямо пропорциональная скорости двигателя ω .
Этот ток протекает через якорь в направлении слева направо ( в соответствии с по
лярностью напряжения питающей сети ).
Для торможения размыкают контакт КЛ и замыкают КТ. При размыкании контакта КЛ двигатель отключается от сети, поэтому напряжение на обмотке якоря U = 0.
При замыкании контакта КТ к обмотке якоря двигателя подключается тормозной токоограничивающий резистор r 
, причём обмотка якоря и резистор соединены последо-
вательно.
Ток в такой цепи определяется по закону Ома
I = ( U – E ) / ( r + г ) = (0-Е)/ ( r + г ) = - Е/( r + г ).
В этой формуле ток якоря имеет знак «минус», значит, направление тока в обмотке якоря изменилось на обратное - справа налево.
Изменение направления тока приводит к изменению знака электромагнитного момента двигателя М = k( - I )Ф <0, этот момент становится тормозным.
Двигатель переходит на искусственную тормозную характеристику во 2-м квадран-
те и постепенно уменьшает скорость. По мере уменьшения скорости уменьшается противо
ЭДС Е = k ωФ, ток якоря и электромагнитный момент.
В момент остановки якоря ( точка 0 на механической характеристики ) скорость
ω = 0, противоЭДС Е = 0, ток якоря I = 0 и электромагнитный момент двигателя М = 0.
При реактивном статическом моменте ( насос, вентилятор ) процесс торможения закончится в точке 0.
При активном статическом моменте процесс может иметь продолжение, а именно: если в точке 0 двигатель не затормозить, он под действием груза реверсирует и станет раз
гоняться в обратном направлении до скорости ω .
Полярность противоЭДС изменится на обратную, т.к. Е = k( - ω)Ф < , поэтому
также на обратное изменится направление тока якоря
I = - ( - Е) /( r + г ) = Е /( r + г ) > 0.
Поэтому изменится на обратный знак электромагнитного момента, т.е. он вновь стал вращающим, направленным на подъём. При этом двигатель работает в режиме тормоз
ного спуска, притормаживая груз и ограничивая скорость спуска груза значением скорости ω ( точка А ).
Особенности торможения:
1. простота торможения, т.к. для его получения нужен тормозной контактор КТ и тормозной резистор;
2. торможение позволяет полностью остановить якорь ( т. «0» на рис. 9.8, б );
3. торможение широко применяется в электроприводах грузоподъемных механиз-
мов для предварительного сброса скорости перед срабатыванием основного, электромаг-
нитного тормоза, обеспечивающего полную остановку груза.