Торможение двигателя постоянного тока. Рекуперативное, динамическое, торможение противовключением?

Во всех исполнительных механизмах, где используется электрический привод, из соображений безопасности, как правило, применяют механический и электрический способы торможения.- Механическое торможение основано на трении тормозных устройств о вращающиеся части привода, а электрическое — на создании в двигателе тормозного электромагнитного момента М, противоположного направлению вращения. Существуют три вида электрического торможения: рекуперативное, динамическое (реостатное) и противовключением.
Рекуперативное торможение. Оно является наиболее экономичным, так как основано на переводе двигателя в генераторный режим с отдачей энергии в сеть.
Двигатели параллельного или смешанного возбуждения могут автоматически переходить в режим рекуперативного торможения при частоте вращения больше п0 = U\(сеФ); характеристики продолжатся левее оси ординат, где вращающий момент является отрицательным. В этом случае ЭДС машины становится больше напряжения сети и ток, согласно, меняет свое направление.
Автоматический переход двигателя смешанного возбуждения в рекуперативный режим и его сравнительно «мягкие» механические характеристики обусловили его применение для целей электрической тяги на троллейбусах и трамваях. Можно перевести машину в рекуперативный режим и принудительно, уменьшив частоту вращения па путем увеличения тока возбуждения (значит, Ф) или снижения подводимого напряжения U.
Двигатель последовательного возбуждения таким способом не может перейти в рекуперативный режим: его характеристика на рис. 7.4 не пересекает ось ординат, а ЭДС Е никогда не может стать больше напряжения U. Дело в том, что Е — сепФу а Ф = с<&1 я (ненасыщенная магнитная система) и, п ~ 1 //„. Поэтому с ростом частоты вращения убывает ток якоря, а с ним и магнитный поток; следовательно, ЭДС Е не увеличивается.
На электроподвижном составе двигатели последовательного возбуждения для перевода в рекуперативный режим изменением схемы включения превращают в генераторы независимого возбуждения.

Динамическое торможение.

Осуществляется путем отключения якорной обмотки от сети и замыканием ее на тормозной резистор (реостат) сопротивлением гт. При этом механическая энергия вращающихся масс преобразуется в электрическую, которая расходуется на нагрев тормозного резистора и других элементов цепи якоря.
Обмотка возбуждения двигателя параллельного возбуждения остается включенной в сеть той же полярности и, следовательно, ток возбуждения и магнитный поток остаются неизменными. Так как якорная обмотка отключена от сети, то ток, потребляемый двигателем из сети, равен нулю, но якорь двигателя по инерции продолжает вращаться, вследствие чего в нем наводится ЭДС Е = сепФ.
Тормозной ток якоря
(1)
Изменение знака тока приводит к изменению знака момента, который из вращающего становится тормозным:
(2)
Из выражения (2) видно, что при постоянном магнитном потоке Ф тормозной момент зависит от частоты вращения /г, которая вследствие торможения убывает, и от сопротивления тормозного резистора гт.
Для поддержания тормозного момента относительно постоянным тормозной резистор выполняют секционированным. По мере уменьшения частоты вращения якоря выводят секции тормозного резистора, уменьшая его сопротивление, и тем самым поддерживают ток и тормозной момент постоянными.
У двигателя последовательного возбуждения при динамическом торможении необходимо переключить выводы
обмотки возбуждения с тем, чтобы направление тока в ней а значит, и магнитного потока осталось неизменным.

Торможение противовключением.

Производится переключением выводов якорной обмотки либо обмотки возбуждения, вследствие чего изменяются направление тока в якоре либо магнитного потока и знак момента, который из вращающего превращается тормозной. Ток якоря после переключения его обмотки становится равным

т. е. он не только изменяет свой знак, но и скачком сильно увеличивается, а с ним растет и тормозной момент. Такой скачок тока и тормозного момента может оказаться опасным для машины, если сопротивление Rт мало.
Торможение противовключением обеспечивает быстрый останов двигателя. Однако при торможении этим способом двигатель должен быть своевременно отключен от сети во избежание вращения якоря в противоположном направлении (реверса). Данный способ торможения применяется в подъемно-транспортных механизмах при спуске груза и в других случаях, например для предотвращения аварийных ситуаций, опасных для жизни людей.