Полярности напряжения в цепи якоря.

Описание процесса торможения.

Второй вариант торможения противовключением заключается в изменении во время работы двигателя направления вращающего момента М на противоположное путем изменения полярности источника напряжения в цепи якоря.

По закону Ампера сила F, действующая на проводник с током I, вычисляется по формуле

.

Здесь – индукция магнитного поля;

– активная длина проводника с током I.

Как следует из формулы изменить направление действующей силы F

на противоположное можно либо изменив направление тока I, либо изменив направление магнитного поля В.

 

 

 

Рис.4.6.

 

На рис.4.6 приведена электрическая схема, позволяющая с помощью переключателя П изменять полярность источника напряжения U в цепи якоря ДПТ. При этом в обмотке якоря изменяется направление тока I_Я.

 

Предположим, первоначально двигатель работал на естественной характеристике n(M) в первом квадранте в точке 1 (рис. 4.7.) (R_{Я ДОБ} = 0). Необходимо выполнить электрическое торможение ДПТ.

 

 

Рис.4.7.

 

С помощью переключателя П (см. рис. 4.6.) меняем направление тока I_Я в обмотке якоря. При этом меняется на противоположное направление силы, действующей на обмотку якоря, и направление вращающего момента двигателя. Этому соответствует нижняя ветвь механической характеристики n(M) (см. рис.4.7.), проходящая через точку с координатами n = - n₀ и М = 0 и параллельная исходной естественной характеристике с точкой 1. Если при этом не принять дополнительных мер, произойдет большой бросок тока

I_Я = (- U – E)/(R_Я + R_{ДОП ПОЛ} )

со всеми вытекающими последствиями.

Для ограничения тока I_Я в цепь якоря вводят добавочное сопротивление R_{Я ДОБ}.

Вместе с током якоря (I_Я < 0) меняет направление и вращающий момент М = С_МФ٠I_Я (точ.2, рис. 4.7.). Он становится тормозным (М = М_Т < 0), т.к. теперь действует против направления вращения ротора двигателя. Подбором R_{Я ДОБ} можно регулировать величину I_Я и, соответственно, тормозной момент М_Т.

Рассмотрим с помощью механической характеристики n(M) (рис.4.7.) как осуществляется процесс торможения.

Вначале двигатель работал в точке 1 с некоторой постоянной скоростью n. При изменении полярности напряжения U на обмотке якоря двигатель переходит в точку 2 на реостатной характеристике n(M), соответствующей измененной полярности U.

Так как момент, развиваемый двигателем, становится тормозным, частота вращения ротора уменьшается, рабочая точка перемещается по реостатной характеристике из точки 2 к точке 3, при которой n = 0. Если в это время двигатель не отключить от сети, то ротор начнет разгоняться в противоположную сторону в соответствии с направлением действующего вращающего момента.

Рассмотрим, как рассчитать реостатную характеристику, соответствующую торможению противовключением рассматриваемым методом и проходящую через заданную точку с параметрами

M_Т = (-M_Н٠t) и n_Т = n_D.

Уравнение механической характеристики n(M), соответствующей работе ДПТ на реостатной характеристике при измененной полярности U в цепи якоря

n = - U/(С_Е٠Ф) - M٠(R_Я + R_{ДОП ПОЛ} + R_{Я ДОБ})/(С_Е٠С_М٠Ф²).

Подставляя в уравнение числовые значения координат точки (n_Т и M_Т), через которую должна проходить реостатная характеристика, определяем величину добавочного сопротивления R_{Я ДОБ}.

 

 

На одном графике строим три характеристики n(M) при изменении момента в диапазоне от – 1.5∙М до + 1.5∙М (см. рис.4.7):

- естественную характеристику n(M);

- тормозную характеристику n_ТЕ(M) ДПТ при R_{Я ДОБ} = 0;

- реостатную тормозную характеристику n_Т(M) (при R_{Я ДОБ} ≠ 0).

На построенных характеристиках n(M) следует показать расчетные точки, соответствующие тормозному моменту М_Т.

Далее следует отметить преимущества и недостатки данного метода торможения и сделать выводы о целесообразности его применения.