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.

       3.3. Рекуперативное торможение двигателя постоянного тока

       Известно, что электрические машины обратимы, т.е. одна и та же электрическая машина может работать как генератор, так и электродвигатель.

       При рекуперативном торможении электродвигатель переходит в генераторный ре-

жим. При этом двигатель преобразует механическую энергии, полученную от движущих

ся частей привода, в электрическую, которую двигатель возвращает в судовую электриче-

скую сеть.

       Рекуперативное торможение наступает в следующих случаях:

1. при движении электровоза под уклон ( что невозможно в судовых условиях );

2. при переходе двигателя с большей скорости на меньшую ( происходит каждый

раз автоматически );

3. при опускании тяжелых грузов.

В любом из этих случаев выполняется одно и то же условие рекуперативного тормо

жения: противоЭДС обмотки якоря двигателя Е = сωФ  должна cтать больше напряже

ния питающей сети U.

В этом случае ток якоря двигателя

                                          I = ( U – E ) / r < 0,

т.е. изменяет свой знак на обратный.

       Поэтому изменяет свой знак и электромагнитный момент двигателя М = с ( - I )Ф,

который становится тормозным.

 В судовых условиях рекуперативное торможение может наступить при спуске тя

желого груза, когда двигатель переходит в режим генератора, преобразуя механическую энергию опускающегося груза в электрическую энергию, возвращаемую в сеть;

Однако использование возвращаемой в судовую сеть энергии практически невоз-

можно вследствие кратковременности работы двигателя в генераторном режиме ( с уче-

том ограниченной высоты трюма ).

Более того, это торможение опасно тем, что при одновременном переходе большо-

го числа грузовых лебедок в режим рекуперативного торможения возможен переход гене

раторов судовой электростанции в двигательный режим с последующим их отключени-

ем по обратному току ( при помощи реле обратного тока ). При этом судно обесточивает-

ся. Такие случаи имели место на судах типа «Ленинский комсомол».

       Поэтому на судах этой серии параллельно обмоткам якорей двигателей лебедок стали включать реле максимального напряжения, которые при напряжении на якоре U = 225…235 В, т.е. при переходе лебедок в режим рекуперативного торможения, отключали питание судовой сети от данной лебедки.

       В то же время на электротранспорте электроэнергия, возвращаемая в сеть при реку

перативном торможении, позволяет уменьшить общий расход электроэнергии на 15…20%

При этом электровозы, идущие под уклон и работающие в режиме рекуперативного торможения, питают электроэнергией электровозы, идущие на подъем.

Положительная роль рекуперативного торможения при спуске тяжелых грузов со

стоит в том, что тормозной электромагнитный момент двигателя стабилизирует скорость спуска груза, не позволяя ему разгоняться свыше определенной скорости.