Торможение противовключением

Режим противовключения может возникнуть, когда в результате увеличения нагрузки на валу двигателя, скорость вращения начинает понижаться, и при некоторой величине нагрузки двигатель останавливается: (режим КЗ). Если продолжать увеличение нагрузки на валу двигателя, то направление вращения изменится на противоположное (при сохранении знака момента), а механическая характеристика из 1-го квадранта (двигательный режим) перейдет в 4-ый (режим противовключения). Изменение направления вращения двигателя называется реверсом.

Уравнение характеристики:

При : .

При : , .

Рис.22 Переход из двигательного режима в режим противовключения

В рассмотренном случае режим противовключения не применяется для замедления скорости вращения двигателя, а используется в грузоподъемных механизмах для обеспечения плавности спуска грузов, т.к. момент направлен против направления скорости и по отношению к ней является тормозным.

Практическое применение этого режима в качестве тормозного: изменяется соотношение направлений тока и магнитного потока возбуждения , следовательно, электромагнитный момент, в соответствии с правилом левой руки, изменяет своё направление, и по отношению к скорости становится тормозным.

Для этого необходимо изменить полярность напряжения якоря или обмотки возбуждения (чаще изменяют напряжение якоря). Для двигателя параллельного возбуждения это невозможно, т.к. при изменении полярности обмотки якоря, изменяется и полярность обмотки возбуждения. При этом изменяется направление в цепи якоря, и, одновременно, при неизменном магнитном потоке, изменяет своё направление вращающий электромагнитный момент. Следовательно, момент по отношению к скорости становится отрицательным, т.е. тормозным. Ток в цепи якоря:

Рис.23 Механическая характеристика ДПТ с НВ при торможении противовключением

После изменения полярности обмотки якоря момент становится отрицательным, и точка перемещается в точку . Двигатель начинает тормозиться, скорость уменьшается, и наклон в точке зависит от сопротивления цепи якоря. Торможение продолжается до точки (). Если после этого не выключить двигатель из сети, то он реверсируется. Таким образом, учитывая, что для некоторых технологических процессов изменение направления необходимо, возможность реверса является в ряде случаев преимуществом торможения противовключения.

Кинетическая энергиявращения вала (вращения механизма) отрицательна, т.е. энергия направлена от механизма к двигателю. Электрическая энергия своего знака не изменяет, т.к. . Энергия рассеивания своего знака не изменяет. Уравнение энергетического баланса:

или .

Т.о. и электрическая энергия, потребления двигателем из сети, и механическая энергия, потребляемая двигателем от механизма, рассеиваются в виде тепла, этот режим наименее энергетически благоприятен.

Если учесть, что ток якоря в процессе торможения противовключением больше чем ток короткого замыкания , и момент достигает очень больших значений, то можно сделать вывод, что торможение противовключением для приводов большой мощности не применимо, т.к. может привести к выходу двигателя из строя.