Как устроен тормоз на электродвигатель

Мотор в качестве электромагнитного тормоза

Я занимаюсь разработкой бесколлекторных моторов в компании Impulsor. В последнее время к нам часто обращаются для разработки мотора/генератора, который будет выступать в качестве тормоза. В данной статье я расскажу об особенностях такого применения моторов, какие при этом преимущества и недостатки, и как реализовать такой режим работы.

Преимущества и варианты использования

Использование мотора в качестве тормоза даёт ряд преимуществ и параметров, которых не достичь, используя другие, доступные на данный момент, виды тормозов. Однако у данного подхода есть и недостатки.

Быстрый режим включения/выключения и выставления тормозного момента.
Широкий диапазон рабочих оборотов. Возможно сделать и сверх оборотистый тормоз ( до 100 000 rpm), так наоборот и очень медленный.
Плавная установка нагрузки, отсутствие возможности случайной блокировки вала.
Отсутствие пыли и отработанных материалов от тормоза. Можно использовать в помещении или замкнутом объёме.
Можно использовать в качестве генератора.

Ограничения по рабочей температуре до 150, 200 градусов. Немного поднять температуру возможно, но при этом цена изделия возрастает очень сильно.
Обычный тормоз из диска и колодок в тех же габаритах будет эффективнее.
Сильные ограничения по моменту на низких оборотах и невозможность полностью заблокировать вал. Данное ограничение можно обойти с применением контроллера с внешним питанием.
Постоянное наличие небольшого тормозного момента.

Режимы работы

Для электромагнитного тормоза доступны 3 режима торможения, они различаются тем, куда идёт энергия от торможения:

Режим замыкания и выделения тепла непосредственно в моторе.
Выделение тепла на внешней нагрузке, сопротивлении или биполярном транзисторе.
Рекуперация и зарядка аккумулятора.

1. Режим замыкания

Это самый простой режим. В нём контакты мотора просто замыкаются, и тормозная мощность выделяется на сопротивлении обмотки мотора. Моторы изначально спроектированы с уклоном на охлаждение и к тому же они обладают достаточно большой массой и теплоёмкостью. Это позволяет достаточно интенсивно использовать такой режим без доработок мотора/генератора.

Для реализации данного режимы достаточно диодного моста и механического (кнопки, рубильника или реле) или электронного ключа (MOSFET, IGBT). Для корректировки тормозного усилия применяется ШИМ, который задаёт скважность открытия ключа. Схема подключения выглядит следующим образом:

Данный режим имеет интересную особенность. С ростом оборотов максимальный тормозной момент будет падать. Это связанно с тем, что обмотка мотора имеет значительную индуктивность и с ростом оборотов, растёт и частота токов. В результате реактивное сопротивление обмотки превысит активное и мощность потерь будет ниже максимально возможной для этого мотора. Характерная зависимость максимального тормозного момента от оборотов показана на графике ниже:

Несмотря на то, что любой готовый мотор можно сразу использовать в таком режиме, такой режим не позволит раскрыть весь потенциал изделия. Однако характеристики работы тормоза в таком режиме можно значительно повысить, есть его изначально проектировать как тормоз.

У этого режима есть ещё один важный недостаток. Из-за быстрого и резкого замыкания и размыкания обмоток будут возникать сильные электромагнитные помехи. Также диодный мост должен быть рассчитан на большие импульсные токи.

2. С внешней нагрузкой

В данном режиме основным источником выделения тепла от торможения служит внешнее сопротивление. Этот режим гораздо более эффективный, так как тормозная мощность более не ограниченна теплоотводом тепла мотора, а радиатор на сопротивлении можно сделать сколь угодно большим. Кроме того, если правильно подстраивать величину сопротивления, то максимальный тормозной момент будет выше, чем просто при замыкании и чем выше обороты, тем существеннее это будет проявляться.

Для реализации данного режима также необходим диодный мост, но после него включается либо механический реостат, либо биполярный транзистор со схемой контроля тока, либо сопротивления (схема электронной нагрузки). Схема подключения выглядит следующим образом:

При малой величине внешнего сопротивления относительно сопротивления мотора, характер тормозного момента будет близок к первому режиму. При увеличении сопротивления точка пикового момента будет смещаться к большим оборотам, и максимальная тормозная мощность будет расти. Динамика изменения тормозного момента с ростом сопротивления нагрузки показана на графике ниже:

Данный режим позволяет получить на нужном диапазоне рабочих оборотов участок, на котором тормозной момент возрастает с ростом оборотов. Этот режим работы крайне удачный, так как он позволяет стабилизировать обороты или ограничить их. Образуется стабильная система с обратной связью.

3. Рекуперация

Данный режим самый сложный в реализации. Он требует контроллера (ESC) наподобие тех, что применяется для управления бесколлекторными моторами BLDC. Но при этом данный режим и самый эффективный. Он способен устранить большинство недостатков тормоза такого типа. Так, например, контроллер позволит полностью блокировать вал мотора, он позволит использовать тормоз одновременно в режиме генерации и контролируемого торможения и в данном режиме можно достигнуть тормозных моментов значительно выше, чем в предыдущих 2х.

В данной статье я не буду подробно описывать устройство контроллера и алгоритмы его работы, т.к. эта тема для отдельной статьи, а возможно и не одной. Для желающих разобраться в данном вопросе можно изучить принцип работы контроллера в электротранспорте (велосипедах, самокатах) и то как в них реализованы алгоритмы торможения и рекуперации.

Встраиваемый тормоз электродвигателя

Встроенный тормоз электродвигателя

Электродвигатели с тормозом применяются во многих отраслях промышленности в качестве привода оборудования, требующего остановки за время, определенное регламентом в зависимости от производственной задачи после отключения питания мотора.

Двигатели могут комплектоваться тормозами постоянного или переменного тока различного напряжения в зависимости от габарита мотора. Могут быть укомплектованы ручкой для принудительного растормаживания или быть без нее. Тормозной момент электродвигателя может регулироваться или нет.

Устройство электромагнитного тормоза постоянного тока для электродвигателя

Тормоз для электродвигателя

Корпус электромагнита 2. Катушка тормоза 3. Пружина 4. Якорь электромагнита 5. Ручка растормаживания 6. Регулировочный болт 7. Болт крепления 8. Тормозной диск 9. Зубчатая муфта 10. Задний подшипниковый щит. Q — воздушный зазор.

Электродвигатели с тормозами постоянного тока дополнительно комплектуются выпрямителями с 4-мя или 6-ю контактами. Схемы подключения электромагнитных устройств бывают 2 типов после отключения питания:

Переключение на стороне переменного тока

При подобном переключении магнитное поле спадает медленно, как следствие тормоз срабатывает медленнее и вследствие этого медленнее растет тормозной момент. Такой способ переключения применяется там, где нет необходимости в быстром срабатывании тормоза.

Переключение на стороне постоянного тока

В такой схеме переключение происходит между выпрямителем и электромагнитом, магнитное поле редуцируется с высокой скоростью и тормозной момент быстро увеличивается. Скачки высокого напряжения, которые образуются как следствие такого подключения, приводят к искрению контактов выпрямителей, однако они не наносят ущерба оборудованию, так как выпрямители оснащены защитными средствами. Такое подключение применяется там, где нужно позиционирование привода, а так же большое количество переключений.

Электродвигатель с электромагнитным тормозом, встроенный тормоз. Тормозной двигатель.

Действенным способом снижения скорости вращения двигателя является электрическое торможение. За счёт чего оно происходит? Тормозная сила создается за счёт преобразования кинетической и потенциальной энергии в электрическую.

Способы торможения бывают:

механические,
электронные.

В первом случае кинетическая энергия конвертируется в термическую. Но более совершенным считается второй вариант, при котором механическое напряжение элементов электродвигателя совсем незначительно. Принцип действия элементов системы здесь намного сложнее. Пока мотор включен во время работы в режиме пуск, диод выпрямляет подаваемый переменный ток.

При переводе системы на остановку или выключение с помощью реле или переключателя напряжение сохраняется. Это напряжение создает электрическое усилие для быстрой и эффективной остановки вращения вала. Чем больше емкость электролитического конденсатора, тем быстрее и эффективнее прекратится вращение ротора.

Технические характеристики

Технические характеристики электродвигателей со встроенным электромагнитным тормозом.

Электродвигатель	Мощность, кВт	Частота вращ. вала, об/мин	Ток статора, А	КПД, %	Коэф. Мощности	Iпуск/ Iном.	Тормоз. Мом. ном./макс.	Масса исп.1081, кг
АИР56А2Е (Е2)	0,18	3000	0,55	62	0,8	5,5	4,7
АИР56А4Е (Е2)	0,12	1500	0,54	53	0,63	4,4	4,9
АИР56В2Е (Е2)	0,25	3000	0,72	65	0,81	5,5	4,5
АИР56В4Е (Е2)	0,18	1500	0,73	56	0,67	4,4	4,7
АИР63А2Е (Е2)	0,37	3000	0,99	70,0	0,81	6,1	2/4	10,6
АИР63В2Е (Е2)	0,55	3000	1,4	73,0	0,82	6,1	2/4	11,1
АИР63А4Е (Е2)	0,25	1500	0,79	65,0	0,74	5,2	2/4	10,6
АИР63В4Е (Е2)	0,37	1500	1,12	67,0	0,75	5,2	2/4	11,1
АИР63А6Е (Е2)	0,18	1000	0,74	56,0	0,66	4,0	2/4	11,1
АИР63В6Е (Е2)	0,25	1000	0,94	59,0	0,68	4,0	2/4	11,6
АИР71А2Е (Е2)	0,75	3000	1,77	71,0	0,90	6,1	4/6	11,9
АИР71В2Е (Е2)	1,1	3000	2,5	73,0	0,91	6,1	4/6	14,1
АИР71А4Е (Е2)	0,55	1500	1,67	70,5	0,71	5,2	4/6	12
АИР71В4Е (Е2)	0,75	1500	2,18	72,5	0,72	6,0	4/6	14
АИР71А6Е (Е2)	0,37	1000	1,2	67,0	0,69	4,7	4/6	13,7
АИР71В6Е (Е2)	0,55	1000	1,73	69,0	0,70	4,7	4/6	14,7
АИР71В8Е (Е2)	0,25	750	1,27	50,0	0,60	3,3	4/6	14,1
АИР80А2Е (Е2)	1,5	3000	3,4	79,0	0,84	7,0	7,5/9	19,1
АИР80В2Е (Е2)	2,2	3000	4,8	81,0	0,85	7,0	7,5/9	23,1
АИР80А4Е (Е2)	1,1	1500	2,9	75,0	0,77	6,0	7,5/9	19,3
АИР80В4Е (Е2)	1,5	1500	3,7	78,0	0,79	6,0	7,5/9	21,6
АИР80А6Е (Е2)	0,75	1000	2,3	69,0	0,72	5,5	7,5/9	19,3
АИР80В6Е (Е2)	1,1	1000	3,2	72,0	0,73	5,5	7,5/9	23,1
АИР80А8Е (Е2)	0,37	750	1,5	62,0	0,61	4,0	7,5/9	20,6
АИР80В8Е (Е2)	0,55	750	2,17	63,0	0,61	4,0	7,5/9	25,6
АИР90L2Е (Е2)	3	3000	6,2	83,0	0,89	7,5	15/17	27,8
АИР90L4Е (Е2)	2,2	1500	5,3	78,0	0,82	7,0	15/17	37,3
АИР90L6Е (Е2)	1,5	1000	4,1	75,0	0,75	5,5	15/17	28,8
АИР90LА8Е (Е2)	0,75	750	2,17	75,0	0,73	4,0	15/17	29,8
АИР90LB8Е (Е2)	1,1	750	3	77,0	0,72	4,0	15/17	29,8
АИР100S2Е (Е2)	4	3000	8,1	84,0	0,89	7,5	30/35	38,3
АИР100L2E (Е2)	5,5	3000	11	85,0	0,89	7,5	30/35	42,3
АИР100S4Е (Е2)	3	1500	6,80	82,0	0,82	7,0	30/35	39,8
АИР100L4Е (Е2)	4	1500	8,8	82,0	0,84	7,0	30/35	42,3
АИР100L6Е (Е2)	2,2	1000	5,6	76,0	0,76	6,5	30/35	38,3
АИР100L8Е (Е2)	1,5	750	4,6	74,0	0,67	5,0	30/35	42,3
АИР112М2Е (Е2)	7,5	3000	15,07	86,0	0,88	7,5	40/50	52,9
АИР112М4Е (Е2)	5,5	1500	11,7	86,0	0,83	7,0	40/50	74,9
АИР112МА6Е (Е2)	3	1000	7,3	81,0	0,77	6,5	40/50	55,4
АИР112МВ6Е (Е2)	4	1000	9,6	81,0	0,78	6,5	40/50	59,9
АИР112МА8Е (Е2)	2,2	750	6,3	76,0	0,69	6	40/50	50,4
АИР112МВ8Е (Е2)	3	750	8,1	80	0,71	6,0	40/50	58,4
АИР132S4Е (Е2)	7,5	1500	15,6	87,2	0,84	7,0	75/85	86,6
АИР132S6Е (Е2)	5,5	1000	12,9	84,0	0,77	6,5	75/85	82,6
АИР132S8Е (Е2)	4	750	10,5	83,0	0,7	6	63
АИР132М2Е (Е2)	11	3000	31,1	88,0	0,9	7,5	74
АИР132М4Е (Е2)	11	1500	21,4	88,5	0,88	7	85
АИР132М6Е (Е2)	7,5	1000	16,5	85,5	0,81	5,5	88
АИР132М8Е (Е2)	5,5	750	13,6	85,5	0,81	6	88
АИР160S2Е (Е2)	15	3000	28,8	89,0	0,89	7,5	150/160	137
АИР160М2Е (Е2)	18,5	3000	34,7	90,0	0,90	7,5	150/160	160
АИР160S4Е (Е2)	15	1500	30,1	89,0	0,85	7,5	150/160	154
АИР160М4Е (Е2)	18,5	1500	36	90,5	0,86	7,5	150/160	169
АИР160S6Е (Е2)	11	1000	24,2	87,5	0,79	6,5	150/160	153
АИР160М6Е (Е2)	15	1000	33	89,0	0,78	7,0	150/160	173
АИР160S8Е (Е2)	7,5	750	17,8	85,5	0,75	6,0	150/160	151
АИР160М8Е (Е2)	11	750	24,9	87,0	0,77	6,6	150/160	171
АИР180S2Е (Е2)	22	3000	41	90,5	0,90	7,5	200/220	205
АИР180М2Е (Е2)	30	3000	55	91,4	0,90	7,5	200/220	238
АИР180S4Е (Е2)	22	1500	43,2	91,0	0,85	7,5	200/220	210
АИР180М4Е (Е2)	30	1500	56,3	91,4	0,86	7,2	200/220	236
АИР180М6Е (Е2)	18,6	1000	19	89,0	0,78	7	154
АИР180М8Е (Е2)	15	750	14,3	87,0	0,77	6,6	152
АИР200М2Е (Е2)	37	3000	67,9	92,0	0,90	7,5	300/330	302
АИР200L2Е (Е2)	45	3000	82,3	92,3	0,90	7,5	300/330	338
АИР200М4Е (Е2)	37	1500	70,9	91,0	0,92	7,2	300/330	304
АИР200L4Е (Е2)	45	1500	85	92,6	0,87	7,2	300/330	336
АИР200М6Е (Е2)	22	1000	44,7	90,0	0,83	7,0	300/330	289
АИР200L6Е (Е2)	30	1000	59,6	90,0	0,85	7,0	300/330	284
АИР200М8Е (Е2)	18,5	750	39	89,0	0,81	6,6	300/330	291
АИР200L8Е (Е2)	22	750	45,8	90,0	0,81	6,6	300/330	306
АИР225М2Е (Е2)	55	3000	58	92,5	0,91	7,5	318
АИР225М4Е (Е2)	55	1500	58,8	92	0,89	8,2	331
АИР225М6Е (Е2)	37	1000	42	91,0	0,85	7	290
АИР225М8Е (Е2)	30	750	35,9	90,5	0,81	6,6	307
АИР250S2Е (Е2)	75	3000	78	92,5	0,91	7,5	395
АИР250S4Е (Е2)	75	1500	81,2	94	0,86	7,2	400
АИР250S6Е (Е2)	45	1000	49,5	92,5	0,87	7	365
АИР250S8Е (Е2)	37	750	45	92,0	0,78	6,6	390
АИР250М2Е (Е2)	90	3000	93,1	93	0,91	7,5	410
АИР250М4Е (Е2)	90	1500	96,3	94,0	0,7	7,2	430
АИР250М6Е (Е2)	55	1000	60,5	92,5	0,86	7	400
АИР250М8Е (Е2)	45	750	54	92,5	0,79	6,6	410
АИР280S2Е (Е2)	110	3000	34	93,5	0,9	7,1	520
АИР280S4Е (Е2)	110	1500	116	95,1	0,87	6,9	590
АИР280S6Е (Е2)	75	1000	80,8	94,5	0,86	7	524
АИР250S8Е (Е2)	55	750	63	93,6	0,82	6,6	574
АИР280М2Е (Е2)	132	3000	132,7	94,5	0,92	7,1	590
АИР280М4Е (Е2)	132	1500	135,6	95,8	0,89	6,9	664
АИР280М6Е (Е2)	90	1000	98,5	94,5	0,85	7	584
АИР280М8Е (Е2)	75	750	86	94,0	0,82	6,6	654
АИР315S2Е (Е2)	160	3000	161	94,6	0,92	7,1	1024
АИР315S4Е (Е2)	160	1500	166,7	94,9	0,89	6,9	1000
АИР315S6Е (Е2)	110	1000	118	94,0	0,86	6,7	995
АИР315S8Е (Е2)	90	750	101,2	93,8	0,83	6,6	1050
АИР315М2Е (Е2)	200	3000	200,8	94,8	0,92	7,1	1082
АИР315М4Е (Е2)	200	1500	207,1	95	0,89	6,9	1128
АИР315М6Е (Е2)	132	1000	141	94,2	0,87	6,7	1094
АИР315М8Е (Е2)	110	750	124,9	94,0	0,82	6,4	1132
АИР315М10Е (Е2)	75	600	95,4	92,0	0,75	5	1090
АИР355S2Е (Е2)	250	3000	1500
АИР355S4Е (Е2)	250	1500	253,7	95,3	0,9	6,9	1546
АИР355S6Е (Е2)	160	1000	165,5	95,5	0,88	6,7	1550
АИР355S8Е (Е2)	132	750	150,4	93,7	0,82	6,4	1564
АИР355М2Е (Е2)	315	3000	1560
АИР355М4Е (Е2)	315	1500	321	95,6	0,9	6,9	1862
АИР355М6Е (Е2)	200	1000	205,8	94,7	0,88	6,7	1748
АИР355М8Е (Е2)	160	750	177,4	94,2	0,82	6,4	1634
АИР355М10Е (Е2)	110	600	133	93,2	0,78	6	1548

Габаритные и присоединительные размеры

Габаритно-присоединительные размеры электродвигателей со встроенным электромагнитным тормозом

Тип	l30	h31	d24	l1	l10	l31	d1	d10	d20	d22	d25	b1	b10	h1	h5	h10	h
АИР56 Е (Е2)	270	148	140	23	71	36	11	6	115	10	95	4	90	4	7	56
АИР63 Е (Е2)	288	180	160	30	80	40	14	6	130	10	110	5	100	5	16	8	63
АИР71 Е (Е2)	355	190	200	40	90	45	19	8	165	12	130	6	112	6	21,5	8	71
АИР80 Е (Е2)	356	204	200	50,0	100	50	22	8	165	12	130	6	125	6	24,5	9	80
АИР90L Е (Е2)	420	250	250	50,0	125	56	24	12	215	14	180	8	140	7	27	10	90
АИР90LА(В) Е (Е2)	420	250	250	50,0	125	56	24	12	215	14	180	8	140	7	27	10	90
АИР100S Е (Е2)	457	270	250	60	112	63	28	12	215	14	180	8	160	7	31	14	100
АИР100L E (Е2)	457	265	250	60	140	63	28	12	215	14	180	8	160	7	31	13	100
АИР112М Е (Е2)	508	270	300	80	140	70	32	12	265	15	230	10	190	8	35	14	112
АИР112МА(В) Е (Е2)	545	290	300	80	140	70	32	12	265	14	230	10	190	8	35	14	112
АИР132S Е (Е2)	588	345	350	80	140	89	38	12	300	19	250	10	216	8	41	15	132
АИР132М Е (Е2)	588	330	350	80	178	89	38	12	300	19	250	10	216	8	41	18	132
АИР160S2Е (Е2)	703	420	350	110	178	108	42	15	300	19	250	12	254	8	45	20	160
АИР160М2Е (Е2)	773	420	350	110	210	108	42	15	300	19	250	12	254	8	45	20	160
АИР160S4,6,8Е (Е2)	718	420	350	110	178	108	48	15	300	19	250	14	254	9	51,5	20	160
АИР160М4,6,8Е (Е2)	773	420	350	110	210	108	48	15	300	19	250	14	254	9	51,5	20	160
АИР180S2Е (Е2)	820	455	400	110	203	121	48	15	350	19	300	14	279	9	51,5	22	180
АИР180М2Е (Е2)	870	445	400	110	241	121	48	15	350	19	300	14	279	9	51,5	22	180
АИР180S4,69,8Е (Е2)	850	455	400	110	203	121	55	15	350	19	300	16	279	10	59	22	180
АИР180М4,6,8Е (Е2)	870	455	400	110	241	121	55	15	350	19	300	16	279	10	59	22	180
АИР200М2Е (Е2)	930	505	450	110	267	133	55	19	400	19	350	16	318	10	59	25	200
АИР200L2Е (Е2)	940	510	450	110	305	133	55	19	400	19	350	16	318	10	59	25	200
АИР200М4,6,8Е (Е2)	970	500	450	140	267	133	60	19	400	19	350	18	318	11	64	25	200
АИР200L4,6,8Е (Е2)	970	510	450	140	305	133	60	19	400	19	350	18	318	11	64	25	200
АИР225М2Е (Е2)	985	550	550	110	311	149	55	19	500	19	450	16	356	10	25	225
АИР225М4,6,8Е (Е2)	985	550	550	140	311	149	65	19	500	19	450	18	356	11	25	225
АИР250S2Е (Е2)	1080	610	550	140	311	168	65	24	500	19	450	18	406	11	32	250
АИР250S4,6,8Е (Е2)	1080	610	550	140	311	168	75	24	500	19	450	20	406	12	32	250
АИР250М2Е (Е2)	1080	610	550	140	349	168	65	24	500	19	450	18	406	11	32	250
АИР250М4,6,8Е (Е2)	1080	610	550	140	349	168	75	24	500	19	450	20	406	12	32	250
АИР280S2Е (Е2)	1310	660	660	140	368	190	70	24	600	24	550	20	457	11	32	280
АИР280S4,6,8,10Е (Е2)	1340	660	660	170	368	190	80	24	600	24	550	22	457	12	32	280
АИР280М2Е (Е2)	1350	660	660	140	419	190	70	24	600	24	550	20	457	12	30	280
АИР280М4,6,8,10Е (Е2)	1380	610	650	170	419	190	80	24	600	24	550	22	457	14	30	280
АИР315S2Е (Е2)	1510	865	660	140	406	216	75	28	600	24	550	20	508	12	44	315
АИР315S4,6,8,10,12Е (Е2)	1510	865	660	170	406	216	90	28	600	24	550	25	508	14	46	315
АИР315М2Е (Е2)	1510	865	660	140	457	216	75	28	600	24	550	20	508	12	46	315
АИР315М4,6,8,10,12Е (Е2)	1510	865	660	170	457	216	90	28	600	24	550	25	508	14	46	315
АИР355S4,6,8,10,12Е (Е2)	1010	800	210	500	254	100	28	740	24	680	28	610	16	52	355
АИР355М4,6,8,10,12Е (Е2)	1010	800	210	560	254	100	28	740	24	680	28	610	16	52	355

Электромагнитный тормоз. Технические характеристики.

Тормоз электромагнитный	SDZ 1-02	SDZ 1-04	SDZ 1-08	SDZ 1-15	SDZ 1-30	SDZ 1-40	SDZ 1-80	SDZ 1-150	SDZ 1-200	SDZ 1-300	SDZ 1-450	SDZ 1-600	SDZ 1-850	SDZ 1-2000	SDZ 1-4000
Габарит электродвигателя	63	71	80	90	100	112	132	160	180	200	225	250	280	315	355
Тормозной момент ном/мах, Нм	2/4	4/6	7,5/9	15/17	30/35	40/50	75/85	150/160	200/220	300/330	450	600	850	2000	4000
Напряжение питания, В	99	99	99	99	99	170	170	170	170	170	170	170	170	170	170
Потребляемая мощность, Вт	25	30	45	50	65	70	95	110	150	200	200	210	340	400	480
Время торможения, сек	0,18	0,18	0,2	0,2	0,25	0,25	0,25	0,35	0,35	0,45	0,45	0,5	0,6	0,7	0,85
Рекомендуемый рабочий зазор, мм	0,2	0,2	0,3	0,4	0,4	0,5	0,5	0,6	0,6	0,8	0,8	0,8	0,8	1	1
Мах рабочий зазор, мм	0,6	0,8	1	1	1	1	1,2	1,2	1,2	1,5	1,5	1,5	1,5	2	2,5
Мах скорость вращения, об/мин	3000	3000	3000	3000	3000	3000	3000	3000	3000	3000	3000	3000	3000	3000	1500

Торможение двигателей электронным и сверхсинхронным способом

Эффект электронного торможения достигается относительно просто с помощью регулятора скорости, оснащенного тормозным резистором.

Асинхронный двигатель действует как генератор. Механическая энергия рассеивается на ограничительном резисторе без увеличения потерь в самом двигателе.

Эффект торможения проявляется, когда двигатель достигает верхней точки синхронной скорости с переходом на более высокие значения.

Здесь фактически инициируется режим асинхронного генератора и развивается тормозной момент. Возникающие при этом потери энергии восстанавливаются электросетью.

Подобный режим работы проявляется на двигателях подъёмников при спуске груза с номинальной скоростью. Тормозной момент полностью уравновешивается крутящим моментом от нагрузки.

За счёт этого равновесия удаётся тормозить не ослаблением скорости, а выводом двигателя в режим работы на постоянной скорости.

Для варианта эксплуатации моторов с фазным ротором, все или часть резисторов ротора должны быть накоротко замкнутыми, чтобы двигатель не развивал движение значительно выше номинальной скорости.

Сверхсинхронная система функционально видится идеальной для ограничения движения под нагрузкой, потому что:

Тем не менее, сверхсинхронное торможение электродвигателей поддерживает только одну скорость вращения, как правило, номинальное вращение.

На частотно-регулируемых двигателях используются сверхсинхронные схемы, благодаря которым изменяется скорость вращения вала от верхнего значения к нижнему значению.

Сверхсинхронное торможение легко достигается с помощью электронного регулятора скорости, который автоматически запускает эту систему при понижении частоты.

Другие тормозные системы

Редко, но всё-таки встречаются системы однофазного торможения. Эта методика включает питание двигателя между двумя фазами сети и подключает незанятый терминал к одному из двух других сетевых подключений.

Вариант остановки простым реверсивным переключением — реверс поля вращения, образованного обмотками статора

Тормозной момент ограничивается 1/3 максимального крутящего момента двигателя. Этой системой невозможно остановить мотор на полной нагрузке.

Поэтому такая схема традиционно дополняется противоточным методом. Вариант однофазной блокировки характеризуется значительным дисбалансом и высокими потерями.

Также применяется торможение электродвигателей ослаблением вихревых токов. Здесь работает принцип, аналогичный тому, что используется на промышленных транспортных средствах в дополнение к механическому торможению (электрические редукторы).

Механическая энергия рассеивается в редукторе скорости. Замедление и остановка электродвигателя контролируется простым возбуждением обмотки. Выраженный недостаток этого метода — значительное увеличение инерции.

Возможные схемы подключения электромагнитного тормоза

Переменный ток.
По переменному току следует подключать электромагнитный тормоз, когда время срабатывания не имеет значения. При отключении напряжения из-за возникающего магнитного поля, ток катушки уменьшается медленно. Магнитное поле снижается постепенно, что приводит к замедленному росту тормозного момента и к длительному времени срабатывания тормоза.

Подключение электромагнитного тормоза 220В по переменному току к сети 380В.

Схема 1 — при соединении в коробке выводов в «звезду Схема 2 — при внутреннем соединении «звезда»

Подключение электромагнитного тормоза 380В по переменному току к сети 380В.

Постоянный ток.

Для уменьшения времени растормаживания и торможения двигателя нужно разъединять цепь питания по стороне постоянного тока, подсоединяя выводы на свободную пару нормально разомкнутых контактов пускателя электродвигателя. Этот способ можно применять везде, где необходимо большое количество срабатываний и точное позиционирование привода. При таком подключении ток катушки прерывается между катушкой и выпрямителем. Магнитное поле снижается очень быстро, что приводит к быстрому увеличению тормозного момента и малому времени срабатывания тормоза. Необходимо предусмотреть защиту от искрения, потому что при этом способе подключения образуется высокое напряжение выброса и контакты катушки быстро изнашиваются.

Подключение электромагнитного тормоза 220В по постоянному току к сети 380В.

Схема 1 — при соединении в коробке выводов в «звезду Схема 2 — при внутреннем соединении «звезда»

Подключение электромагнитного тормоза 380В по постоянному току к сети 380В.

При заказе электродвигателя с тормозным механизмом необходимо уточнить нужно ли ручное растормаживание, зависимое или независимое питание должно быть у тормоза, 220В или 380В. Если у Вас не получилось найти тут нужный Вам двигатель с тормозом, возможно Вам подойдет импортный электродвигатель с тормозом по стандарту DIN Цену, наличие или сроки поставки, а также любую необходимую информацию можно уточнить у наших менеджеров!

Мы работаем только с юридическими лицами РФ

Торможение самовозбуждением

Схема торможения самовозбуждением

Этот вариант реализуется за счет подключения обмоток статора к параллельной конденсаторной батарее или мосту (расчет емкости придется вести). Когда двигатель отключается от сети и должен наступить режим выбега, угасающее магнитное поле начинает питать конденсаторы, а через них возвращается обратно в обмотку, создавая тормозной момент.

Как можно видеть, на практике используется целая гамма специфических режимов работы асинхронных двигателей, которыми можно добиться быстрой и точной его остановки. При частых пусках и остановках динамическое, рекуперативное, реверсное (на пускателях) или конденсаторное торможение (через расчет моста или батареи) могут повысить эффективность работ оборудования и снизить потери времени.

После отключения от сети электродвигатель продолжает движение по инерции. При этом кинетическая энергия расходуется на преодоление всех видов сопротивлений движению. Поэтому скорость электродвигателя через промежуток времени, в течение которого будет израсходована вся кинетическая энергия, становится равной нулю.

Все способы торможения электродвигателей можно разделить на два основных вида: механическое и электрическое.

При механическом торможении кинетическая энергия преобразуется в тепловую, за счет которой происходит нагрев трущихся и прилегающих к ним частей механического тормоза.

При электрическом торможении кинетическая энергия преобразуется в электрическую и в зависимости от способа торможения двигателя либо отдается в сеть, либо преобразуется в тепловую энергию, идущую на нагрев обмоток двигателя и реостатов.

Наиболее совершенными считают такие схемы торможения, при которых механические напряжения в элементах электродвигателя незначительны

Схемы динамического торможения асинхронных двигателей

Для управления моментом при динамическом торможении асинхронным двигателем с фазным ротором по программе с заданием времени используются узлы схем, приведенные н а рис. 1, из которых схема р и с. 1, а применяется пр и наличии сети постоянного тока, а схема рис. 1, б — при отсутствии ее.

В качестве тормозных резисторов в роторе используются пусковые резисторы R1, включение которых в режиме динамического торможения производится отключением контакторов ускорения, показанных в рассматриваемых узлах схем условно в виде одного контактора КМ3, команда на отключение которого подается блокировочным контактом линейного контактора КМ1.

Рис. 1 Схемы управления динамическим торможением асинхронных двигателей с фазным ротором с заданием времени при наличии и отсутствии сети постоянного тока

Эквивалентное значение постоянного тока в обмотке статора при торможении обеспечивается в схеме рис. 1, а дополнительным резистором R2, а в схеме рис. 1. б соответствующим выбором коэффициента трансформации трансформатора Т.

Контактор торможения КМ2 может быть выбран как на постоянном, так и на переменном токе в зависимости от требуемого числа включений в час и использования пусковой аппаратуры.

Схемы торможения противовключением асинхронных двигателей

При управлении моментом при торможении противовключением асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с контролем скорости применяется узел схемы, приведенный на рис. 2.

Схема используется для остановки двигателя с торможением противовключением в реверсивной (рис. 2, а) в в нереверсивной (рис. 2, б) схемах. Команда SR используется для отключения контакторов КМ2 или КМЗ и КМ4, отключающих обмотку статора от напряжения сети при скорости двигателя, близкой к нулю. При реверсировании двигателя команды SR не используются.

Рис. 2 Узлы схемы управления торможения противовключением асинхронного двигателя с коооткозамкнутым ротором с контролем скорости при остановке в реверсивной и нереверсивной схемах

Узел управления асинхронным двигателем с фазным ротором в режиме торможения противовключеиием с одной ступенью, состоящей из R1 и R2, приведен на рис. 3. Управляющее реле противовключения KV, в качестве которого применяется, например, реле напряжения постоянного тока типа РЭВ301, которое подключено к двум фазам ротора через выпрямитель V. Реле настраивается на напряжение отпадания.

Часто для настройки реле KV используется дополнительный резистор R3. Схема в основном применяется при реверсировании АД со схемой управления, приведенной на рис. 3, а, но может использоваться и при остановке в нереверсивной схеме управления, приведенной на рис. 3, б.

При пуске двигателя реле противовключения КV не вклгочатся и ступень противовключения резистора ротора R1 выводится сразу после подачи управляющей команды на пуск.

Реле KV отключает контакторы КМ4 и КМ5 и тем самым вводит полное сопротивление Rl + R 2 ротор двигателя.

Способы и схемы торможения электродвигателей

Преобразователь частоты может некоторое время удерживать ротор в неподвижном состоянии путем подачи на двигатель постоянного напряжения. Однако электропривод способен находиться в таком режиме лишь несколько минут, после чего начинают перегреваться обмотки. Поэтому в ряде случаев применяют электродвигатели с тормозом. Прежде всего это относится к грузоподъемному оборудованию — кранам, лифтам и проч.

Электромеханический тормоз позволяет быстро останавливать привод и удерживать его в неподвижном состоянии сколь угодно долго. Обычно такая необходимость продиктована соображениями безопасной эксплуатации оборудования.

Торможение электродвигателя

Производственные процессы, связанные с эксплуатацией оборудования, оснащенного электрическими двигателями переменного или постоянного тока, требуют периодической остановки. Однако после отключения питающего напряжения от электродвигателей, их роторы продолжают вращение по инерции и останавливаются только через определенный промежуток времени. Такая остановка электродвигателя называется свободным выбегом.

Для электродвигателей, работающих с частыми пусками-остановами, остановка способом свободного выбега не подходит. Чтобы сократить время, необходимое для полной остановки вращения ротора применяется принудительное торможение. Способы торможения электродвигателя подразделяются на механические и электрические.

Механическое торможение

Остановка двигателей при таком способе торможения осуществляется благодаря специальным колодкам на тормозном шкиве. После отключения питающего напряжения тормозные колодки под воздействием пружин прижимаются к шкиву. В результате возникающего трения колодок о шкив кинетическая энергия вращающегося вала преобразуется в тепловую, что и приводит к его полной остановке. После подачи напряжения электромагнит (YB) растормаживает колодки, и эксплуатация электродвигателя продолжается в штатном режиме.

В зависимости от схемы электрического торможения, кинетическая энергия вращающегося ротора может отдаваться в сеть или на батарею конденсаторов, а также преобразовываться в тепло, которое поглощается обмотками электродвигателя или специальными реостатами.

Динамическое торможение электродвигателя

Эта схема остановки подходит для трехфазных электродвигателей как с которкозамкнутым, так и с фазным ротором.

Динамическое торможение электродвигателя с короткозамкнутым ротором осуществляется посредством отключения обмоток статора от питающей сети трехфазного переменного тока и переключением двух из них через систему контакторов и реле на источник выпрямленного постоянного напряжения.

Обмотки статора после подачи на них постоянного напряжения генерируют стационарное магнитное поле, под воздействием которого в короткозамкнутой «беличьей клетке»

вращающегося ротора начинает индуцироваться электрический ток, вызывающий появление томозного момента. Направление этого момента противоположно направлению вращения останавливающегося вала. После остановки двигателя подача постоянного напряжения на обмотки статора прекращается.

В двигателях с фазным ротором величину тормозного момента можно регулировать с помощью дополнительных сопротивлений, в качестве которых используются пусковые резисторы.

Торможение противовключением

Торможение асинхронного электродвигателя методом противовключения осуществляется путем реверсирования двигателя без отключения от питающей сети.

Управление торможением выполняется реле контроля скорости. В рабочем режиме контакты реле замкнуты. После нажатия на кнопку «СТОП» (SBC) группа контакторов производит переключение двух фаз, меняя порядок их чередования. В результате этого магнитное поле статора начинает вращаться в противоположном направлении, что приводит к замедлению вращения ротора. Когда скорость вращения становится близкой к нулю, реле контроля скорости размыкает контакты и подача питающего напряжения прекращается.

Конденсаторное торможение электродвигателей

Этот способ, называемый еще торможение с самовозбуждением, применим только к электродвигателям с короткозамкнутым ротором.

После прекращения подачи питающего напряжения ротор электродвигателя продолжает вращение по инерции и генерирует в обмотках статора электрический ток, который вначале заряжает батарею конденсаторов, а после накопления номинального заряда возвращается в обмотки. Это приводит к возникновению тормозного момента, величина которого зависти от емкости конденсаторных батарей, подключенных к каждой фазе по схеме «звезда» или «треугольник». Торможение с самовозбуждением применяется на двигателях с большим числом пусков-остановов, так как величина потерь энергии в двигателях при такой схеме остановки минимальная.

Рекуперативное торможение

Рекуперативное или иначе генераторное торможение асинхронных электродвигателей на практике используется в качестве предварительного подтормаживания , а также при опускании грузов кранами всех типов или пассажирских и грузовых лифтовых кабин.

Торможение асинхронного электродвигателя в рекуперативном режиме происходит, когда номинальная частота вращения ротора превышает его синхронную частоту. Двигатель начинает генерировать электрическую энергию и отдавать ее в питающую сеть, в результате чего создается тормозящий момент. Такой способ остановки применяется для многоскоростных двигателей путем постепенного переключения с большей частоты вращения ротора на меньшую. Таким образом, в определенный момент скорость, вращающегося под воздействием инерции вала, будет больше синхронной частоты, соответствующей подключенному количеству полюсов статора. Кроме того, рекуперативная схема торможения применяется для двигателей, подключенных к преобразователям частоты. Для этого достаточно уменьшить частоту питающего напряжения.

Остановка двигателей постоянного тока (ДПТ)

Торможение электродвигателей постоянного тока осуществляется противовключением и динамическим способом.

Динамическое торможение

Такая схема торможения применяется для двигателей с независимым возбуждением.

После нажатия кнопки «Стоп» (SB1) происходит отключение обмоток якоря от питающей сети и переподключение их на тормозной резистор. В обмотках якоря, вращающегося по инерции в стационарном магнитном поле, индуцируется постоянный ток, который проходя по обмоточным проводам резистора, преобразовывается в тепловую энергию.

Торможение противовключением

Метод противовключения основан на изменении полярности напряжения, подключаемого к обмоткам индуктора или якоря двигателя. Это приводит к смене полярности магнитного потока или направлению тока, индуцируемого в якоре. Таким образом, направление вращающего момента меняется на противоположное, что вызывает появление тормозящего эффекта. Скорость вращения якоря контролируется реле скорости, которое отключает питание якоря, когда она приближается к нулевой. Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ® по телефону или пришлите заявку на электронную почту с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.

Конструкция

В конструкцию электромагнитного тормоза входят:

электромагнит с катушкой
тормозной диск с накладками
прижимные пружины
система настройки прижимного момента

В большинстве случаев тормоз является нормально заторможенным. Это означает, что ротор двигателя фиксируется при отсутствии питания тормоза. При подаче питания на катушку тормозные колодки отжимаются, и ротор растормаживается.

Двигатели с тормозом ABLE MSEJ 6322 и XINRUI MSEJ 631-2

Как подобрать тормоз электромагнитный дисковый

Двигатели с электромагнитным тормозом применяются в промышленности в производственных процессах, требующих регламентированной остановки привода оборудования либо для обеспечения безопасности персонала. На двигатели, как правило, устанавливаются тормоза постоянного тока, работающие через выпрямитель, расположенный в клемной коробке двигателя. Однако существуют моторы, на которых установлены тормоза переменного тока, такого рода оборудование обеспечивает наименьшую задержку в срабатывании электромагнитного тормоза и быстрому возрастанию тормозного момента.
В этой статье мы разберем принцип работы электромагнитного тормоза постоянного тока и возможность самостоятельно подобрать тормоз на нашем сайте взамен установленному на вашем двигателе. На нашем сайте представлены тормоза SDZ1 и DZS1. Отличаются они в некоторых случаях лишь своими габаритами, иногда тормозным моментом и размерами для крепления к подшипниковому щиту электродвигателя.

Электромагнитный тормоз принцип работы

Тормоз на электродвигатель

1. Корпус электромагнита 2. Катушка тормоза 3. Пружина 4. Якорь электромагнита 5. Ручка растормаживания 6. Регулировочный болт 7. Болт крепления 8. Тормозной диск 9. Зубчатая муфта 10. Задний подшипниковый щит.

Q – воздушный зазор.

При отключении питания от электродвигателя происходит срабатывание электротормоза. Механизм зажимает зубчатую муфту, зажатие которой, в свою очередь, останавливает вращение вала двигателя.

Способы монтажа

Тормоз может быть встроен в конструкцию двигателя либо являться отдельным устройством. Наиболее предпочтителен встроенный тормоз, который располагается на оси ротора. Такая конструкция отличается компактностью и простотой в эксплуатации.

Если применение двигателя со встроенным тормозом по каким-то причинам нецелесообразно, применяют отдельный тормоз. Его основные преимущества – возможность монтажа в любом месте привода (например, на оси редуктора), размеры и способ крепления устройства не привязаны к конструкции двигателя.

Торможение противовключением

Схема торможения противовключением

На практике режим противовключения может быть организован несколькими разными способами. Классическим является использование пары магнитных пускателей, подключенных по реверсной схеме. В этом случае, быстрая остановка агрегата осуществляется за счет изменения положения фаз (противовключение).

Основной пускатель КМ2 производит отключение двигателя М от сети. После этого параллельный пускатель КМ1 опять включает двигатель, меняя при это крайние фазы местами, то есть заставляя его вращаться в обратную сторону. Чтобы не допустить чрезмерного перегрева в цепь может быть введено дополнительное сопротивление. Также схема противовключения может быть реализована, если двигатель использовать в качестве тормоза для груза.

Способы подачи питания на тормоз

Электромеханический тормоз может иметь зависимое или независимое питание. В первом случае его катушка запитывается от того же источника, что и обмотки двигателя. При этом тормоз должен быть нормально заторможенным, чтобы при пропадании питания он фиксировал ротор.

Тормоз с независимым питанием может управляться более гибко, однако он требует отдельную схему питания, которая должна быть синхронизирована с питанием двигателя. Наиболее универсальный тормоз данного типа – двухобмоточный. Катушка в нем состоит из двух обмоток. Короткой обмоткой тормоз включается, длинной (с меньшим током) удерживается.

Если питание двигателя производится от ПЧ, необходимо в настройках преобразователя обратить внимание на параметры электромеханического тормоза. В идеальном варианте ПЧ и двигатель с тормозом должны быть выпущены одним производителем.

Рекуперативное торможение электрических машин

Рекуперативное торможение электродвигателя характеризуется переводом двигателя в генераторный режим. При этом вырабатываемая электроэнергия возвращается в сеть или используется для подзарядки аккумулятора.

Этот режим широко применяется в электровозах, электричках, трамваях и троллейбусах. В момент торможения, вырабатываемая электроэнергия возвращается в электрическую сеть.

Режим рекуперативного торможения применяется для подзарядки аккумуляторов в гибридных автомобилях, электромобилях, электросамокатах, электровелосипедах.

Этот режим является наиболее экономичным и возможен при условии: если частота вращения ротора превышает частоту вращения холостого хода. Это условие выполняется, когда ЭДС электродвигателя превышает напряжение питающей сети. А ток якоря и магнитный поток меняют свое направление. Электрическая машина переходит в генераторный режим, возникает момент торможения.

На рисунке представлена схема торможения тягового двигателя а) с независимым возбуждением и стабилизирующим сопротивлением, б) с противовозбуждением возбудителя.

Обслуживание электромеханического тормоза

Поскольку тормоз является электромеханическим устройством, подверженным износу, он нуждается в регулярном техническом обслуживании. Необходимо регулярно проверять тормозной зазор, который должен иметь значение, рекомендованное производителем. Зазор может уменьшаться или увеличиваться, а также иметь перекосы из-за износа тормозных колодок либо пружин, нарушения крепежа.

Поскольку при работе двигателя тормоз подвергается ударам и вибрации, необходимо тщательно следить за фиксацией крепежных гаек и шпилек. Такеж рекомендуется использовать фиксатор резьбы.

Для ремонта и технического обслуживания оборудования обычно предусматривается возможность ручного растормаживания при помощи специального рычага. Эту функцию нужно использовать осторожно во избежание порчи оборудования и травм персонала.

Тормозной момент электромагнитного тормоза может быть отрегулирован в некоторых пределах.

Рекуперативное торможение

Схема показана ниже:

Приведенная схема может реализовывать две схемы торможения – рекуперативное или динамическое. При использовании схемы инвертора позволяющего проводить рекуперацию энергии, оно будет произведено, но такая схема будет немного дороже чем схема с динамическим замедлением (показана пунктиром). Если электропривод имеет частые пуски и остановы, то применять схему с рекуперативным торможением более целесообразно, чем при длительных или кратковременных режимах работы. При выборе схемы питания необходимо произвести технико – экономические расчеты целесообразности применения какой – то из схем.

Режим работы

Использовать электромеханический тормоз для торможения двигателя на ненулевой скорости рекомендуется только в аварийных случаях, поскольку в этом режиме резко повышается износ и нагрев тормозных колодок. Схема должна быть спроектирована таким образом, чтобы тормоз был стояночным, то есть включался только на нулевой скорости. Для этого в ПЧ имеется специальный выход. В таком режиме тормозные колодки почти не изнашиваются и имеют большой ресурс работы.

При частом использовании функции торможения происходит не только износ, но и нагрев тормоза. Если технологический процесс не позволяет сократить число торможений в единицу времени, следует предусмотреть дополнительный обдув тормоза, а также более ответственно подходить к его техобслуживанию.

Другие полезные материалы:

Техобслуживание преобразователя частоты Способы защиты электродвигателей Преимущества и недостатки асинхронного двигателя

Что такое динамическое торможение?

На этом месте может возникнуть закономерный вопрос: зачем что-то придумывать, если можно отключить двигатель от электросети, и он сам остановится? Это бесспорно так, но учитывая высокую частоту вращения и массо-центровочные характеристики, пройдет некоторое время до того момента, когда ротор полностью остановится. Этот период называется свободным выбегом и каждый в детстве его наблюдал, запуская простую юлу. Тем не менее, если работа оборудования предполагает частое использование пускателей, то такой режим приводит к очевидной потере времени.

Для быстрой остановки используются режимы торможения, которые предполагают трансформацию механической (в данном случае – кинетической) энергии искусственным путем. Все выделяют два основных вида торможения, которые подразделяются затем на подвиды:

Механическое. Вал двигателя сообщается физически с тормозными колодками, вследствие чего возникает трение, быстрая остановка и выделение теплоты,
Электрическое. Асинхронный двигатель останавливается за счет преобразования цепи подключения, вследствие чего механическая энергия трансформируется сперва в электрическую. Далее возможны два варианта ее израсходования, зависящие от схемы: либо избыток электричества выбрасывается в резервную цепь сети, либо трансформируется в тепло, за счет нагрева обмоток и сопротивления.

Динамическое торможение асинхронного двигателя относится к электрическому типу, так как в процессе обмотка статора отключается от сети с переменным током (две из трех фаз) и переводится в замкнутую цепь постоянного тока. При этом магнитное поле в статоре преобразуется из вращающегося в неподвижное. В роторе по-прежнему будет наводиться ЭДС, но момент будет направлен в обратную сторону, что приводит к торможению.

Главным преимуществом такого способа торможения является возможность плавно контролировать тормозящий момент (за счет изменения напряжения или сопротивления) и осуществлять точную остановку.

Генераторное рекуперативное торможение

Этот режим наступает, когда частота вращения якоря превышает частоту вращения холостого хода n.

В этих условиях ЭДС машины Еа = сеФn превышает напряжение питающей сети (Еа > Uном), при этом ток якоря, а следовательно, и электромагнитный момент меняют свое направление на противоположное. В итоге машина постоянного тока переходит в генераторный режим и вырабатываемую при этом электроэнергию отдает в сеть. Электромагнитный момент двигателя становится тормозящим и противодействует внешнему вращающему моменту, создаваемому силами инерции вращающего с прежней скоростью якоря (рис. 13.15, а). Этот процесс торможения будет продолжаться до тех пор, пока частота вращения якоря, уменьшаясь, не достигнет значения n

Таким образом, для перехода двигателя в режим генераторного рекуперативного торможения не требуется изменений в схеме включения двигателя.

Генераторное рекуперативное торможение — наиболее экономичный вид торможения, так как он сопровождается возвратом энергии в сеть. Применение этого способа торможения является эффективным энергосберегающим средством в электроприводе Он целесообразен в электротранспортных средствах, работа которых связана с частыми остановками и движением под уклон. В этом случае кинетическая энергия движения транспортного средства (трамвай, троллейбус, электропоезд) преобразуется в электрическую энергию и возвращается в сеть.

Возможен способ перевода двигателя в режим генераторного рекуперативного торможения и при установившейся частоте вращения якоря. Для этого необходимо увеличить в двигателе магнитный поток возбуждения, т.е. ток в обмотке возбуждения.

Из выражения ЭДС якоря Еа = сеФn следует, что с ростом магнитного потока возбуждения Ф при неизменной частоте вращения n ЭДС якоря Еа увеличивается, что ведет к уменьшению тока в цепи якоря:

При ЭДС Еа = U ток якоря Ia = 0, а частота вращения якоря достигает значения n = n. При дальнейшем увеличении потока возбуждения Ф, а следовательно, возрастании ЭДС якоря Еа пограничная частота вращения снижается (см. 13.12, б), а частота вращения якоря, оставаясь практически неизменной за счет сил инерции вращающихся частей электропривода, начинает превышать пограничную частоту n. При этом ЭДС якоря превышает напряжение сети и двигатель переходит в режим генераторного рекуперативного торможения.