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 режим. При этом двигатель преобразует механическую энергии, полученную от движущихся частей привода, в электрическую, которую двигатель возвращает в судовую электрическую 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 торможения: противоЭДС обмотки якоря двигателя должна стать больше напряжения 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 тяжелого 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 невозможно вследствие кратковременности работы двигателя в генераторном режиме (с учетом ограниченной высоты трюма).

Более того, это торможение опасно тем, что при одновременном переходе большого числа грузовых лебедок в режим рекуперативного торможения возможен переход генераторов судовой электростанции в двигательный режим с последующим их отключением по обратному току (при помощи реле обратного тока). При этом судно обесточивается. 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 рекуперативном 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 состоит в том, что тормозной электромагнитный момент двигателя стабилизирует скорость спуска груза, не позволяя ему разгоняться свыше определенной скорости.