Méthodes et schémas de freinage des moteurs électriques
Le freinage par moteur électrique est utilisé s'il est nécessaire de réduire le temps de marche libre et de fixer le mécanisme dans une position spécifique. Il existe plusieurs types d'arrêt forcé de l'appareil. Il est mécanique, électrique et combiné. Le dispositif mécanique est une poulie de frein montée sur un arbre à patins. Après avoir déconnecté l'appareil, les coussinets sont pressés contre la poulie. En raison du frottement, l'énergie cinétique est convertie en chaleur, c'est-à-dire il y a un processus de freinage. D'autres méthodes et schémas de freinage d'un moteur électrique seront abordés plus loin dans l'article.
Méthodes de freinage électrique pour les entraînements électriques
Afin d'arrêter rapidement l'appareil ou de fournir une vitesse de rotation constante, des méthodes d'arrêt électrique sont utilisées. Selon le circuit de commutation, les modes de freinage sont divisés en:
- opposition;
- dynamique;
- régénérateur.
Opposition
Le mode d'opposition est appliqué lorsqu'un arrêt rapide est nécessaire. Représente un changement de polarité sur l'enroulement de l'induit d'un moteur à courant continu ou la commutation de deux phases sur les enroulements moteur à induction.
Dans ce cas, le rotor tourne dans la direction opposée du champ magnétique du stator. La rotation du rotor ralentit. Lorsque la vitesse de rotation est proche de zéro, un signal est reçu du relais de contrôle de vitesse, déconnectant le mécanisme du réseau.
La figure ci-dessous montre le circuit d'opposition d'un moteur électrique asynchrone.
Après la commutation des enroulements, une tension efficace accrue et une augmentation de courant se produisent. Pour sa limitation, dans les enroulements rotor ou stator établir des résistances. Ils limitent les courants dans les enroulements en mode freinage.
Conduire l'arrêt dynamique
Cette méthode est utilisée sur les machines asynchrones connectées à l'alimentation CA. Elle consiste à déconnecter les enroulements du réseau de tension alternative et à fournir du courant continu à l'enroulement statorique.
La figure ci-dessus montre un schéma de freinage pour un moteur à courant continu triphasé.
La tension continue est fournie à l'aide d'un transformateur abaisseur pour le freinage dynamique. Sous-tension AC à DC pont de diode et alimenté l'enroulement du stator. Une source CC supplémentaire peut être utilisée pour freiner le moteur électrique.
Dans ce cas, le rotor peut être réalisé sous la forme d'une "cage d'écureuil" ou son enroulement est relié à des résistances supplémentaires.
Une tension constante crée un flux magnétique stationnaire.Quand le rotor y tourne Emf, c'est à dire. le moteur électrique passe en mode générateur. La force électromotrice résultante est dissipée sur l'enroulement du rotor et les résistances supplémentaires. Un moment de freinage est créé. Lorsque le mécanisme s'arrête, la tension constante est coupée par le signal du relais de vitesse.
Mécanismes où un moteur électrique à auto-excitation est utilisé, un arrêt dynamique est effectué en connectant des condensateurs. Ils sont reliés par un triangle ou une étoile.
Le diagramme est illustré dans la figure ci-dessous.
En roue libre, l'énergie résiduelle du champ magnétique passe dans la charge des condensateurs, puis alimente l'enroulement du stator. L'effet de freinage qui en résulte arrête le mécanisme. La batterie de condensateurs peut être connectée en continu ou connectée au moment de la déconnexion du réseau. Un tel schéma est appelé "freinage par condensateur d'un moteur à induction".
S'il est nécessaire d'arrêter rapidement le moteur, puis après la déconnexion du réseau, court-circuitez les contacts sans éteindre les résistances. Lors de la connexion des enroulements par court-circuit, de grands courants s'y produisent. Pour réduire les courants, des résistances de limitation de courant sont connectées aux enroulements.
La figure ci-dessous montre un circuit avec des résistances de limitation de courant.
Modes de freinage des moteurs à courant continu
Le freinage dynamique du moteur à courant continu est effectué après sa déconnexion du réseau avec la fermeture de l'enroulement du rotor sur le rhéostat de frein. L'énergie électrique libérée est dissipée sur le rhéostat.
La figure ci-dessus montre le circuit de freinage rhéostatique d'un moteur à courant continu.
Freinage régénératif de machines électriques
Le freinage régénératif du moteur électrique se caractérise par le transfert du moteur en mode générateur. Dans ce cas, l'électricité générée est retournée au réseau ou utilisée pour recharger la batterie.
Ce mode est largement utilisé dans les locomotives électriques, les trains, les tramways et les trolleybus. Au moment du freinage, l'électricité générée retourne au réseau électrique.
Le mode de freinage régénératif est utilisé pour recharger les batteries des voitures hybrides, des voitures électriques, des scooters électriques, des vélos électriques.
Ce mode est le plus économique et possible sous condition: si la vitesse du rotor dépasse la vitesse de ralenti. Cette condition est satisfaite lorsque la FEM du moteur électrique dépasse la tension d'alimentation. Et le courant d'induit et le flux magnétique changent de direction. La machine électrique passe en mode générateur, il y a un moment de freinage.
La figure montre le circuit de freinage du moteur de traction a) avec excitation indépendante et résistance de stabilisation, b) avec anti-excitation du pathogène.
Mode de régénération dans les machines électriques asynchrones
Le mode de régénération est utilisé non seulement dans les moteurs à courant continu. Il peut également être utilisé dans les moteurs à induction.
De plus, ce mode est possible dans les cas suivants:
- Si vous modifiez la fréquence de la tension d'alimentation avec Convertisseur de fréquence. Ce qui est possible si le moteur électrique asynchrone est alimenté par l'appareil avec la possibilité de contrôler la fréquence du réseau d'alimentation. L'effet de freinage se produit lorsque la fréquence de la tension d'alimentation diminue. Dans ce cas, la transition vers le mode générateur se produit lorsque la vitesse du rotor devient supérieure à la vitesse nominale (synchrone).
- Machines asynchrones, qui ont structurellement la capacité de commuter les enroulements, pour changer la vitesse.
- Dans les mécanismes de levage où la descente électrique est utilisée. Ils ont monté un moteur électrique avec un rotor de phase. Dans ce cas, la vitesse est contrôlée en modifiant la valeur de la résistance connectée aux enroulements du rotor. Le flux magnétique commence à dépasser le champ statorique et le glissement devient supérieur à 1.Le moteur électrique passe en mode générateur, l'électricité générée est restituée au réseau, il y a un effet de freinage.
Mode combiné
Les modes de freinage combinés sont utilisés dans les machines électriques, si vous devez arrêter et verrouiller rapidement le mécanisme. Pour ce faire, utilisez une unité de freinage mécanique en combinaison avec un freinage électrique. La combinaison peut être différente. Il peut s'agir d'un circuit électrique à modes d'opposition, dynamiques et régénératifs.
Nous avons donc examiné les principales méthodes et schémas de freinage des moteurs électriques. Si vous avez des questions, posez-les dans les commentaires sous l'article!
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