Regenerativ bremse

Regenerativ bremse

Ved regenerativ bremse hentes den kinetiske energi fra den drevne maskineri og føres tilbage til strømforsyningen. Denne bremsemekanisme kommer i spil, når den drevne belastning eller maskineri tvinger motoren til at køre med en hastighed, der overstiger dens tomhastighed, mens opmagnetiseringen er konstant.

Indhold

• Anvendelser af regenerativ bremse

• Regenerativ bremse i DC parallelmotorer

• Regenerativ bremse i DC seriekoblet motorer

Under forhold for regenerativ bremse foregår en betydelig elektrisk transformation inden i motoren. Specifikt overgår den baglæns elektromotoriske kraft Eb af motoren strømforsyningens spænding V. Dette vendt forhold i spændingsforholdet fører til en ændring i retningen af armaturestrømmen i motoren. Dermed skifter motoren fra sin normale driftsform til at fungere som en generator, der omdanner den mekaniske energi fra den drevne belastning til elektrisk energi og leverer den tilbage til strømforsyningen.

Bemærk, at regenerativ bremse ikke er begrænset til højhastigheds-scenarier. Den kan også effektivt implementeres ved meget lave hastigheder, hvis motoren er konfigureret som en separat opmagnetiseret generator. Når motorhastigheden falder, øges opmagnetiseringsniveauet på en kontrolleret måde. Denne justering sikrer, at de to afgørende ligninger, der styrer det elektriske opførsel af systemet, bliver opfyldt, hvilket gør det muligt at genoprette energi effektivt selv under lavthastighedsbetingelser.

Fortsættelse af regenerativ bremse

I processen med at øge opmagnetiseringen af motoren, når den ikke et tilstand af magnetisk mætnad. Denne egenskab gør det muligt at styre og drive mere effektivt under scenarier med regenerativ bremse.

Regenerativ bremse kan succesfuldt implementeres i parallel- og separat opmagnetiserede motorer. Men når det kommer til kombinationsmotorer, kan bremse kun opnås under forhold af svag seriekobling. Denne begrænsning understreger vigtigheden af motordesign og -konfiguration for at bestemme gennemførligheden og effektiviteten af regenerativ bremse.

Anvendelser af regenerativ bremse

Regenerativ bremse er specielt velegnet til anvendelser, hvor drives ofte skal bremse og sænke hastighed. Dens evne til at omdanne kinetisk energi tilbage til elektrisk energi gør den højst effektiv i sådanne dynamiske driftsområder.

En af dets mest værdifulde anvendelser ligger i at opretholde en konstant hastighed for en nedadgående belastning med høj potentiell energi. Ved at udnytte den genererede energi under nedgangen, hjælper regenerativ bremse med at kontrollere hastigheden af belastningen, hvilket sikrer sikkert og stabilt drift, samtidig med at energi, der ellers ville gå tabt, genopfanges.

Denne bremsemetode anvendes bredt i forskellige industrier til at kontrollere hastigheden af motorer, der driver forskellige typer belastninger. Den spiller en afgørende rolle i elektriske lokomotiver, hvor den hjælper med at regulere togets hastighed under deceleration og nedkørsel, samtidig med at energi føres tilbage til strømnettet. I elevatorer, krafter og løfter gør regenerativ bremse det muligt at opnå præcis hastighedsregulering og energibesparelser, hvilket forbedrer systemernes samlede effektivitet og ydeevne.

Det er vigtigt at bemærke, at regenerativ bremse ikke er beregnet til at bringe motoren til fuldstændig stop. I stedet er dens primære funktion at regulere hastigheden af motoren, når den kører over sin tomhastighed, og faciliterer omdannelsen af mekanisk energi til elektrisk energi for genbrug. Det grundlæggende krav for regeneration er, at den baglæns elektromotoriske kraft (Eb) skal overstige strømforsyningsspændingen. Dette forhold forårsager, at armaturestrømmen vendes, hvilket effektivt skifter motorens driftsform fra motor til generator.

Regenerativ bremse i DC parallelmotorer

Under normale driftsbetingelser er armaturestrømmen i en DC parallelmotor bestemt af følgende ligning:

Dynamikken i regenerativ bremse

Når en kraan, løft eller lift sænker en belastning, kan motorhastigheden overstige dens tomhastighed. I dette scenario overstiger den baglæns elektromotoriske kraft (EMF) af motoren strømforsyningsspændingen. Som resultat vendes armaturestrømmen Ia retningen, hvilket effektivt omdanner motoren til en generator. Denne omskiftelse gør det muligt at udnytte den kinetiske energi fra den nedadgående belastning og føre den tilbage til strømforsyningen, hvilket optimerer energiforbruget og giver en bremseffekt.

Regenerativ bremse i DC seriekoblet motorer

DC seriekoblet motorer viser unike elektriske egenskaber under drift. Når motorhastigheden stiger, falder både armaturestrømmen og feltfloden. I modsætning til nogle andre motortyper kan den baglæns EMF Eb typisk ikke overstige strømforsyningsspændingen under normale omstændigheder. Regeneration er dog stadig mulig, da feltstrømmen ikke kan overstige armaturestrømmen.

Denne bremsemetode er især vigtig i anvendelser, hvor DC seriekoblet motorer hovedsageligt anvendes, som i traktionssystemer til tog og i elevatorløfter. For eksempel, når en elektrisk lokomotiv kører ned ad en hældning, er det afgørende at opretholde en konstant hastighed for sikkerhed og effektivitet. Lignende, i løfter, træder regenerativ bremse i, for at begrænse hastigheden, når den når potentielt farlige niveauer, og sikre kontrolleret drift.

En bredt anvendt metode til at implementere regenerativ bremse i DC seriekoblet motorer indebærer, at de konfigureres til at fungere som parallelmotorer. Eftersom feltvindingen i en DC seriekoblet motor har lav modstand, inkluderes en serie-modstand i feltcircuitet. Denne yderligere modstand spiller en afgørende rolle i at holde strømmen inden for sikre parametre, hvilket gør det muligt for motoren at fungere effektivt i sin nye konfiguration og faciliterer omdannelsen af mekanisk energi til elektrisk energi under bremseprocessen.