ترمز کاهنده

بازیابی ترمز

در بازیابی ترمز، انرژی جنبشی ماشین‌آلات محرک استخراج و به شبکه تغذیه برگردانده می‌شود. این مکانیزم ترمز زمانی کار می‌کند که بار یا ماشین محرک موتور را مجبور می‌کند با سرعتی بیش از سرعت بدون بار در حالت تحریک ثابت عمل کند.

محتوا

• برخی از کاربردهای بازیابی ترمز

• بازیابی ترمز در موتورهای مستقیم جریان شونت

• بازیابی ترمز در موتورهای مستقیم جریان سری

در شرایط بازیابی ترمز، تحول الکتریکی قابل توجهی در داخل موتور رخ می‌دهد. به طور خاص، فشار الکتروموتوری Eb موتور از ولتاژ تغذیه V بیشتر می‌شود. این تغییر در رابطه ولتاژ منجر به تغییر جهت جریان آرماتور موتور می‌شود. در نتیجه، موتور از حالت عملکرد عادی خود به عملکرد مولد الکتریکی تغییر می‌کند، که انرژی مکانیکی از بار محرک را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و آن را به منبع تغذیه بازگردانده می‌شود.

به توجه داشته باشید که بازیابی ترمز تنها به سناریوهای پرسرعت محدود نمی‌شود. این روش می‌تواند حتی در سرعت‌های بسیار پایین نیز موثر باشد، به شرطی که موتور به عنوان یک مولد جداگانه تغییر یافته باشد. هنگامی که سرعت موتور کاهش می‌یابد، سطح تحریک آن به صورت کنترل شده افزایش می‌یابد. این تنظیم مطمئن می‌شود که دو معادله مهم حاکم بر رفتار الکتریکی سیستم برآورده شود، که این امر باعث بازیابی موثر انرژی حتی در شرایط سرعت پایین می‌شود.

ادامه بازیابی ترمز

در فرآیند افزایش تحریک موتور، به وضعیت اشباع مغناطیسی نمی‌رسد. این ویژگی اجازه می‌دهد که کنترل و عملکرد مؤثرتری در سناریوهای بازیابی ترمز داشته باشیم.

بازیابی ترمز می‌تواند در موتورهای شونت و جداگانه تحریک شده موفقیت‌آمیز باشد. با این حال، در مورد موتورهای مرکب، ترمز فقط در شرایط ترکیب ضعیف سری ممکن است. این محدودیت اهمیت طراحی و پیکربندی موتور در تعیین امکان‌پذیری و موثر بودن بازیابی ترمز را نشان می‌دهد.

برخی از کاربردهای بازیابی ترمز

بازیابی ترمز به خصوص برای کاربردهایی مناسب است که در آن‌ها نیاز به ترمز و کاهش سرعت محورهای متحرک وجود دارد. توانایی آن در تبدیل انرژی جنبشی به انرژی الکتریکی آن را در چنین محیط‌های عملکردی پویا بسیار موثر می‌کند.

یکی از کاربردهای ارزشمند آن در حفظ سرعت ثابت برای بارهای نزولی با انرژی پتانسیل بالا است. با استفاده از انرژی تولید شده در طول نزول، بازیابی ترمز کمک می‌کند تا سرعت بار کنترل شود، عملکرد ایمن و پایدار را تضمین کند و همچنین انرژی‌ای که در غیر این صورت تلف می‌شد را بازیابی کند.

این روش ترمز در صنایع مختلف برای کنترل سرعت موتورهای محرک بارهای مختلف استفاده می‌شود. نقش مهمی در لوکوموتیوهای الکتریکی ایفا می‌کند که در آن‌ها به کنترل سرعت قطار در زمان کاهش سرعت و حرکت روی شیب‌های پایین کمک می‌کند و همچنین انرژی را به شبکه تغذیه باز می‌گرداند. در آسانسورها، کرنش‌ها و لیفت‌ها، بازیابی ترمز امکان کنترل دقیق سرعت و صرفه‌جویی در انرژی را فراهم می‌کند و عملکرد و کارایی کلی این سیستم‌ها را افزایش می‌دهد.

توجه داشته باشید که بازیابی ترمز برای متوقف کردن کامل موتور طراحی نشده است. بلکه عملکرد اصلی آن تنظیم سرعت موتور در زمانی است که موتور با سرعتی بیش از سرعت بدون بار کار می‌کند و به تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی برای استفاده مجدد کمک می‌کند. شرط اساسی برای بازیابی این است که فشار الکتروموتوری (Eb) باید از ولتاژ تغذیه بیشتر باشد. این شرط باعث می‌شود جریان آرماتور معکوس شود و موتور از حالت موتور به حالت مولد تغییر کند.

بازیابی ترمز در موتورهای مستقیم جریان شونت

در شرایط عملکرد عادی، جریان آرماتور موتور مستقیم جریان شونت با استفاده از معادله زیر تعیین می‌شود:

پویایی بازیابی ترمز

وقتی که یک کرنش، لیفت یا آسانسور باری را پایین می‌آورد، سرعت دورانی موتور می‌تواند بیش از سرعت بدون بار شود. در این سناریو، فشار الکتروموتوری (EMF) موتور از ولتاژ تغذیه بیشتر می‌شود. به عنوان نتیجه، جریان آرماتور Ia جهت خود را معکوس می‌کند و موتور به یک مولد تبدیل می‌شود. این تبدیل امکان استخراج انرژی جنبشی از بار نزولی و بازگرداندن آن به تأمین الکتریکی را فراهم می‌کند، که به بهینه‌سازی استفاده از انرژی و فراهم کردن اثر ترمز کمک می‌کند.

بازیابی ترمز در موتورهای مستقیم جریان سری

موتورهای مستقیم جریان سری ویژگی‌های الکتریکی منحصر به فردی در طول عملکرد دارند. هنگامی که سرعت موتور افزایش می‌یابد، هر دو جریان آرماتور و فلکس میدان کاهش می‌یابند. برخلاف برخی از سایر انواع موتورها، فشار الکتروموتوری Eb در موتورهای مستقیم جریان سری معمولاً تحت شرایط عادی نمی‌تواند ولتاژ تغذیه را فراتر ببرد. با این حال، بازیابی همچنان ممکن است چون جریان میدان نمی‌تواند از جریان آرماتور بیشتر باشد.

این مکانیزم ترمز به خصوص در کاربردهایی که موتورهای مستقیم جریان سری به طور غالب استفاده می‌شوند، مانند سیستم‌های ترافیکی قطارها و آسانسورهای لیفت، حیاتی است. به عنوان مثال، وقتی یک لوکوموتیو الکتریکی از یک شیب پایین می‌آید، حفظ سرعت ثابت برای ایمنی و کارایی ضروری است. به طور مشابه، در سیستم‌های لیفت، بازیابی ترمز وارد عمل می‌شود تا سرعت را زمانی که به سطح خطرناک می‌رسد محدود کند و عملکرد کنترل شده را تضمین کند.

یکی از روش‌های گسترده برای اجرای بازیابی ترمز در موتورهای مستقیم جریان سری شامل تغییر کنفیگوراسیون آن‌ها به موتورهای شونت است. با توجه به اینکه پیچ میدان یک موتور مستقیم جریان سری مقاومت کمی دارد، مقاومت سری در مدار میدان اضافه می‌شود. این مقاومت اضافی نقش مهمی در حفظ جریان در محدوده ایمن ایفا می‌کند و به موتور کمک می‌کند تا در کنفیگوراسیون جدید خود مؤثر عمل کند و تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی در طول فرآیند ترمز را تسهیل کند.