Regeneratív fékezés

Regeneratív fékezés

A regeneratív fékezés során a meghajtott gépek kinetikus energiája felhasználásra kerül, és visszavezetésre kerül az ellátó hálóba. Ez a fékező mechanizmus akkor lép életbe, amikor a meghajtott terhelés vagy gép kényszeríti a motort, hogy sebességével túllépjen a növekményes sebességen, miközben állandó izmányítása van.

Tartalom

• A regeneratív fékezés alkalmazásai

• A regeneratív fékezés DC párhuzamos motorokban

• A regeneratív fékezés DC soros motorokban

A regeneratív fékezés feltételei mellett a motoron belül jelentős elektromos átalakulás történik. Kifejezetten a motor visszaélése (Eb) meghaladja az ellátó feszültséget (V). Ez a feszültségviszony megfordulása a motor áramkör irányának megváltoztatásához vezet. Így a motor átmeneti módon működésétől elszakad, és generátorként kezd működni, a meghajtott terhelésből származó mechanikai energiát elektromos energiává alakítva, és ezt visszavezetve az ellátó forrásnak.

Fontos megjegyezni, hogy a regeneratív fékezés nem csak magas sebességű esetekre korlátozódik. Hatékonyan alkalmazható a nagyon alacsony sebességeknél is, ha a motort külön izmányított generátorként konfigurálják. Ahogy a motor sebessége csökken, a izmányítási szintet ellenőrzött módon növelik. Ez a beállítás biztosítja, hogy a rendszer elektromos viselkedését irányító két kulcsfontosságú egyenlet teljesüljön, lehetővé téve a hatékony energia-visszanyerést még alacsony sebességi körülmények között is.

A regeneratív fékezés folytatása

A motor izmányításának növelése során a motor nem éri el a mágneses sättigedést. Ez a jellemző lehetővé teszi a hatékonyabb ellenőrzést és működést a regeneratív fékezési helyzetekben.

A regeneratív fékezést sikeresen alkalmazhatják párhuzamos és külön izmányított motorokban. Azonban a vegyes motorok esetében a fékezés csak a gyenge soros vegyesítési feltételein belül érhető el. Ez a korlátozottság kiemeli a motor tervezésének és konfigurációjának fontosságát a regeneratív fékezés megvalósíthatóságában és hatékonyságában.

A regeneratív fékezés alkalmazásai

A regeneratív fékezés különösen alkalmas arra, amikor a hajtóműveket gyakran kell lefékezni és lassítani. A kinetikus energiát elektromos energiává alakító képessége miatt nagyon hatékony ilyen dinamikus működési környezetekben.

Egyik legértékesebb alkalmazása a magas potenciális energiájú leszálló terhelés állandó sebességének fenntartásában rejlik. A leszállás során generált energiát felhasználva a regeneratív fékezés segít a terhelés sebességének ellenőrzésében, biztonságos és stabil működést biztosítva, miközben visszanyeri azt az energiát, amely máskülönben elveszne.

Ez a fékezési módszer széles körben használatban van különböző iparágakban a motorok különböző típusú terheléseinek sebességének ellenőrzésére. Kritikus szerepet játszik az elektromos vasutakon, ahol segít a vonat sebességének ellenőrzésében a lassítás és a domború úttal való haladás során, miközben energiát ad vissza az ellátó hálóba. Emelőgépek, darabolók és emelők esetében a regeneratív fékezés pontos sebesség-ellenőrzést és energiamegspórolást tesz lehetővé, javítva ezeknek a rendszereknek az összesíthető hatékonyságát és teljesítményét.

Fontos megjegyezni, hogy a regeneratív fékezés célja nem, hogy a motort teljesen leállítassa. Inkább elsődleges funkciója, hogy a motor sebességét ellenőrizze, amikor annak sebessége meghaladja a növekményes sebességét, lehetővé téve a mechanikai energiát elektromos energiává alakítva a visszaforgalmazásra. A regeneráció alapvető követelménye, hogy a vissza EMF (Eb) meghaladjon az ellátó feszültséget. Ez a feltétel a motor áramkör irányának megváltoztatásához vezet, hatásosan áttérve a motor működési módját a hajtástól a generálásig.

A regeneratív fékezés DC párhuzamos motorokban

Normál működési körülmények között a DC párhuzamos motor armatúr áramát a következő egyenlet határozza meg:

A regeneratív fékezés dinamikája

Amikor egy daraboló, emelő vagy lift leszállít egy terhelést, a motor fordulatszáma meghaladhatja a növekményes sebességét. Ilyen esetben a motor vissza EMFe (EMF) meghaladja az ellátó feszültséget. Ekkor az armatúr áram (Ia) iránya megváltozik, effektíven a motort generátorként viselkedővé téve. Ez a konverzió lehetővé teszi, hogy a leszálló terhelésből származó kinetikus energiát felhasználva visszavezessék az elektromos ellátóba, optimalizálva az energiahasználatot és fékező hatást eredményezve.

A regeneratív fékezés DC soros motorokban

A DC soros motorok működése során egyedi elektromos jellemzőket mutatnak. Amint a motor sebessége növekszik, mind az armatúr áram, mind a mező-fluxus csökken. Más motoroknál, a DC soros motor vissza EMFe (Eb) általában nem tudja meghaladni az ellátó feszültséget normál körülmények között. Ugyanakkor a regeneráció továbbra is lehetséges, mivel a mező árama nem haladhatja meg az armatúr áramot.

Ez a fékező mechanizmus különösen fontos abban az alkalmazásban, ahol a DC soros motorok dominálnak, például a vonatok trakciórendszerében és az emelőgépekben. Például, amikor egy elektromos vasút leszáll egy lejtőn, a konstans sebesség fenntartása biztonságos és hatékony működés szempontjából fontos. Hasonlóképpen, az emelőmotorok esetében a regeneratív fékezés beavatkozik, amikor a sebesség veszélyes szintre éri, biztosítva a kontrollált működést.

A regeneratív fékezés egy gyakran elfogadott megközelítése a DC soros motorokban a motorok újraszerkesztése párhuzamos motorokké. Mivel a DC soros motor mező tekercsének ellenállása alacsony, egy soros ellenállás hozzáadásra kerül a mező köréhez. Ez a további ellenállás kulcsfontosságú szerepet játszik abban, hogy az áram biztonságos paraméterek között maradjon, lehetővé téve a motor hatékony működését az új konfigurációban, és segítve a mechanikai energia elektromos energiává alakítását a fékezés során.