재생 제동

재생 브레이킹

재생 브레이킹에서는 구동 기계의 운동 에너지가 포착되어 전력 공급 메인으로 되돌려집니다. 이 브레이킹 메커니즘은 구동 부하나 기계가 모터를 무부하 속도보다 높은 속도로 작동하도록 강제하면서 일정한 흥분을 유지할 때 작동합니다.

목차

• 재생 브레이킹의 응용

• 직류 병렬 모터에서의 재생 브레이킹

• 직류 직렬 모터에서의 재생 브레이킹

재생 브레이킹 조건 하에서는 모터 내에서 중요한 전기 변환이 발생합니다. 구체적으로, 모터의 역전기력 Eb가 공급 전압 V를 초과합니다. 이러한 전압 관계의 역전은 모터 암처 전류의 방향을 바꿉니다. 결과적으로, 모터는 일반적인 작동 모드에서 발전기로 작동하는 모드로 전환하여 구동 부하로부터의 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하고 이를 전원에 다시 공급합니다.

특히, 재생 브레이킹은 고속 시나리오에만 제한되지 않습니다. 매우 낮은 속도에서도 효과적으로 구현될 수 있으며, 모터가 분리 흥분 발전기로 구성되어 있는 경우입니다. 모터 속도가 감소함에 따라 그 흥분 수준은 제어된 방식으로 증가됩니다. 이러한 조정은 시스템의 전기적 행동을 규칙하는 두 가지 중요한 방정식이 만족되도록 하여, 저속 조건에서도 효율적인 에너지 회수를 가능하게 합니다.

재생 브레이킹 계속

모터의 흥분을 증가시키는 과정에서, 자포화 상태에 도달하지 않습니다. 이러한 특성은 재생 브레이킹 시나리오에서 더 효과적인 제어와 작동을 가능하게 합니다.

재생 브레이킹은 병렬 및 분리 흥분 모터에서 성공적으로 구현될 수 있습니다. 그러나 복합 모터의 경우, 약한 직렬 복합 조건 하에서만 브레이킹이 가능합니다. 이러한 제한은 모터 설계 및 구성이 재생 브레이킹의 실현 가능성과 효과성에 중요함을 강조합니다.

재생 브레이킹의 응용

재생 브레이킹은 구동이 자주 브레이크되고 느려져야 하는 응용 분야에 특히 적합합니다. 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 능력 덕분에 이러한 동적인 운영 환경에서 매우 효율적입니다.

그 중 가장 가치 있는 응용 중 하나는 높은 잠재 에너지를 가진 하강 부하의 일정한 속도를 유지하는 것입니다. 하강 중에 생성되는 에너지를 활용함으로써, 재생 브레이킹은 부하의 속도를 제어하여 안전하고 안정적인 작동을 보장하며, 그렇지 않으면 낭비될 에너지를 회수합니다.

이 브레이킹 방법은 다양한 산업에서 다양한 종류의 부하를 구동하는 모터의 속도를 제어하는 데 널리 사용됩니다. 전기 기관차에서 이는 감속 및 하산 중 기관차의 속도를 관리하면서 동시에 에너지를 전력망으로 되돌려주는 데 중요한 역할을 합니다. 엘리베이터, 크레인, 호이스트에서 재생 브레이킹은 정밀한 속도 제어와 에너지 절약을 가능하게 하여 이러한 시스템의 전체 효율성과 성능을 향상시킵니다.

재생 브레이킹은 모터를 완전히 멈추는 데 의도된 것이 아닙니다. 대신, 주요 기능은 모터가 무부하 속도보다 높은 속도로 작동할 때 속도를 조절하는 것이며, 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 재사용하는 것을 촉진합니다. 재생의 기본 요구 사항은 역전기력 (Eb)이 공급 전압을 초과해야 한다는 것입니다. 이러한 조건은 암처 전류가 역방향으로 바뀌게 하여, 모터의 작동 모드가 모터링에서 발전으로 효과적으로 전환됩니다.

직류 병렬 모터에서의 재생 브레이킹

일반적인 작동 조건 하에서는 직류 병렬 모터의 암처 전류는 다음 방정식에 의해 결정됩니다:

재생 브레이킹 역학

크레인, 호이스트, 리프트가 부하를 하강시키는 경우, 모터의 회전 속도가 무부하 속도를 초과할 수 있습니다. 이러한 상황에서, 모터의 역전기력 (EMF)이 공급 전압을 초과합니다. 그 결과, 암처 전류 Ia의 방향이 역전되며, 모터는 발전기로 변환됩니다. 이 변환은 하강 부하로부터의 운동 에너지를 포착하여 전기 공급으로 되돌려 보내 에너지 사용을 최적화하고 브레이킹 효과를 제공합니다.

직류 직렬 모터에서의 재생 브레이킹

직류 직렬 모터는 작동 중 고유한 전기적 특성을 나타냅니다. 모터 속도가 증가함에 따라 암처 전류와 필드 플럭스가 감소합니다. 다른 일부 모터 유형과 달리, 직류 직렬 모터의 역전기력 Eb는 일반적으로 정상적인 상황에서 공급 전압을 초과하지 않습니다. 그러나, 필드 전류가 암처 전류를 초과할 수 없기 때문에 재생은 여전히 가능합니다.

이 브레이킹 메커니즘은 기관차와 엘리베이터 호이스트 등 직류 직렬 모터가 주로 사용되는 응용 분야에서 특히 중요합니다. 예를 들어, 전기 기관차가 경사를 내려갈 때, 안전과 효율성을 위해 일정한 속도를 유지하는 것이 필수적입니다. 마찬가지로, 호이스트 구동에서는 속도가 잠재적으로 위험한 수준에 도달할 때 재생 브레이킹이 작동하여 제어된 작동을 보장합니다.

직류 직렬 모터에서 재생 브레이킹을 구현하기 위한 널리 채택된 접근법 중 하나는 이를 병렬 모터로 재구성하는 것입니다. 직류 직렬 모터의 필드 권선이 저저항을 가지므로, 필드 회로에 직렬 저항을 통합합니다. 이 추가 저항은 전류를 안전한 범위 내로 유지하는 데 중요한 역할을 하여, 모터가 새로운 구성에서 효과적으로 작동하고 브레이킹 과정에서 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있도록 합니다.