Regenerativ bremse

Regenerativ bremse

Ved regenerativ bremse utnyttes den kinetiske energien fra den drevne maskineriet og føres tilbake til strømforsyningen. Denne bremsmekanismen trer i kraft når det drevne laste eller maskineriet tvinger motoren til å operere med en hastighet som overstiger dens tomgående hastighet samtidig som spenningen holdes konstant.

Innhold

• Anvendelser av regenerativ bremse

• Regenerativ bremse i DC-skjultmotorer

• Regenerativ bremse i DC-seriemotorer

Under forholdene for regenerativ bremse skjer en betydelig elektrisk omforming i motoren. Spesifikt overgår den bakoverelektromotivspenningen (Eb) av motoren strømforsyningspenningen (V). Dette snudd forhold mellom spenninger fører til at retningen av armaturestrømmen i motoren snur. Dermed går motoren over fra sin vanlige driftsmodus til å fungere som en generator, der den konverterer mekanisk energi fra den drevne lasten til elektrisk energi og leverer den tilbake til strømkilden.

Det er verdt å merke seg at regenerativ bremse ikke er begrenset til høyhastighetsforhold. Den kan også effektivt implementeres ved veldig lave hastigheter, gitt at motoren er konfigurert som en separat ansporet generator. Når motorhastigheten synker, økes dens ansporing på en kontrollert måte. Denne justeringen sikrer at de to sentrale ligningene som styrer systemets elektriske oppførsel blir oppfylt, noe som gjør det mulig å hente inn energi effektivt selv under lavhastighetsforhold.

Fortsettelse av regenerativ bremse

I prosessen med å øke ansporingen av motoren, blir ikke motoren magnetisk satt. Dette trekket tillater mer effektiv kontroll og drift under regenerativ bremseforhold.

Regenerativ bremse kan vellykket implementeres i skjultmotorer og separat anspored motorer. Imidlertid kan bremse kun oppnås i komponerte motorer under forhold av svakt seriekompensasjon. Dette viser betydningen av motordesign og -konfigurasjon for å bestemme gjennomførligheten og effektiviteten av regenerativ bremse.

Anvendelser av regenerativ bremse

Regenerativ bremse er spesielt velegnet for anvendelser hvor drivene ofte må bremse og senke hastigheten. Dens evne til å konvertere kinetisk energi tilbake til elektrisk energi gjør den høyeffektiv i slike dynamiske driftsområder.

En av de mest verdifulle anvendelsene er ved å opprettholde en konstant hastighet for en nedstigende last med høy potensiell energi. Ved å utnytte den genererte energien under nedstigningen, hjelper regenerativ bremse med å kontrollere lastens hastighet, sikre trygg og stabil drift, samt hente inn energi som ellers ville gått tapt.

Denne bremsmetoden brukes vidt i ulike industribrancher for å kontrollere hastigheten til motorer som driver forskjellige typer laster. Den spiller en avgjørende rolle i elektriske lokomotiver, der den bidrar til å styre togets hastighet under demping og nedkjøring, mens den samtidig leverer energi tilbake til strømnettet. I heiser, kraner og hissemekanismer gir regenerativ bremse nøyaktig hastighetskontroll og energibesparelser, noe som forbedrer systemenes totale effektivitet og ytelse.

Det er viktig å merke seg at regenerativ bremse ikke er ment for å bringe motoren til full stopp. I stedet er dens primære funksjon å regulere motorhastigheten når den opererer over sin tomgående hastighet, og å muliggjøre konvertering av mekanisk energi til elektrisk energi for gjenbruk. Det grunnleggende kravet for regenerering er at den bakoverelektromotivspenningen (Eb) må overstige strømforsyningspenningen. Dette forholdet fører til at armaturestrømmen snur, effektivt skifter motorens driftsmodus fra motoring til generering.

Regenerativ bremse i DC-skjultmotorer

Under normale driftsforhold er armaturestrømmen i en DC-skjultmotor bestemt av følgende ligning:

Dynamikk i regenerativ bremse

Når en kran, hissemekanisme eller lift senker en last, kan motorhastigheten overstige dens tomgående hastighet. I dette scenariet overstiger den bakoverelektromotivspenningen (EMF) av motoren strømforsyningspenningen. Som et resultat snur armaturestrømmen (Ia) retning, effektivt omdanner motoren til en generator. Denne konvertering lar den kinetiske energien fra den nedstigende lasten hentes inn og føres tilbake til elektrisk strømforsyning, optimaliserer energibruk og gir en bremsende effekt.

Regenerativ bremse i DC-seriemotorer

DC-seriemotorer viser unike elektriske egenskaper under drift. Når motorhastigheten øker, minsker både armaturestrømmen og feltflaksen. I motsetning til noen andre motortyper, kan den bakoverelektromotivspenningen (Eb) i en DC-seriemotor typisk ikke overstige strømforsyningspenningen under normale forhold. Likevel er regenerering fortsatt mulig fordi feltstrømmen ikke kan overstige armaturestrømmen.

Denne bremsmekanismen er spesielt viktig i anvendelser der DC-seriemotorer er hovedsakelig benyttet, som i traktsystemer for tog og i heisheiser. For eksempel, når en elektrisk lokomotiv kjører nedover en helning, er det essensielt å opprettholde en konstant hastighet for sikkerhet og effektivitet. Tilsvarende, i hissemekanismer, griper regenerativ bremse inn for å begrense hastigheten når den når potensielt farlige nivåer, og sikrer kontrollert drift.

En bredt anvendt metode for å implementere regenerativ bremse i DC-seriemotorer involverer omdanning av dem til å fungere som skjultmotorer. Ettersom feltvindingen i en DC-seriemotor har lav motstand, inkluderes en serie motstand i feltkretsen. Denne ekstra motstanden spiller en viktig rolle i å holde strømmen innen sikre parametre, gjør det mulig for motoren å fungere effektivt i sin nye konfigurasjon, og fremmer konvertering av mekanisk energi til elektrisk energi under bremsprosessen.