Métodos e esquemas de frenagem de motores elétricos
A frenagem do motor elétrico é usada se for necessário reduzir o tempo de funcionamento livre e fixar o mecanismo em uma posição específica. Existem vários tipos de parada forçada do dispositivo. É mecânico, elétrico e combinado. O dispositivo mecânico é uma polia de freio montada em um eixo com pastilhas. Após desconectar o dispositivo, as almofadas são pressionadas contra a polia. Devido ao atrito, a energia cinética é convertida em calor, isto é, existe um processo de travagem. Outros métodos e esquemas para frear um motor elétrico serão discutidos mais adiante neste artigo.
Métodos de frenagem elétrica para acionamentos elétricos
Para parar rapidamente o dispositivo ou fornecer uma velocidade constante de rotação, são utilizados métodos de parada elétrica. Dependendo do circuito de comutação, os modos de freio são divididos em:
- oposição;
- dinâmico;
- regenerativo.
Oposição
O modo de oposição é aplicado quando uma parada rápida é necessária. Representa uma mudança de polaridade no enrolamento da armadura de um motor DC ou alternar duas fases nos enrolamentos motor de indução.
Nesse caso, o rotor gira na direção oposta ao campo magnético do estator. A rotação do rotor diminui. Quando a velocidade de rotação é próxima de zero, um sinal é recebido do relé de controle de velocidade, desconectando o mecanismo da rede.
A figura abaixo mostra o circuito de oposição de um motor elétrico assíncrono.
Após a troca dos enrolamentos, ocorre um aumento da tensão efetiva e um aumento da corrente. Por sua limitação, em enrolamentos rotor ou estator estabelecer adicional resistores. Eles limitam as correntes nos enrolamentos no modo de frenagem.
Conduzir parada dinâmica
Este método é usado em máquinas assíncronas conectadas à energia CA. Consiste em desconectar os enrolamentos da rede de tensão CA e fornecer corrente direta ao enrolamento do estator.
A figura acima mostra um esquema de frenagem para um motor DC trifásico.
A tensão CC é fornecida usando um transformador de abaixamento para frenagem dinâmica. Subtensão CA para CC ponte de diodo e alimentado ao enrolamento do estator. Uma fonte DC adicional pode ser usada para frear o motor elétrico.
Nesse caso, o rotor pode ser fabricado na forma de uma "gaiola de esquilo" ou seu enrolamento é conectado a resistores adicionais.
A tensão constante cria um fluxo magnético estacionário.Quando o rotor gira nele Emf, ou seja, o motor elétrico entra no modo gerador. A força eletromotriz resultante é dissipada no enrolamento do rotor e nos resistores adicionais. Um momento de frenagem é criado. Quando o mecanismo para, a tensão constante é desligada pelo sinal do relé de velocidade.
Mecanismos onde um motor elétrico com auto-excitação é usado, uma parada dinâmica é realizada conectando capacitores. Eles estão conectados por um triângulo ou uma estrela.
O diagrama é mostrado na figura abaixo.
No litoral, a energia residual do campo magnético passa para a carga dos capacitores e, em seguida, alimenta o enrolamento do estator. O efeito de frenagem resultante interrompe o mecanismo. O banco de capacitores pode ser conectado continuamente ou no momento da desconexão da rede. Esse esquema é chamado de "frenagem do capacitor de um motor de indução".
Se for necessário parar rapidamente o motor, depois de desconectar da rede, provoque um curto-circuito nos contatos sem resfriar os resistores. Ao conectar os enrolamentos por curto-circuito, surgem grandes correntes neles. Para reduzir as correntes, os resistores limitadores de corrente são conectados aos enrolamentos.
A figura abaixo mostra um circuito com resistores limitadores de corrente.
Modos de frenagem de motores de corrente contínua
A frenagem dinâmica do motor CC é realizada após desconectá-lo da rede com o fechamento do enrolamento do rotor no reostato do freio. A energia elétrica liberada é dissipada no reostato.
A figura acima mostra o circuito de frenagem reostática de um motor CC.
Frenagem regenerativa de máquinas elétricas
A frenagem regenerativa do motor elétrico é caracterizada pela transferência do motor para o modo gerador. Nesse caso, a eletricidade gerada é devolvida à rede ou usada para recarregar a bateria.
Este modo é amplamente utilizado em locomotivas, trens, bondes e tróleis elétricos. No momento da frenagem, a eletricidade gerada retorna à rede elétrica.
O modo de frenagem regenerativa é usado para recarregar baterias em carros híbridos, carros elétricos, scooters elétricos, bicicletas elétricas.
Este modo é o mais econômico e possível sob a condição: se a velocidade do rotor exceder a velocidade ociosa. Esta condição é satisfeita quando o EMF do motor elétrico excede a tensão de alimentação. E a corrente da armadura e o fluxo magnético mudam de direção. A máquina elétrica entra em modo gerador, há um momento de frenagem.
A figura mostra o circuito de frenagem do motor de tração a) com excitação independente e resistência estabilizadora, b) com anti-excitação do patógeno.
Modo de regeneração em máquinas elétricas assíncronas
O modo de regeneração é usado não apenas em motores DC. Também pode ser usado em motores de indução.
Além disso, este modo é possível nos seguintes casos:
- Se você alterar a frequência da tensão de alimentação com conversor de frequência. O que é possível se o motor elétrico assíncrono for alimentado pelo dispositivo com a capacidade de controlar a frequência da rede de suprimento. O efeito de frenagem ocorre quando a frequência da tensão de alimentação diminui. Nesse caso, a transição para o modo gerador ocorre quando a velocidade do rotor se torna maior que a nominal (síncrona).
- Máquinas assíncronas, que estruturalmente têm a capacidade de alternar enrolamentos, para alterar a velocidade.
- Nos mecanismos de elevação onde a descida de potência é usada. Eles montaram um motor elétrico com um rotor de fase. Nesse caso, a velocidade é controlada alterando o valor do resistor conectado aos enrolamentos do rotor. O fluxo magnético começa a ultrapassar o campo do estator e o deslizamento se torna maior que 1.O motor elétrico entra em modo gerador, a eletricidade gerada é devolvida à rede, há um efeito de frenagem.
Modo combinado
Os modos de frenagem combinados são usados em máquinas elétricas, se você precisar parar e travar rapidamente o mecanismo. Para fazer isso, use uma unidade de frenagem mecânica em combinação com a frenagem elétrica. A combinação pode ser diferente. Pode ser um circuito elétrico com modos de oposição, dinâmico e regenerativo.
Por isso, examinamos os principais métodos e esquemas de frenagem de motores elétricos. Se você tiver dúvidas, pergunte-as nos comentários do artigo!
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