Sekwencyjne tryby hamowania silnika ze wzbudzeniem

Silniki elektryczne prądu stałego o wzbudzeniu szeregowym w napędach elektrycznych pracują zarówno w trybie jazdy, jak i hamowania. W przeciwieństwie do silnika o wzbudzeniu równoległym, dla silników o wzbudzeniu szeregowym nie ma zastosowania tryb prądnicowy ze zwrotem energii do sieci, gdyż przejście do tego trybu, jak wynika z charakterystyki mechanicznej (rys. 1), wymagałoby niedopuszczalnie dużej prędkości obrotowej. Głównym, najłatwiejszym do wdrożenia, jest przeciwny tryb hamowania.

W napędach maszyn z potencjalnymi momentami statycznymi (np. wciągarki) przejście z trybu silnikowego na przeciwny odbywa się poprzez wprowadzenie dodatkowej rezystancji w obwodzie twornika (punkt A). Moment obrotowy silnika maleje, a pod działaniem momentu statycznego wytworzonego przez obciążenie silnik zacznie się obracać w kierunku przeciwnym do działania jego momentu. Ładunek zostanie opuszczony (punkt C).

Do hamowania maszyn elektrycznych z biernym (bez rezerwy energii potencjalnej) statycznym momentem obrotowym stosuje się przełączanie uzwojeń nawrotnych (odwrotnych). Wszystko, co zostało powiedziane powyżej w związku z przedstawieniem charakterystyki w tym i innych trybach silnika niezależnie wzbudzonego, odnosi się również do silnika wzbudzanego szeregowo.

Ryż. 1. Schematy połączeń i charakterystyki mechaniczne silnika prądu stałego ze wzbudzeniem szeregowym

Tryb hamowania elektrodynamicznego Silnik o wzbudzeniu szeregowym realizowany jest na dwa sposoby: samowzbudzenie i samowzbudzenie. Przy niezależnym wzbudzeniu uzwojenie pola jest podłączone do sieci przez rezystor ograniczający, a twornik odłączony od sieci jest podłączony do rezystora hamującego. W takim przypadku strumień magnetyczny będzie stały, a tryb pracy i charakterystyka mechaniczna silnika będą odpowiadały podobnemu hamowaniu elektrodynamicznemu silnika o wzbudzeniu równoległym.

Czasami w hamowaniu dynamicznym stosuje się samowzbudzenie, to znaczy twornik odłączony od sieci zamyka się na rezystancję hamowania, zmuszając silnik do pracy w trybie samowzbudnego generatora. W takim przypadku konieczne jest przełączenie końców uzwojenia twornika lub wzbudzenia, wówczas prąd w trybie generatora zwiększy strumień magnetyzmu szczątkowego, w przeciwnym razie samowzbudzenie nie nastąpi.

Na niskich obrotach silnik również nie ekscytuje. Począwszy od określonej wartości prędkości proces samowzbudzenia przebiega bardzo szybko, co powoduje gwałtowny wzrost momentu hamowania; w efekcie mechaniczna część napędu jest narażona na wstrząsy.

Zjawiska takie są zwykle niepożądane, dlatego w przypadku zatrzymania awaryjnego stosuje się samowzbudzenie. Tryb samowzbudzenia nie wymaga zasilania cewek z sieci.