Termenul de franare
provine de la frana. Noi stim ca de frana este un echipament pentru a reduce
viteza oricarui echipament in deplasare sau a oricarui echipament rotativ, cum
ar fi vehicule, locomotive, etc. Procesul de aplicare a franelor pot fi
denumite drept franare. Acum, ajungem la termenul sau intrebarea ce este franarea.
In primul rand, putem clasifica termenul de franarea in doua parti 1) franare
mecanica si 2) franarea electrica. Franarea mecanica nu va fi discutata aici,
deoarece, fiind vorba despre
motoare electrice, trebuie sa ne concentram doar asupra franarii electrice.
La franarea mecanica viteza masinii este redusa doar printr-un procedeu
mecanic, dar franarea electrica este mult mai interesanta decat atat, deoarece intregul
proces este dependent de flux si directiile cuplului.
Vom vedea in
continuare prin intermediul diferitelor tipuri de franare, dar ideea principala
din spatele fiecarui tip de franare este inversarea directiei fluxului. Asa ca,
putem intelege ca, atunci cand se pune intrebarea ce este franarea? Putem spune
ca acesta este procesul de reducere a vitezei a oricarui mecanism rotativ.
Aplicarea sistemului de franare este vazuta in aproape orice domeniu posibil,
fie in interiorul motorului folosit in fabrici, zone industriale, fie ca este
vorba despre locomotive sau vehicule. Peste tot utilizarea franelor mecanice si
electrice este inevitabila.
Tipuri de sisteme
de franare
Franele sunt
utilizate pentru a reduce sau a inceta viteza motoarelor. Noi stim ca exista
mai multe tipuri de motoare disponibile (motoare electrice de curent continuu,
motoare electrice asincrone, motoare electrice sincrone, motoare cu o singura
faza, etc.), iar specialitatea si proprietatile acestor motoare sunt diferite
unele de altele, prin urmare, aceste metode de franare, de asemenea, difera una
de cealalta. Dar putem imparti franarea in trei parti, in principal, care sunt
aplicabile pentru aproape orice tip de motoare.
1. Franarea
regenerative.
2. Franarea de tip
colmatare.
3. Franarea dinamica.
Franarea regenerativa
Franarea
regenerativa are loc atunci cand turatia motorului depaseste viteza sincrona.
Aceasta metoda de franare se numeste franare de regenerare, deoarece aici motorul
functioneaza ca generator si aprovizionarea in sine este data de puterea de
sarcina. Principalele criterii pentru franarea de regenerare este faptul ca
rotorul trebuie sa se roteasca la o viteza mai mare decat viteza de sincron,
numai atunci motorul va actiona ca un generator si directia fluxului de curent
prin circuit si directia de cuplu se inverseaza si franarea are loc. Singurul
dezavantaj al acestui tip de franare este ca motorul trebuie sa ruleze la viteza
super-sincron, ceea ce poate deteriora motorul mecanic si electric, dar franarea
de regenerare se poate face la o viteza sub cea sincrona daca sursa de frecventa
variabila este disponibila.
Franarea de tip
colmatare
Un alt tip de franare
este franarea de tip colmatare. In aceasta metoda bornele de alimentare sunt
inversate, ca urmare, cuplul generatorului se inverseaza, de asemenea, rezistand
rotatiei normale a motorului si, ca urmare scade viteza. In timpul colmatarii o
rezistenta externa este, de asemenea, introdusa in circuit pentru a limita
curentul care curge. Principalul dezavantaj al acestei metode este ca aici
puterea este irosita.
Franare dinamica
O alta metoda de a
inversa directia de cuplu si de franare a motorului este franarea dinamica. In
aceasta metoda de franare motorul, care se afla la o stare de functionare este
deconectat de la sursa si conectat intr-o rezistenta. Atunci cand motorul este
decuplat de la sursa, rotorul continua sa se roteasca datorita inertiei si functioneaza
ca un generator cu excitatie proprie. Atunci cand motorul functioneaza ca un
generator fluxul de curent si de cuplu se inverseaza. In timpul franarii,
pentru a mentine starea de echilibru a cuplului, rezistentele sunt taiate una cate
una.
Tipuri de franare la
un motor de curent continuu
In continuare, vom
discuta despre diferitele tehnici folosite pentru a opri un motor de curent
continuu sau pentru a-l aduca la odihna, atunci cand ii intrerupem alimentarea.
Tineti in minte ca metoda de franare preferata pentru a opri un motor de curent
continuu este franarea electrica si nu franarea mecanica. Cu alte cuvinte,
motorul este oprit de tensiune si actiunea curentului in circuit, mai degraba
decat prin franele de frecare mecanica pe rotor. In principiu, exista trei
tipuri de franare electrica utilizate intr-un motor de curent continuu, si
acestea sunt cele trei tipuri discutate anterior:
1. Franare
regenerativa
2. Franare dinamica
3. Colmatarea
Caracteristicile
franarii regenerative
Este o forma de franare
in care energia cinetica a motorului este returnata la sistemul de alimentare
cu energie. Acest tip de franare este posibila atunci cand sarcina actionata
forteaza motorul sa functioneze la o viteza mai mare decat viteza de mers in
gol cu o excitatie constanta.
Franarea dinamica
Este, de asemenea,
cunoscuta sub numele de franare reostatica. In acest tip de franare, motorul de
curent continuu este deconectat de la sursa si un rezistor de franare Rb este
conectat imediat peste armatura. Motorul va functiona acum ca un generator, si
produce cuplul de franare. In timpul franarii electrice atunci cand motorul
functioneaza ca un generator, energia cinetica stocata in partile rotative ale
motorului si o sarcina conectata este transformata in energie electrica. Aceasta
este disipata sub forma de caldura in rezistenta la franare Rb si rezistenta
circuitului pentru armaturi Ra. Franare dinamica este o metoda ineficienta de
franare intrucat toata energia generata este disipata sub forma de caldura in
rezistente.
Colmatarea
Este, de asemenea,
cunoscuta sub numele de franare de curent invers. Terminalele armaturii sau
polaritatea de alimentare a unui motor de curent cu excitatie separata cu motor
de curent continuu cu derivatie sunt inversate atunci cand ruleaza. Prin
urmare, tensiunea de alimentare V si tensiunea indusa Eb, adica forta
electro-mecanica inversa, actioneaza in aceeasi directie. Tensiunea eficienta
peste armatura va fi V + Eb, care este aproape de doua ori tensiunea de
alimentare. Astfel, curentul pentru armaturi este inversat si se produce un
cuplu ridicat de franare. Colmatarea este o metoda foarte ineficienta a franarii,
deoarece, in plus fata de energia furnizata de sarcina, energia furnizata de
sursa este irosita in rezistente. Aceasta metoda folosita in lifturi, presa de
imprimare, etc.