Найбільш широкого розповсюдження набули електрогальмівні установки, особливо в ремонтних майстернях сільськогосподарського виробництва через цілий ряд переваг. Поряд із зручністю керування, відсутністю витрати води та малою витратою електроенергії електрогальмівні установки використовуються як пускові пристрої для запуску випробовуваних двигунів.
Розрізняють електрогальма постійного та змінного струму. В сільськогосподарському виробництві розповсюдження набули останні. Це асинхронний двигун з фазним ротором, в коло якого увімкнуто опір керування у вигляді рідинного реостата. Перевага останнього в плавності регулювання.
Асинхронний двигун може працювати в двох режимах: двигуна та генератора.
Електрогальмо в режимі двигуна приводить в рух колінчастий вал досліджуваного двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) і може здійснювати його холодну обкатку, споживаючи електроенергію з електромережі.
Електрогальмо в режимі генератора здійснює гальмування ДВЗ як при гарячій обкатці, так і при його випробовуванні. Електрогальмо, поглинаючи механічну енергію, електричну віддає в мережу.
На рис. 3 показана схема електрогальмівноі установки. До її основних частин належать: електрогальмо з пультом керування, рідинний реостат, пристрій для вимірювання витрати палива та паливний бак, плита, на якій на кронштейнах кріпиться випробовуваний двигун.
Рис. 3. Електрична схема гальмівного стенда:
В – вмикач; МП – магнітний пускач; Л – сигнальні лампи; БМ – балансирна машина – синхронний електродвигун з фазним ротором; ДВЗ – досліджуваний двигун внутрішнього згоряння; ВР – водяний реостат; ЦН – циркуляційний насос системи охолодження водяного реостата
Корпус двигуна (статор) встановлено на підшипниках, змонтованих в стояках плити. Якір обертається в підшипниках, встановлених в кришках статора. Такий монтаж двигуна дає можливість статору коливатись відносно осі, яка збігається з віссю обертання якоря.
Завдяки взаємодії магнітних полів статора та ротора виникає реактивний момент, прикладений до корпуса двигуна. Цей момент дорівнює моменту, прикладеному до вала ротора, а отже, моменту, який розвиває двигун.
Режим роботи гальмівного пристрою впливає на напрямок реактивного моменту. При роботі гальма в режимі генератора реактивний момент спрямований в бік обертання вала гальма внаслідок підсилення магнітного поля статора магнітним полем ротора.
При роботі гальмівної установки в режимі двигуна реактивний момент спрямований в бік, протилежний обертанню вала гальма внаслідок відштовхування магнітних полів.
Зусилля гальмування або прокручування вимірюється ваговим пристроєм.
Зміна крутного моменту гальма в режимах двигуна або генератора здійснюється за допомогою рідинного реостата, який являє собою бак, заповнений 1–3 – процентним розчином кальцинованої соди у воді. Всередині бака на валу закріплено три електродні пластини (ножі), ізольовані одна від одної. Кожна пластина з’єднана з відповідною фазою ротора електрогальма. Зміна положення пластини в рідині змінює опір в обмотках ротора. Зміна опору впливає на частоту обертання електрогальма, коли воно працює в режимі двигуна, або на навантаження – в режимі генератора.
Для перемішування розчину в баці реостата передбачений циркуляційний насос, який забезпечує інтенсивне перемішування при нагріванні верхнього шару рідини, завдяки чому забезпечується стабільність роботи вагового механізму.
Характеристика гальма
Характеристика гальма показує залежність гальмової потужності або крутного моменту від частоти обертання гальма. Гальмівна характеристика дає уявлення про поглинання гальмової потужності в межах швидкісного режиму.
Зовнішня характеристика електричного гальма наведена на рис. 4.
При максимальному збудженні гальма гальмова потужність змінюється по лінії 0–1, яка має математичну залежність N = a×n2, з безперервною зміною крутного моменту. В точці 1 потужність та крутний момент обмежуються температурою нагрівання обмотки. Збільшення частоти обертання гальма без зміни потужності обмежується величиною відцентрових сил, які здатні викликати випинання обмоток. Лінія 2–3 є межею характеристики гальма. Зміна потужності по лінії 0–3 відбувається при відсутності збудження в обмотці гальма.
Рис. 4. Зовнішня характеристика електричного гальма
Площа, обмежена зовнішньою характеристикою гальма, називається робочим полем характеристики.
Основною умовою надійності гальмування двигуна гальмами різного типу є розташування зовнішньої швидкісної характеристики двигуна всередині робочого поля характеристики гальма.
