Elektrodynamická brzda

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Elektrodynamická vířivá brzda na převodovce z autobusu

Elektrodynamická brzda je zvláštní technické zařízení, které mění pohybovou energii na elektrickou energii. Připojený stroj je brzděn, čímž je snižována jeho rychlost. Takto vytvořená elektrická energie je buď mařena (např. v odpornících nebo kotoučích vířivé brzdy) nebo využita (např. rekuperována zpět do napájecí sítě).

Nejčastěji je využívána u kolových dopravních prostředků: lokomotiv, trolejbusů či tramvají. Může ale brzdit i dopravníkové pásy, výtahy či jiná zdvihací zařízení (zdvihadla). Významné je i její užití u měřících přístrojů pro testy motorů.

V principu může být elektrodynamickou brzdou každý elektrický generátor resp. dynamo či alternátor. Obvykle se ale jako specializovaná brzda nepoužívá. Jako elektrodynamická brzda může totiž sloužit i elektromotor či elektromagnet.

  • U stejnosměrného sériového motoru stačí přepólovat zapojení kotvy, nebo buzení a připojit spotřebič. Vznikne tak pozitivní zpětná vazba, motor se nabudí, spotřebič začne elektrickou energii odebírat a motor působí proti směru pohybu. Této možnosti se využívá především u historických vozů. V novějších strojích se používá častěji principu cize buzeného generátoru, kdy buzení a kotva nejsou zapojeny v jednom obvodu. Do buzení se dodává elektrická energie z napájecí troleje nebo elektrického generátoru a kotva je zdrojem elektrické energie, která se pak nevratně maří v odpornících, kde je přeměňována na ztrátové teplo. Další informace jsou uvedeny v článku o sériovém motoru.
  • Třífázový asynchronní motor začne vyrábět proud pokud úhlová rychlost točivého magnetického pole je menší než úhlová rychlost kotvy. Kotva se pak snaží přiblížit své otáčky točivému poli a opět působí proti pohybu. Takto vyrobená elektrická energie je pak buď nevratně mařena na ztrátové teplo v elektrických odpornících, nebo se zpětně zužitkovává (rekuperací) elektrické energie zpět do napájecí soustavy.
  • Elektrodynamická brzda odporová, tento typ elektrických brzd se používá u trakčních vozidel dopravních prostředků, poháněných stejnosněrnými elektromotory. Například u elektrických a dieselelektrických lokomotiv, tramvají, vozů metra a trolejbusů. Pokud je u daného dopravního prostředku využita odporová regulace výkonu, obvykle se k maření elektrického proudu využívají rozjezdové odporníky, což znamená, že při rozjezdu i při brzdění vozidla (t.j. při řízeném zrychlování či zpomalování vozidla) se energie nevratně maří na ztrátové teplo v tomtéž zařízení. Další informace jsou uvedeny v článku o sériovém motoru.


Vířivá brzda u ICE 3 v aktivní poloze
  • Dalším systémem jsou brzdy pracující na principu vířivých proudů. Taková brzda se skládá z kovového kotouče a elektromagnetů. Kotouč rotuje v magnetickém poli, tím v něm vznikají proudy, které v něm také zanikají a tím jej zahřívají. Brzdný účinek lze regulovat intenzitou magnetického pole, to znamená velikostí proudu v elektromagnetech. Kotouč může být vybaven žebry, která zlepší chlazení - zvětší jeho povrch a zajistí nucený oběh vzduchu. Tato brzda může mít také lineární podobu trámce s elektromagnety, který se pohybuje nízko nad hlavou kolejnice.

Elektrodynamická brzda má brzdnou sílu závislou přibližně na druhé mocnině rychlosti. Znamená to, že při malých rychlostech vozidla je její účinek prakticky nulový. Naopak při vysokých rychlostech je její účinek velmi vysoký. V praxi bývají elektrické brzdy kombinovány obvykle s brzdami mechanickými (jejíž brzdná síla je prakticky nezávislá na rychlosti). Elektrické brzdy mohou být doplněny regulací (u nejnovějších konstrukčních řešení se jedná o regulaci elektronickou).