Как и где рассеивается энергия в ведомом тяговом двигателе?

Когда полностью загруженный лифт движется вниз, его потенциальная энергия уменьшается и, я думаю, каким-то образом преобразуется тяговым двигателем лифта в тепло.

Как именно это происходит? Какие именно элементы двигателя или другие части делают преобразование и как?

Ответы (2)

Типичный трехфазный асинхронный двигатель имеет синхронную скорость и направление, при которых приложенное напряжение будет точно нейтрализовано противо-ЭДС, и может работать в нескольких режимах:

  1. Когда вал вращается точно с синхронной скоростью (и направлением) для подаваемого напряжения, как уже отмечалось, ток не будет течь.
  2. Когда вал вращается быстрее, чем синхронная скорость (но в том же направлении) для подаваемого напряжения, фаза напряжения и тока будет такой, что двигатель возвращает мощность обратно в источник питания.
  3. Когда вал вращается медленнее, чем синхронная скорость (но в том же направлении) для подаваемого напряжения, фаза напряжения и тока будет такой, что двигатель будет получать питание от источника питания. Заглохший двигатель - частный случай этого.
  4. Если вал вращается в направлении, противоположном фазам приложенного напряжения, двигатель преобразует всю подаваемую электрическую и механическую энергию в тепло, что называется «закупоркой». Двигатель, который заклинен, потребляет больше энергии и тока, но создает более высокий крутящий момент, чем просто заглохший. Подключение к розетке, как правило, плохо, так как оно не только тратит энергию впустую, но и подвергает задействованные системы очень высоким механическим и электрическим нагрузкам. Хотя заглушка иногда может быть полезна в сценарии аварийной остановки, в большинстве случаев лучше использовать механический тормоз.

Во-первых, у лифтов есть противовесы, поэтому при некоторой средней нагрузке нет изменения чистой потенциальной энергии в лифте, поднимающемся или опускающемся. Однако максимально загруженный лифт, вероятно, имеет больше потенциальной энергии, чем фиксированные противовесы, поэтому ваш вопрос остается в силе.

В любом случае трение в шкивах, потери в двигателе и т. д. — все это должно быть преодолено, прежде чем будет получен какой-либо чистый выигрыш. Я не знаю, типично ли это, когда лифт полностью загружен, или нет, но допустим, что это так.

На данный момент, по крайней мере, теоретически возможно запустить двигатель таким образом, чтобы он возвращал мощность (действовал как генератор) при регулировании скорости лифта. Делается ли это на самом деле, я не знаю. Несколько знакомых мне лифтовых систем этого не делают, но они старше. Если это будет сделано, я ожидаю, что в последнее время это будет более распространено там, где затраты на энергию выше, а расширенное управление двигателем более доступно.

Одна известная мне система работает на гидравлике. Это всего лишь 3-х этажное здание. В земле под лифтом есть отверстие, в которое входит поршень. Я знаю, что система имеет противовес, поэтому на поршень всегда приходится чистый вес. Чтобы подняться, электродвигатель приводит в действие насос, который поднимает поршень. Чтобы опуститься, он просто открывает клапан, чтобы гидравлическая жидкость в поршне снова попала в резервуар. В этом случае потенциальная энергия лифта немного нагревает гидравлическую жидкость, когда она проходит через клапан.

Вы действительно уверены в противовесе лифтов с гидравлическим приводом? Каждый лифт такого типа, который я видел, не был уравновешен.
@Axeman: Теперь, когда вы упомянули об этом, я не уверен. Я думал, что на стойке у стены поднимается и опускается железный груз, но, возможно, я помню другую установку. Вы правы, в гидравлических системах противовес не обязательно используется. В любом случае на поршень всегда оказывается положительное прижимное давление, независимо от того, уравновешен какой-либо груз или нет.
Возврат электроэнергии из лифта не осуществляется на коммерческой основе, поскольку энергия, которую вы получаете обратно из потенциальной энергии, очень мала (то есть даже при условии 100% идеального преобразования энергии). Имейте в виду, это не означает, что энергия не восстанавливается... это происходит в виде тепла. Если вашему зданию требуется тепло в зимнее время, эта потенциальная энергия возвращается в виде минутного уменьшения вашего счета за отопление (не так уж и неправдоподобно, мы на самом деле используем тепловую энергию от освещения и компьютеров при расчете потребности здания в отоплении...).