Kondenzátorové brzdenie asynchrónnych motorov

Kondenzátorové brzdenie elektromotorov

Kondenzátorové brzdenie asynchrónnych motorov s nízkym výkonom a kombinované spôsoby brzdenia s jeho využitím sa v posledných rokoch široko používajú. Čo sa týka rýchlosti brzdenia, skrátenia brzdnej dráhy a zlepšenia presnosti, kondenzátorové brzdenie často poskytuje lepšie výsledky ako iné spôsoby brzdenia elektromotorov.

Brzdenie kondenzátora je založené na využití fenoménu samobudenia asynchrónneho stroja alebo presnejšie kapacitného budenia asynchrónneho stroja, pretože jalovú energiu potrebnú na vybudenie režimu generátora dodávajú kondenzátory pripojené k vinutiu statora. V tomto režime stroj pracuje so záporom vzhľadom na rotačné magnetické pole vytvorené voľnými prúdmi excitovanými vo vinutí statora, kĺzaním a vytváraním brzdného momentu na hriadeli. Na rozdiel od dynamických a obnovovacích nevyžaduje spotrebu vzrušujúcej energie zo siete.

Kondenzátorové brzdové obvody pre elektromotory

Kondenzátorové brzdenie asynchrónnych motorov

Na obrázku je znázornený obvod na zapnutie motora počas vypínania kondenzátora. Kondenzátory sú zahrnuté paralelne s vinutím statora, zvyčajne zapojené do trojuholníka.

Keď je motor odpojený od siete vybíjacie prúdy kondenzátora ja tvorím magnetické polenízka uhlová rýchlosť otáčania. Stroj prejde do režimu regeneratívneho brzdenia, rýchlosť otáčania sa zníži na hodnotu zodpovedajúcu rýchlosti otáčania excitovaného poľa. Počas vybíjania kondenzátorov vzniká veľký brzdný moment, ktorý klesá so znižovaním rýchlosti otáčania.

Na začiatku brzdenia sa kinetická energia uložená rotorom rýchlo absorbuje s krátkou brzdnou dráhou. Zastavenie je prudké, nárazové momenty dosahujú 7 Mnom. Špičková hodnota brzdného prúdu pri najvyšších hodnotách kapacity nepresahuje štartovací prúd.

So zvyšovaním kapacity kondenzátorov sa zvyšuje brzdný moment a brzdenie pokračuje na nižšiu rýchlosť. Štúdie ukazujú, že optimálna hodnota kapacity je v rozmedzí 4-6 spánku. Zastavenie kondenzátora sa zastaví pri rýchlosti 30 - 40% menovitej rýchlosti, keď sa rýchlosť rotora rovná frekvencii otáčania statorového poľa z voľných prúdov vznikajúcich v statore. V tomto prípade sa viac ako 3/4 kinetickej energie uloženej pohonom absorbuje v procese brzdenia.

Na úplné zastavenie motora podľa schémy na obrázku 1, a, je potrebné mať moment odporu hriadeľa. Opísaná schéma sa priaznivo porovnáva s absenciou spínacích zariadení, jednoduchou údržbou, spoľahlivosťou a účinnosťou.

Keď sú kondenzátory pevne zapojené paralelne s motorom, možno použiť len také typy kondenzátorov, ktoré sú určené na nepretržitú prevádzku v striedavom obvode.

Ak sa odstavenie vykonáva podľa schémy na obrázku 1 s pripojením kondenzátorov po odpojení motora od siete, je možné použiť lacnejšie a menšie kovové papierové kondenzátory typu MBGP a MBGO, určené pre prevádzku v schémach konštantného a pulzujúceho prúdu, ako aj suché polárne elektrolytické kondenzátory (CE, KEG atď.).

Kondenzátorové brzdenie s kondenzátormi voľne zapojenými podľa obvodu do trojuholníka sa odporúča použiť na rýchle a presné brzdenie elektrických pohonov, na hriadeli ktorých pôsobí zaťažovací moment minimálne 25% menovitého krútiaceho momentu motora.

Pri brzdení kondenzátora možno použiť aj zjednodušenú schému: spínanie jednofázového kondenzátora (obr. 1.6). Na získanie rovnakého brzdného účinku ako pri trojfázovém spínaní kondenzátora je potrebné, aby kapacita kondenzátora v jednofázovom obvode bola 2,1-krát väčšia ako kapacita v každej fáze v obvode na obr. 1, a. V tomto prípade je však kapacita v jednofázovom obvode iba 70% celkovej kapacity kondenzátorov, keď sú zapojené v troch fázach.

Energetické straty v motore pri brzdení kondenzátorom sú v porovnaní s inými typmi brzdenia najmenšie, preto sa odporúčajú pre elektrické pohony s veľkým počtom štartov.

Pri výbere zariadenia je potrebné mať na pamäti, že stýkače v obvode statora musia byť dimenzované na prúd pretekajúci cez kondenzátory.Aby sa prekonala nevýhoda kondenzátorového brzdenia - zastavenie činnosti až do úplného zastavenia motora - používa sa v kombinácii s dynamickým magnetickým brzdením.

Dynamické kondenzátorové brzdové obvody

Obvody kondenzátorovo-dynamického brzdenia magnetickým brzdením.

Dva základné obvody DCB sú znázornené na obrázku 2.

V obvode sa do statora privádza jednosmerný prúd po zastavení brzdenia kondenzátora. Táto reťaz sa odporúča na presné brzdenie pohonu. Napájanie jednosmerným prúdom sa musí vykonávať v závislosti od dráhy stroja. Pri zníženej rýchlosti je výrazný dynamický brzdný moment, ktorý zabezpečuje rýchle definitívne zastavenie motora.

Účinnosť tohto dvojstupňového brzdenia je možné vidieť z nasledujúceho príkladu.

Pri dynamickom brzdení motora AL41-4 (1,7 kW, 1440 ot./min.) s vonkajším momentom zotrvačnosti hriadeľa, ktorý je 22 % momentu zotrvačnosti rotora, je doba brzdenia 0,6 s a brzdenie vzdialenosť je 11,5 otáčky hriadeľa.

Pri kombinácii brzdenia kondenzátorom a dynamického brzdenia sa brzdný čas a dráha skrátia na 0,16 s a 1,6 otáčky hriadeľa (predpokladá sa kapacita kondenzátorov 3,9 spánku).

V diagrame na obr. 2b, režimy sa prekrývajú s jednosmerným napájaním až do konca procesu vypínania kondenzátora. Druhý stupeň je riadený napäťovým relé PH.

Kondenzátorovo-dynamické brzdenie podľa schémy na obr. 2.6 umožňuje skrátiť čas a brzdnú dráhu 4 — 5 krát v porovnaní s dynamickým brzdením s kondenzátorom podľa schémy na obr. 1, a.Odchýlky času a dráhy od ich priemerných hodnôt v sekvenčnom pôsobení kondenzátora a režimoch dynamického brzdenia sú 2-3 krát menšie ako v obvode s prekrývajúcimi sa režimami.