Režimy brzdenia asynchrónnych motorov

Indukčný motor môže pracovať v nasledujúcich brzdných režimoch: rekuperačné brzdenie, opačné a dynamické brzdenie.

Regeneračné brzdenie indukčného motora

Rekuperačné brzdenie nastáva pri prekročení rýchlosti rotora indukčného motora synchrónne.

Režim rekuperačného brzdenia sa prakticky používa pri motoroch s prepínaním pólov a v pohonoch zdvíhacích strojov (zdvíhadlá, rýpadlá a pod.).

Pri prepnutí do režimu generátora sa vplyvom zmeny znamienka krútiaceho momentu zmení znamienko aktívnej zložky prúdu rotora. Potom asynchrónny motor dáva činný výkon (energiu) sieti a odoberá zo siete jalový výkon (energiu) potrebnú na budenie. Tento režim nastáva napríklad pri zastavení (prechode) dvojrýchlostného motora z vysokej na nízku rýchlosť, ako je znázornené na obr. 1a.

Ryža. 1. Zastavenie asynchrónneho motora v hlavnom komutačnom obvode: a) s obnovením energie v sieti; b) opozícia

Predpokladajme, že v počiatočnej polohe motor pracoval na charakteristike 1 a v bode a, pričom sa otáčal rýchlosťou ωset1... So zvyšujúcim sa počtom pólových párov sa motor presunie na charakteristiku 2, ktorej úsek bs zodpovedá brzdeniu s rekuperáciou energie. v sieti.

Rovnaký typ zavesenia môže byť implementovaný v systéme frekvenčný menič — motor pri zastavení indukčného motora alebo pri zmene z charakteristiky na charakteristiku. Na tento účel sa zníži frekvencia výstupného napätia, a tým aj synchrónna rýchlosť ωо = 2πf / p.

V dôsledku mechanickej zotrvačnosti sa aktuálna rýchlosť motora ω bude meniť pomalšie ako synchrónna rýchlosť ωo a bude neustále prekračovať rýchlosť magnetického poľa. Preto existuje režim vypnutia s návratom energie do siete.

Je možné použiť aj regeneračné brzdenie elektrický pohon zdvíhacích strojov pri spúšťaní bremien. Za týmto účelom sa motor zapne v smere spúšťania bremena (charakteristika 2, obr. 1 b).

Po ukončení odstávky bude pracovať v bode s rýchlosťou -ωset2... V tomto prípade sa proces znižovania záťaže uskutočňuje s uvoľnením energie v sieti.

Rekuperačné brzdenie je najhospodárnejší typ brzdenia.

Zastavenie asynchrónneho elektromotora opozíciou

Prevod indukčného motora do opačného režimu brzdenia je možné vykonať dvoma spôsobmi. Jedna z nich súvisí so zmenou striedania dvoch fáz napätia napájajúceho elektromotor.

Predpokladajme, že motor pracuje podľa charakteristiky 1 (obr. 1 b) s fázami striedavého napätia ABC.Potom pri prepnutí dvoch fáz (napr. B a C) prejde na charakteristiku 2, ktorej úsek ab zodpovedá opačnému dorazu.

Pozor na to, že s opozíciou sklz asynchrónneho motora sa pohybuje od S = 2 do S = 1.

Rotor sa zároveň otáča proti smeru pohybu poľa a neustále spomaľuje. Keď otáčky klesnú na nulu, motor musí byť odpojený od siete, inak môže prejsť do režimu motora a jeho rotor sa bude otáčať v opačnom smere ako predchádzajúci.

Pri brzdení protispínaním môžu byť prúdy vo vinutí motora 7-8 krát vyššie ako zodpovedajúce menovité prúdy.Účiník motora výrazne klesá. V tomto prípade nie je potrebné hovoriť o účinnosti, pretože mechanická energia premenená na elektrinu aj energia spotrebovaná sieťou sa rozptýli v aktívnom odpore rotora a v tomto prípade neexistuje žiadna užitočná energia.

Motory vo veveričke sú krátkodobo preťažené prúdom. Je pravda, že pri (S> 1) v dôsledku javu prúdového posunu sa aktívny odpor rotora výrazne zvyšuje. To má za následok zníženie a zvýšenie krútiaceho momentu.

Na zvýšenie brzdnej účinnosti motorov s navinutým rotorom sa do obvodu ich rotorov zavádzajú dodatočné odpory, čo umožňuje obmedziť prúdy vo vinutiach a zvýšiť krútiaci moment.

Iný spôsob spätného brzdenia možno využiť pri aktívnom charaktere krútiaceho momentu bremena, ktorý vzniká napríklad na hriadeli motora zdvíhacieho mechanizmu.

Predpokladajme, že je potrebné znížiť zaťaženie zabezpečením jeho zastavenia pomocou indukčného motora. Na tento účel sa motor zahrnutím prídavného odporu (odpor) do obvodu rotora prenesie na umelú charakteristiku (priama čiara 3 na obr. 1).

Vzhľadom na moment prekročenia záťaže p štartovací moment Mp motora a jeho aktívna povaha, záťaž môže byť znižovaná konštantnou rýchlosťou -ωset2… V tomto režime sa posuvný doraz indukčného motora môže meniť od S = 1 do S = 2.

Dynamické brzdenie indukčného motora

Na dynamické zastavenie vinutia statora sa motor odpojí od siete AC a pripojí sa k zdroju jednosmerného prúdu, ako je znázornené na obr. 2. V tomto prípade môže byť vinutie rotora skratované, alebo sú v jeho obvode zahrnuté dodatočné odpory s odporom R2d.

Ryža. 2. Schéma dynamického brzdenia asynchrónneho motora (a) a obvod na zapnutie vinutia statora (b)

Konštantný prúd Ip, ktorého hodnotu je možné riadiť odporom 2, preteká vinutiami statora a vytvára voči statoru stacionárne magnetické pole. Keď sa rotor otáča, indukuje sa v ňom EMF, ktorého frekvencia je úmerná rýchlosti. Toto EMF zase spôsobuje, že v uzavretej slučke vinutia rotora sa objaví prúd, ktorý vytvára magnetický tok, ktorý je tiež stacionárny vzhľadom na stator.

Interakcia prúdu rotora s výsledným magnetickým poľom indukčného motora vytvára brzdný moment, vďaka ktorému sa dosiahne brzdný účinok.V tomto prípade motor pracuje v generátorovom režime nezávisle od siete striedavého prúdu, pričom premieňa kinetickú energiu pohyblivých častí elektrického pohonu a pracovného stroja na elektrickú energiu, ktorá sa vo forme tepla odvádza v obvode rotora.

Obrázok 2b znázorňuje najbežnejšiu schému zapínania vinutí statora pri dynamickom brzdení. Systém budenia motora je v tomto režime asymetrický.

Aby bolo možné analyzovať činnosť indukčného motora v režime dynamického brzdenia, asymetrický budiaci systém je nahradený symetrickým. Na tento účel sa predpokladá, že stator nie je napájaný jednosmerným prúdom Ip, ale nejakým ekvivalentným trojfázovým striedavým prúdom, ktorý vytvára rovnakú MDF (magnetomotorickú silu) ako jednosmerný prúd.

Elektromechanické a mechanické charakteristiky sú znázornené na obr. 3.

Ryža. 3. Elektromechanické a mechanické charakteristiky asynchrónneho motora

Charakteristika sa nachádza na obrázku v prvom kvadrante I, kde s = ω / ωo — sklz indukčného motora v režime dynamického brzdenia. Mechanické údaje motora sa nachádzajú v druhom kvadrante II.

Rôzne umelé charakteristiky asynchrónneho motora v režime dynamického brzdenia je možné získať zmenou odporu R2d prídavných odporov 3 (obr. 2) v obvode rotora alebo privedením jednosmerného prúdu Azp do vinutí statora.

Premenlivými hodnotami R2q a Azn je možné získať požadovaný tvar mechanických charakteristík asynchrónneho motora v režime dynamického brzdenia a tým aj zodpovedajúcu intenzitu brzdenia indukčného elektrického pohonu.

A. I. Miroshnik, O. A. Lysenko