Bremsemoduser for asynkronmotorer

En induksjonsmotor kan fungere i følgende bremsemoduser: regenerativ bremsing, motsatt og dynamisk bremsing.

Regenerativ bremsing av en induksjonsmotor

Regenerativ bremsing oppstår når rotorhastigheten til induksjonsmotoren overskrider synkront.

Den regenerative bremsemodusen brukes praktisk talt til motorer som skifter stolpe og i drevene til løftemaskiner (taljer, gravemaskiner, etc.).

Når du bytter til generatormodus, på grunn av en endring i fortegnet til dreiemomentet, endrer den aktive komponenten av rotorstrømmen fortegn. Deretter asynkron motor gir aktiv kraft (energi) til nettverket og forbruker fra nettverket reaktiv kraft (energi) som kreves for eksitasjon. Denne modusen oppstår for eksempel ved stopp (overgang) av en to-trinns motor fra høy til lav hastighet, som vist i fig. 1 a.

Ris. 1. Stopp av en asynkronmotor i hovedkommuteringskretsen: a) med gjenoppretting av energi i nettverket; b) opposisjon

Anta at motoren i utgangsposisjonen opererte ved karakteristikk 1 og ved punkt a, roterende med hastighet ωset1... Ettersom antall polpar øker, beveger motoren seg til karakteristikk 2, hvis seksjon bs tilsvarer bremsing med energigjenvinning i nettverket.

Samme type oppheng kan implementeres i systemet frekvensomformer — motor ved stopp av en induksjonsmotor eller ved endring fra karakteristikk til karakteristikk. For dette reduseres frekvensen til utgangsspenningen, og dermed den synkrone hastigheten ωо = 2πf / p.

På grunn av mekanisk treghet vil strømhastigheten til motoren ω endres langsommere enn synkronhastigheten ωo, og vil konstant overskride hastigheten til magnetfeltet. Derfor er det en avstengningsmodus med energiretur til nettet.

Regenerativ bremsing kan også brukes i elektrisk drift av løftemaskiner ved senking av last. For dette slås motoren på i retning av senking av lasten (karakteristikk 2, fig. 1 b).

Etter slutten av avstengningen vil den fungere på et punkt med en hastighet på -ωset2... I dette tilfellet utføres prosessen med å senke lasten med frigjøring av energi i nettverket.

Regenerativ bremsing er den mest økonomiske typen bremsing.

Stoppe en asynkron elektrisk motor ved motstand

Overføring av en induksjonsmotor til motsatt bremsemodus kan gjøres på to måter. En av dem er relatert til en endring i vekslingen av to faser av spenningen som forsyner den elektriske motoren.

Anta at motoren fungerer i henhold til karakteristikk 1 (fig. 1 b) med faser av vekselspenning ABC.Deretter, når du bytter to faser (f.eks. B og C), går den til karakteristikk 2, hvis seksjon ab tilsvarer det motsatte stoppet.

La oss ta hensyn til det faktum at med opposisjonen asynkron motorglidning varierer fra S = 2 til S = 1.

Samtidig roterer rotoren mot feltets bevegelsesretning og bremser stadig ned. Når hastigheten faller til null, må motoren kobles fra strømnettet, ellers kan den gå inn i motormodus, og rotoren vil rotere i motsatt retning av den forrige.

Ved motswitchende bremsing kan strømmene i motorviklingen være 7-8 ganger høyere enn de tilsvarende merkestrømmene Motorens effektfaktor reduseres betydelig. I dette tilfellet er det ikke nødvendig å snakke om effektivitet, siden både den mekaniske energien omdannet til elektrisitet og energien som forbrukes av nettverket spres i rotorens aktive motstand, og i dette tilfellet er det ingen nyttig energi.

Ekorn-burmotorer er et øyeblikk overbelastet med strøm. Det er sant at ved (S> 1), på grunn av fenomenet strømforskyvning, øker den aktive motstanden til rotoren merkbart. Dette resulterer i en reduksjon og økning i dreiemoment.

For å øke bremseeffektiviteten til motorer med en viklet rotor, introduseres ytterligere motstander i kretsen til rotorene deres, noe som gjør det mulig å begrense strømmene i viklingene og øke dreiemomentet.

En annen måte å bremse bakover kan brukes med den aktive naturen til lastens dreiemoment, som for eksempel skapes på motorakselen til løftemekanismen.

Anta at det er nødvendig å redusere belastningen ved å sikre at den stopper ved hjelp av en induksjonsmotor. For dette formålet overføres motoren ved å inkludere en ekstra motstand (motstand) i rotorkretsen til en kunstig karakteristikk (rett linje 3 i fig. 1).

På grunn av øyeblikket overskrider belastningen Ms startmoment Mp av motoren og dens aktive natur, kan lasten rampes ned med en konstant hastighet -ωset2... I denne modusen kan glidestoppen til induksjonsmotoren variere fra S = 1 til S = 2.

Dynamisk bremsing av en induksjonsmotor

For dynamisk å stoppe statorviklingen kobles motoren fra AC-nettet og kobles til en DC-kilde som vist i fig. 2. I dette tilfellet kan rotorviklingen kortsluttes, eller tilleggsmotstander med en motstand på R2d er inkludert i kretsen.

Ris. 2. Skjema for dynamisk bremsing av en induksjonsmotor (a) og krets for å slå på statorviklingene (b)

Den konstante strømmen Ip, hvis verdi kan styres av motstand 2, strømmer gjennom statorviklingene og skaper et stasjonært magnetfelt i forhold til statoren. Når rotoren roterer, induseres en EMF i den, hvis frekvens er proporsjonal med hastigheten. Denne EMF fører igjen til at det oppstår en strøm i den lukkede sløyfen til rotorviklingen, som skaper en magnetisk fluks som også er stasjonær i forhold til statoren.

Samspillet mellom rotorstrømmen og det resulterende magnetfeltet til induksjonsmotoren skaper et bremsemoment, på grunn av hvilket bremseeffekten oppnås.I dette tilfellet fungerer motoren i generatormodus uavhengig av vekselstrømnettverket, og konverterer den kinetiske energien til de bevegelige delene av den elektriske stasjonen og arbeidsmaskinen til elektrisk energi, som spres i form av varme i rotorkretsen.

Figur 2b viser det vanligste opplegget for å slå på statorviklingene under dynamisk bremsing. Motorens eksiteringssystem i denne modusen er asymmetrisk.

For å analysere driften av en induksjonsmotor i dynamisk bremsemodus, erstattes et asymmetrisk eksitasjonssystem med et symmetrisk. For dette formålet antas det at statoren ikke forsynes av en likestrøm Ip, men av en eller annen ekvivalent trefaset vekselstrøm som skaper samme MDF (magnetomotorisk kraft) som likestrømmen.

De elektromekaniske og mekaniske egenskapene er vist i fig. 3.

Ris. 3. Elektromekaniske og mekaniske egenskaper til asynkronmotoren

Karakteristikken finnes i figuren i første kvadrant I, der s = ω / ωo — slip av en induksjonsmotor i dynamisk bremsemodus. Motorens mekaniske data finnes i andre kvadrant II.

Ulike kunstige egenskaper til induksjonsmotoren i dynamisk bremsemodus kan oppnås ved å endre motstanden R2d tilleggsmotstander 3 (fig. 2) i rotorkretsen eller en likestrøm Azp tilføres statorviklingene.

Variable verdier R2q og Azn, det er mulig å oppnå den ønskede formen på de mekaniske egenskapene til induksjonsmotoren i dynamisk bremsemodus og dermed den tilsvarende bremseintensiteten til den induksjonselektriske stasjonen.

A. I. Miroshnik, O. A. Lysenko