Η επιλογή ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα για λειτουργία στη λειτουργία δυναμικής πέδησης με αυτοδιέγερση

Ασύγχρονος ηλεκτροκινητήρας με τυλιγμένο ρότορα με το απλούστερο σχήμα ελέγχου — η συμπερίληψη της αντίστασης στο κύκλωμα του ρότορα έχει εξαιρετικά χαμηλές ιδιότητες ελέγχου. Ως εκ τούτου, πριν από τη διαθεσιμότητα μετατροπέων συχνότητας στην αγορά, αναπτύχθηκαν διάφορα σχήματα για την επίτευξη μειωμένης ταχύτητας στη λειτουργία βήμα προς τα κάτω.

Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχουν τόσοι πολλοί από αυτούς. Στο εξωτερικό, διαδόθηκε ευρέως η χρήση μιας πρόσθετης ηλεκτρικής μηχανής—ένα φρένο vortex τοποθετημένο στον ίδιο άξονα με τον κύριο κινητήρα. Το σχέδιο σάς επιτρέπει να έχετε αρκετά άκαμπτα μηχανικά χαρακτηριστικά κατά τη μείωση του φορτίου, αλλά μια τέτοια ηλεκτρική κίνηση έχει εξαιρετικά χαμηλά ενεργειακά χαρακτηριστικά (η ενέργεια πέδησης απελευθερώνεται στο φρένο στροβιλισμού). Επιπλέον, το φρένο vortex έχει αρκετά υψηλό κόστος και περιπλέκει πολύ τη διάταξη του μηχανικού μέρους.

Επομένως, προκειμένου να επιτευχθεί η ταχύτητα προσγείωσης σε μηχανισμούς ανύψωσης που βασίζονται σε έναν ασύγχρονο κινητήρα με ρότορα φάσης στο εργοστάσιο της Dynamo στα τέλη της δεκαετίας του 1970, μια ομάδα σχεδιασμού με επικεφαλής τον E.M. Ο Pevzner εισήγαγε το αυτοδιεγερμένο δυναμικό φρενάρισμα.

Μια τέτοια ηλεκτρική κίνηση χρησιμοποιείται ευρέως σε οικιακούς γερανούς (πίνακες τύπου TSD, TSDI, KSDB για γερανούς γέφυρας, γερανογέφυρες και γερανογέφυρες, πίνακες ελέγχου για γερανούς πύργου KB-309, KB-403, KB-404, KB-405, KB - 406, KB-408, KB-415, KB-415-07, KB-473, KBM-401P.). Έτσι, μιλάμε για δεκάδες χιλιάδες γερανούς σε λειτουργία.

Ρύζι. 1. Σχέδιο συμπερίληψης ενός ασύγχρονου κινητήρα σε λειτουργία δυναμικής πέδησης με αυτοδιέγερση

Η αρχή του δυναμικού φρεναρίσματος με αυτοδιέγερση είναι η εξής:

Το κύκλωμα του ρότορα περιλαμβάνει τριφασικός ανορθωτής UZ (Εικ. 1). Ο ηλεκτροκινητήρας αποσυνδέεται από το δίκτυο μέσω του επαφέα KM1. Η ανορθωμένη τάση συνδέεται με την περιέλιξη του στάτη μέσω του επαφέα KM2. Οι επαφές του επαφέα KM3 είναι κλειστές. Όταν απελευθερωθεί το φρένο (δεν φαίνεται στο διάγραμμα), ο άξονας του κινητήρα αρχίζει να περιστρέφεται υπό την επίδραση του βάρους που πέφτει.

Ένα EMF προκαλείται στην περιέλιξη του ρότορα, υπό την επίδραση του οποίου ένα ρεύμα αρχίζει να ρέει στο κύκλωμα ρότορα-στάτορα. Ο κινητήρας αναπτύσσει τη ροπή πέδησης, το φορτίο χαμηλώνει με σταθερή ταχύτητα. Η τιμή της ταχύτητας καθορίζεται από την τιμή αντίστασης του κυκλώματος του δρομέα. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση, τόσο πιο γρήγορος είναι ο ρυθμός καθόδου. Για να αυξήσετε την ταχύτητα, ο επαφέας KM3 είναι απενεργοποιημένος.

Στη λειτουργία δυναμικής πέδησης αυτοδιέγερσης, ο ηλεκτροκινητήρας καταναλώνει ισχύ από το δίκτυο μόνο για να τροφοδοτήσει τον υδραυλικό εξοπλισμό ώθησης φρένων και τον εξοπλισμό του ρελέ. Ως παράδειγμα, το Σχ. Το σχήμα 7 δείχνει τα μηχανικά χαρακτηριστικά μιας ηλεκτρικής κίνησης με πίνακα TSD.

Ρύζι. 2. Μηχανικά χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής κίνησης του ανυψωτικού μηχανισμού με τον πίνακα TSD

Τα δυναμικά χαρακτηριστικά πέδησης ορίζονται ως 1C, 2C, 3C. Φαίνεται ότι τα χαρακτηριστικά έχουν επαρκή σκληρότητα. Η ρύθμιση ταχύτητας πραγματοποιείται στην περιοχή 1: 8, η οποία στις περισσότερες περιπτώσεις είναι επαρκής για μαζικές βρύσες.

Η προϋπόθεση για την αυτοδιέγερση του ηλεκτροκινητήρα είναι:

Όπου x '2- επαγωγική αντίσταση της περιέλιξης του ρότορα, Ohm; хо- επαγωγική αντίσταση του κυκλώματος μαγνήτισης. Ομ

Όπου ks — συντελεστής του καθεστώτος

kd — συντελεστής μείωσης του ρεύματος του δρομέα στο ρεύμα του στάτορα. kcx — συντελεστής κυκλώματος διόρθωσης, για τριφασικό κύκλωμα γέφυρας kx = 0,85; kt είναι ο συντελεστής μετατροπής του κινητήρα από στάτορα σε ρότορα

Ο συντελεστής kd εξαρτάται από το σχήμα σύνδεσης των περιελίξεων του στάτη, οι οποίες συνδέονται με ένα αστέρι σε κινητήρες οικιακής βρύσης με τάση δικτύου 380 V.

Ο συντελεστής kt εξαρτάται από τον συντελεστή μετασχηματισμού, δηλ. του λόγου της τάσης του στάτη προς την τάση του δρομέα, που εξαρτάται από τον τύπο του κινητήρα. Για παράδειγμα, για πολλούς ηλεκτρικούς κινητήρες της σειράς MT και 4MT, η τιμή και οι σχετικές παράμετροι παρατίθενται σε πίνακα. 1.

Τραπέζι 1.

Ισχύς τύπου ηλεκτρικού κινητήρα, kWt Τάση ρότορα, V kt x x '2 xho √(1 + 2x '2/ho) MTN412-6 30 255 1,5 1,3 0,173 3,74 1,04 4MTN225L6 515 2101.901. ΜΤΝ512-6 55 340 1,11 0,98 0,197 3,8 1,05 4MTN280L10 75 308 1,23 1,06 0,146 2,33 1,06 4MTN280M6 110 420 0. 9 0,7 0,083 2,028 0.

Η συνθήκη x ≥ √(1 + 2х '2/хо) εκτελείται για κινητήρες τύπου MTN412-6, 4MTN225L6, οι οποίοι μπορούν να ονομαστούν "διεγερμένοι". Τέτοιοι ηλεκτρικοί κινητήρες εισέρχονται στη λειτουργία αυτοδιέγερσης χωρίς να λαμβάνουν πρόσθετες αποφάσεις για το κύκλωμα. Ωστόσο, σε πλήρεις συσκευές χαμηλής τάσης (πίνακες διανομής χαμηλής τάσης ή πίνακες ελέγχου) που έχουν σχεδιαστεί για να συνεργάζονται με τέτοιους κινητήρες, παρέχεται μια μικρή αρχική διέγερση για αξιόπιστη λειτουργία.

Η αρχική διέγερση πραγματοποιείται περνώντας μια σταθερά, το λεγόμενο Μια μικρή τιμή "ρεύματος τροφοδοσίας" (συνήθως όχι περισσότερο από 10% του ονομαστικού ρεύματος του κινητήρα) από έναν ανορθωτή μισού κύματος. Για διεγερμένους κινητήρες, σε κάθε περίπτωση, αυτό είναι αρκετό για μια αξιόπιστη μετάβαση στη λειτουργία δυναμικής πέδησης με αυτοδιέγερση.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες MTN512-6, 4MTN280M6, για τους οποίους δεν ικανοποιείται η συνθήκη x ≥ √(1 + 2х '2/хо), είναι "μη διεγερμένοι". Αυτό δεν σημαίνει ότι τέτοιοι κινητήρες δεν μπορούν να λειτουργήσουν σε λειτουργία δυναμικής πέδησης με αυτοδιέγερση, αλλά η τιμή του πρόσθετου ρεύματος που απαιτείται για αυτούς φτάνει το 50% του ονομαστικού ρεύματος του στάτορα.Αυτό απαιτεί τη χρήση ειδικών NKU (πίνακες ελέγχου) για μη διεγερμένους ηλεκτρικούς κινητήρες. …

Ο ηλεκτροκινητήρας τύπου 4MTN280L10 με x = √(1 + 2х '2/хо) βρίσκεται στο όριο αυτοδιέγερσης και οποιαδήποτε τυχαία αλλαγή στις παραμέτρους μπορεί να παραβιάσει τη συνθήκη αυτοδιέγερσης. Επομένως, ένας τέτοιος κινητήρας μπορεί επίσης να ταξινομηθεί ως μη διεγέρσιμος.

Οι κύριες παράμετροι που επηρεάζουν την ικανότητα αυτοδιέγερσης του ηλεκτροκινητήρα είναι η ονομαστική τάση του ρότορα E2nom. Η κρίσιμη τιμή του E2nom, στην οποία δεν πραγματοποιείται αυτοδιέγερση χωρίς μεγάλο ρεύμα τροφοδοσίας, θα πρέπει να ληφθεί ως 300 V.

Αυτό το χαρακτηριστικό της λειτουργίας δυναμικής πέδησης αυτοδιέγερσης ελήφθη υπόψη από το εργοστάσιο της Dynamo και το Sibelektromotor PO κατά την ανάπτυξη μιας σειράς ηλεκτροκινητήρων γερανού 4MT στις αρχές της δεκαετίας του 1980.

Ειδικότερα, η τιμή E2nom για ορισμένους ηλεκτρικούς κινητήρες έχει μειωθεί σε σύγκριση με την προηγούμενη σειρά MT, ώστε οι κινητήρες να είναι διεγερτικοί.

Για παράδειγμα, για τον ηλεκτροκινητήρα 4MTN225L6, που χρησιμοποιείται ευρέως στην ηλεκτρική κίνηση των γερανών πύργου, το E2nom μειώθηκε σε σύγκριση με τον προηγούμενο κινητήρα της σειράς MTN512-6 από 340 σε 290 V, γεγονός που έκανε τον κινητήρα να αυτοδιεγερθεί. Αργότερα, η OJSC "Sibelectromotor" ξεκίνησε την παραγωγή του ηλεκτροκινητήρα 4MTM225L6 με τις ίδιες παραμέτρους.

Με τον καιρό, ηλεκτρικοί κινητήρες με παρόμοιο σκοπό άρχισαν να παράγονται από άλλους κατασκευαστές.

Το εργοστάσιο κατασκευής γερανών Rzhevsky παράγει τον ηλεκτροκινητήρα MKAF225L6, η Siberian Electrotechnical Company παράγει τον ηλεκτροκινητήρα 4MTM225L6 PND.Παρά τη διαφορετική εμφάνιση από το πρωτότυπο που σχετίζεται με τις τεχνολογικές δυνατότητες καθενός από τους κατασκευαστές, όλοι αυτοί οι ηλεκτροκινητήρες έχουν τις ίδιες ηλεκτρικές παραμέτρους και διαστάσεις εγκατάστασης και είναι πλήρως εναλλάξιμοι.

Η διαφορά στα ονόματα των κινητήρων επιτρέπει στον χρήστη να κάνει μια ενημερωμένη επιλογή του ενός ή του άλλου κατασκευαστή, με γνώμονα τις δικές του προτιμήσεις, τιμή, χρόνο παράδοσης κ.λπ. Και ταυτόχρονα, να είστε απολύτως βέβαιοι ότι η αντικατάσταση ενός ηλεκτροκινητήρα ενός κατασκευαστή βρύσης με έναν ηλεκτροκινητήρα άλλου κατασκευαστή δεν θα οδηγήσει σε δυσλειτουργία της βρύσης ή σε ατύχημα.

Ωστόσο, την τελευταία δεκαετία, στην εγχώρια αγορά εμφανίστηκαν ηλεκτροκινητήρες διαφόρων κατασκευαστών, η μάρκα των οποίων αναπαράγει ακριβώς τη μάρκα του «πρωτότυπου» ηλεκτροκινητήρα που παράγεται από την JSC «Sibelectromotor». Μπορεί να υποτεθεί ότι η προέλευση των ηλεκτροκινητήρων συνδέεται με τον μεγάλο ανατολικό γείτονα της χώρας μας. Η τιμή τους είναι ελαφρώς χαμηλότερη από αυτή των παραδοσιακών κατασκευαστών, επομένως το ενδιαφέρον για αυτούς από τις προμήθειες των επιχειρήσεων είναι κατανοητό.

Έτσι, παραγγέλνοντας έναν ηλεκτροκινητήρα για εγκατάσταση σε κατασκευασμένο γερανό ή αντικαθιστώντας έναν κατεστραμμένο ηλεκτρικό κινητήρα σε γερανό με έναν εργαζόμενο, μπορείτε να αποκτήσετε έναν ηλεκτροκινητήρα αγνώστου κατασκευαστή, με E2nom διαφορετικό από τον πρωτότυπο ηλεκτροκινητήρα.

Η κατάσταση θυμίζει κάπως τις αρχές της δεκαετίας του '90, όταν πολλά ποπ συγκροτήματα με το ίδιο όνομα έκαναν περιοδείες στη χώρα ταυτόχρονα.

Ας υπενθυμίσουμε για άλλη μια φορά ότι η αναλογία E2nom / I2nom είναι η πιο σημαντική παράμετρος ενός κινητήρα με τυλιγμένο ρότορα, που επηρεάζει την επιλογή των αντιστάσεων εκκίνησης, του εξοπλισμού ρελέ-επαγωγέα και, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, στην προϋπόθεση της αυτοδιέγερσης του ηλεκτρικός κινητήρας.

Συχνά, ωστόσο, δεν υπάρχουν καθόλου δεδομένα ρότορα στις πινακίδες των κλωνοποιημένων κινητήρων. Εδώ είναι ένα παράδειγμα:

Ρύζι. 3. Πινακίδα ασύγχρονης κινητήρα γερανού ρότορα

Παρεμπιπτόντως, αυτός ο ηλεκτροκινητήρας είχε τη «σωστή» τιμή E2nom, μόνο που τώρα έπρεπε να προσδιοριστεί εμπειρικά.

Στους καταλόγους άλλων κατασκευαστών για τον ηλεκτροκινητήρα 4MTM225L6, αναφέρεται η τιμή E2nom = 340 V, δηλ. το διεγερμένο μοτέρ έγινε ανενόχλητο. Η συνέπεια της χρήσης ενός τέτοιου ηλεκτροκινητήρα ως μέρος μιας ηλεκτρικής κίνησης με δυναμική πέδηση με αυτοδιέγερση είναι η πτώση του φορτίου και ο διαχωρισμός του ηλεκτροκινητήρα με μηχανική καταστροφή των περιελίξεων του ρότορα και του στάτορα.

Αυτή ακριβώς την εικόνα παρατήρησε πρόσφατα ο συγγραφέας σε μια από τις παλαιότερες ρωσικές μηχανουργικές επιχειρήσεις, όπου παραδόθηκε ένας νέος γερανός γέφυρας με κλωνοποιημένο ηλεκτροκινητήρα τύπου 4MTM225L6 με E2n = 340 V. Μόνο από τύχη, ο κόσμος δεν υποφέρω. Επιπλέον, ο ιδιοκτήτης του γερανού αποκαθιστά τον κινητήρα τρεις (!) φορές μετά από φυγή.

Ένας άλλος κατασκευαστής κλώνων ηλεκτροκινητήρων, που προφανώς έχει επανειλημμένα βιώσει παρόμοια ατυχήματα, παράγει τώρα δύο ηλεκτροκινητήρες με την ίδια μάρκα (!). Το ένα με E2nom = 340 V, το άλλο με E2nom = 264 V δίνεται στον κατάλογο με μια σημείωση: «για βρύσες τύπου KB», δηλ. πυργογερανοί.

Ένας τέτοιος κινητήρας χρησιμοποιείται πράγματι πιο ευρέως σε γερανούς πύργου, αλλά εγκαθίσταται επίσης και σε γερανούς γέφυρας. Έτσι μπορείτε να ακούσετε τον διάλογο μεταξύ του Προμηθευτή και του Πελάτη: «Για ποιο γερανό χρειάζεστε κινητήρα; Για το δάπεδο. Στη συνέχεια, πάρτε αυτό (E2nom = 340 V). » Και στην κίνηση των ηλεκτρικών ανυψωτικών υπάρχει πίνακας ελέγχου με αυτοδιεγερμένο δυναμικό φρενάρισμα. Το αποτέλεσμα περιγράφεται παραπάνω.

Ταυτόχρονα, κανείς δεν λέει ότι αυτοί οι ηλεκτροκινητήρες είναι ελαττωματικοί ή αναξιόπιστοι και δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε γερανούς. Όσο περισσότερες επιλογές στην αγορά, τόσο το καλύτερο. Όπως λένε, υπάρχουν περισσότεροι καλοί και διαφορετικοί κινητήρες. Απλώς η επωνυμία τους παραπλανά τον καταναλωτή, κάτι που μπορεί να είναι γεμάτο με επικίνδυνες συνέπειες.

Για να χρησιμοποιήσετε έναν ηλεκτρικό κινητήρα με παραμέτρους ρότορα διαφορετικές από το πρωτότυπο, πρέπει:

• Μετρήστε το E2nom όταν το κύκλωμα του ρότορα είναι ανοιχτό και η περιέλιξη του στάτη είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο.

• Με βάση τις μετρήσεις E2nom, υπολογίστε, επιλέξτε και παραγγείλετε αντιστάσεις έρματος.

• Επιλέξτε έναν πίνακα ελέγχου για ηλεκτρικούς κινητήρες χωρίς διέγερση από τον κατάλογο και παραγγείλτε τον.

Ή μπορείτε απλά να ρωτήσετε για την αξία του E2nom πριν παραγγείλετε έναν κινητήρα που ελκύει με την τιμή του και να συμφωνήσετε συγκεκριμένα σε αυτό στο συμβόλαιο. Ωστόσο, αυτό δεν αποκλείει τη μέτρηση του E2nom κατά τον έλεγχο εισόδου του παραγγελθέντος κινητήρα.

Συνοψίζοντας τα παραπάνω, μπορούμε να βγάλουμε τα ακόλουθα συμπεράσματα:

• Στην ηλεκτρική κίνηση των οικιακών βρυσών που βασίζονται σε ηλεκτρικούς κινητήρες ρότορα φάσης, χρησιμοποιείται ευρέως η αυτοδιεγερμένη δυναμική πέδηση. Δεκάδες χιλιάδες τέτοιοι ηλεκτροκινητήρες βρίσκονται σε λειτουργία. Εξακολουθούν να εκδίδονται.

• Για να λειτουργεί σε λειτουργία αυτοδιέγερσης δυναμικής πέδησης, ο ηλεκτροκινητήρας πρέπει να έχει μια συγκεκριμένη αναλογία E2nom/I2nom.

• Η κύρια προϋπόθεση για την αυτοδιέγερση ενός ηλεκτροκινητήρα με περιελιγμένο ρότορα είναι η τιμή E2nom ≤ 300 V.

• Η χρήση ηλεκτρικών κινητήρων με E2nom> 300 V με πίνακες ελέγχου σχεδιασμένους για διεγερμένους ηλεκτροκινητήρες μπορεί να προκαλέσει πτώση του φορτίου και να καταστρέψει τον ηλεκτροκινητήρα.