Φρενάρισμα πυκνωτών ασύγχρονων κινητήρων

Φρενάρισμα πυκνωτών ηλεκτροκινητήρων

Η πέδηση με πυκνωτή ασύγχρονων κινητήρων χαμηλής ισχύος και οι συνδυασμένες μέθοδοι πέδησης με τη χρήση του έχουν γίνει ευρέως χρησιμοποιούμενα τα τελευταία χρόνια. Όσον αφορά την ταχύτητα πέδησης, τη μείωση της απόστασης πέδησης και τη βελτίωση της ακρίβειας, η πέδηση με πυκνωτή συχνά δίνει καλύτερα αποτελέσματα από άλλες μεθόδους πέδησης ηλεκτροκινητήρων.

Η πέδηση του πυκνωτή βασίζεται στη χρήση του φαινομένου της αυτοδιέγερσης μιας επαγωγικής μηχανής ή, πιο σωστά, της χωρητικής διέγερσης μιας επαγωγικής μηχανής, καθώς η άεργη ενέργεια που απαιτείται για τη διέγερση της λειτουργίας γεννήτριας παρέχεται από πυκνωτές που συνδέονται με την περιέλιξη του στάτορα. Σε αυτή τη λειτουργία, το μηχάνημα λειτουργεί με αρνητικό σε σχέση με το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από ελεύθερα ρεύματα που διεγείρονται στην περιέλιξη του στάτη, ολισθαίνοντας, αναπτύσσοντας ροπή πέδησης στον άξονα. Σε αντίθεση με το δυναμικό και το αποκαταστατικό, δεν απαιτεί κατανάλωση συναρπαστικής ενέργειας από το δίκτυο.

Κυκλώματα πέδησης πυκνωτών για ηλεκτρικούς κινητήρες

Φρενάρισμα πυκνωτών ασύγχρονων κινητήρων

Το σχήμα δείχνει το κύκλωμα για την ενεργοποίηση του κινητήρα κατά τη διακοπή λειτουργίας του πυκνωτή. Οι πυκνωτές περιλαμβάνονται παράλληλα με την περιέλιξη του στάτορα, συνήθως συνδεδεμένοι σε σχήμα δέλτα.

Όταν ο κινητήρας αποσυνδεθεί από το ρεύμα ρεύματα εκφόρτισης πυκνωτών δημιουργώ μαγνητικό πεδίοπεριστροφή χαμηλής γωνιακής ταχύτητας. Το μηχάνημα εισέρχεται σε λειτουργία αναγεννητικής πέδησης, η ταχύτητα περιστροφής μειώνεται σε μια τιμή που αντιστοιχεί στην ταχύτητα περιστροφής του διεγερμένου πεδίου. Κατά την εκφόρτιση των πυκνωτών, εμφανίζεται μια μεγάλη ροπή πέδησης, η οποία μειώνεται όσο μειώνεται η ταχύτητα περιστροφής.

Στην αρχή του φρεναρίσματος, η κινητική ενέργεια που αποθηκεύεται από τον ρότορα απορροφάται γρήγορα με μια μικρή απόσταση πέδησης. Η στάση είναι απότομη, οι ροπές κρούσης φτάνουν τα 7 Mnom. Η μέγιστη τιμή του ρεύματος πέδησης στις υψηλότερες τιμές της χωρητικότητας δεν υπερβαίνει το ρεύμα εκκίνησης.

Καθώς η χωρητικότητα των πυκνωτών αυξάνεται, η ροπή πέδησης αυξάνεται και το φρενάρισμα συνεχίζει σε χαμηλότερη ταχύτητα. Μελέτες δείχνουν ότι η βέλτιστη τιμή χωρητικότητας κυμαίνεται από 4-6 ύπνους. Η διακοπή του πυκνωτή σταματά με ταχύτητα 30 — 40% της ονομαστικής ταχύτητας όταν η ταχύτητα του ρότορα γίνει ίση με τη συχνότητα περιστροφής του πεδίου του στάτη από τα ελεύθερα ρεύματα που προκύπτουν στον στάτορα. Σε αυτή την περίπτωση, περισσότερο από τα 3/4 της κινητικής ενέργειας που αποθηκεύεται από το σύστημα μετάδοσης κίνησης απορροφάται στη διαδικασία πέδησης.

Για πλήρη διακοπή του κινητήρα σύμφωνα με το σχήμα του σχήματος 1, α, είναι απαραίτητο να υπάρχει μια στιγμή αντίστασης του άξονα. Το περιγραφόμενο σχήμα συγκρίνεται ευνοϊκά με την απουσία συσκευών μεταγωγής, την ευκολία συντήρησης, την αξιοπιστία και την αποτελεσματικότητα.

Όταν οι πυκνωτές είναι σταθερά συνδεδεμένοι παράλληλα με τον κινητήρα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο εκείνοι οι τύποι πυκνωτών που έχουν σχεδιαστεί για συνεχή λειτουργία στο κύκλωμα AC.

Εάν η διακοπή λειτουργίας πραγματοποιείται σύμφωνα με το διάγραμμα στο σχήμα 1 με τη σύνδεση πυκνωτών μετά την αποσύνδεση του κινητήρα από το δίκτυο, είναι δυνατή η χρήση φθηνότερων και μικρού μεγέθους μεταλλικών πυκνωτών χαρτιού τύπων MBGP και MBGO, σχεδιασμένοι για λειτουργία σε σχήματα σταθερού και παλλόμενου ρεύματος, καθώς και ξηρών πολικών ηλεκτρολυτικών πυκνωτών (CE, KEG κ.λπ.).

Η πέδηση πυκνωτή με πυκνωτές χαλαρά συνδεδεμένους σύμφωνα με το κύκλωμα τριγώνου συνιστάται να χρησιμοποιείται για γρήγορη και ακριβή πέδηση ηλεκτροκινητήρων, στον άξονα των οποίων δρα ροπή φορτίου τουλάχιστον 25% της ονομαστικής ροπής του κινητήρα.

Ένα απλοποιημένο σχήμα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την πέδηση πυκνωτή: μονοφασική μεταγωγή πυκνωτή (Εικ. 1.6). Για να επιτευχθεί το ίδιο αποτέλεσμα πέδησης όπως με την τριφασική μεταγωγή πυκνωτή, είναι απαραίτητο η χωρητικότητα του πυκνωτή σε ένα μονοφασικό κύκλωμα να είναι 2,1 φορές μεγαλύτερη από τη χωρητικότητα σε κάθε φάση στο κύκλωμα του Σχ. 1, α. Σε αυτή την περίπτωση, όμως, η χωρητικότητα σε ένα μονοφασικό κύκλωμα είναι μόνο το 70% της συνολικής χωρητικότητας των πυκνωτών όταν συνδέονται σε τρεις φάσεις.

Οι απώλειες ενέργειας στον κινητήρα κατά το φρενάρισμα του πυκνωτή είναι οι μικρότερες σε σύγκριση με άλλους τύπους πέδησης, γι' αυτό και συνιστώνται για ηλεκτρικές κινήσεις με μεγάλο αριθμό εκκινήσεων.

Κατά την επιλογή εξοπλισμού, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι επαφές στο κύκλωμα του στάτη πρέπει να ονομάζονται για το ρεύμα που ρέει μέσω των πυκνωτών.Προκειμένου να ξεπεραστεί το μειονέκτημα του φρεναρίσματος πυκνωτή - η διακοπή της δράσης μέχρι να σταματήσει τελείως ο κινητήρας - χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με δυναμική μαγνητική πέδηση.

Δυναμικά κυκλώματα πέδησης πυκνωτών

Κυκλώματα δυναμικής πέδησης πυκνωτή με μαγνητική πέδηση.

Τα δύο βασικά κυκλώματα DCB φαίνονται στο σχήμα 2.

Στο κύκλωμα, συνεχές ρεύμα παρέχεται στον στάτορα μετά τη διακοπή της πέδησης του πυκνωτή. Αυτή η αλυσίδα συνιστάται για ακριβές φρενάρισμα της μετάδοσης κίνησης. Η παροχή ρεύματος συνεχούς ρεύματος πρέπει να εκτελείται ως συνάρτηση της διαδρομής του μηχανήματος. Σε μειωμένη ταχύτητα, η δυναμική ροπή πέδησης είναι σημαντική, η οποία εξασφαλίζει γρήγορο τελικό σταμάτημα του κινητήρα.

Η αποτελεσματικότητα αυτού του φρεναρίσματος δύο σταδίων φαίνεται από το ακόλουθο παράδειγμα.

Στη δυναμική πέδηση του κινητήρα AL41-4 (1,7 kW, 1440 σ.α.λ.) με την εξωτερική ροπή αδράνειας του άξονα, που είναι 22% της ροπής αδράνειας του ρότορα, ο χρόνος πέδησης είναι 0,6 δευτ. και η πέδηση η απόσταση είναι 11,5 στροφές του άξονα.

Όταν το φρενάρισμα πυκνωτή και το δυναμικό φρενάρισμα συνδυάζονται, ο χρόνος και η απόσταση πέδησης μειώνονται σε 0,16 s και 1,6 στροφές άξονα (η χωρητικότητα των πυκνωτών θεωρείται ότι είναι 3,9 Sleep).

Στο διάγραμμα του σχ. 2b, οι τρόποι λειτουργίας επικαλύπτονται με την παροχή DC μέχρι το τέλος της διαδικασίας διακοπής λειτουργίας πυκνωτή. Το δεύτερο στάδιο ελέγχεται από το ρελέ τάσης PH.

Δυναμική πέδηση πυκνωτή σύμφωνα με το διάγραμμα στο σχ. Το 2.6 επιτρέπει τη μείωση του χρόνου και της απόστασης πέδησης κατά 4 — 5 φορές σε σύγκριση με το δυναμικό φρενάρισμα με πυκνωτή σύμφωνα με το σχήμα στο σχ. 1, α.Οι αποκλίσεις του χρόνου και της διαδρομής από τις μέσες τιμές τους στη διαδοχική δράση του πυκνωτή και στους τρόπους δυναμικής πέδησης είναι 2 — 3 φορές μικρότερες από ό,τι στο κύκλωμα με επικαλυπτόμενες λειτουργίες.