Τρόποι πέδησης ασύγχρονων κινητήρων

Ένας επαγωγικός κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει στις ακόλουθες λειτουργίες πέδησης: πέδηση με ανάκτηση, αντίθετη και δυναμική πέδηση.

Αναγεννητικό φρενάρισμα επαγωγικού κινητήρα

Η αναγεννητική πέδηση συμβαίνει όταν η ταχύτητα του ρότορα του κινητήρα επαγωγής υπερβαίνει συγχρονισμένα.

Η λειτουργία αναγεννητικής πέδησης χρησιμοποιείται πρακτικά για κινητήρες αλλαγής πόλων και σε μηχανές κίνησης ανυψωτικών μηχανημάτων (ανυψωτικά, εκσκαφείς κ.λπ.).

Κατά τη μετάβαση σε λειτουργία γεννήτριας, λόγω αλλαγής στο πρόσημο της ροπής, το ενεργό στοιχείο του ρεύματος του ρότορα αλλάζει πρόσημο. Επειτα ασύγχρονος κινητήρας δίνει ενεργή ισχύ (ενέργεια) στο δίκτυο και καταναλώνει από το δίκτυο την άεργη ισχύ (ενέργεια) που απαιτείται για τη διέγερση. Αυτή η λειτουργία εμφανίζεται, για παράδειγμα, κατά τη διακοπή (μετάβαση) ενός κινητήρα δύο ταχυτήτων από υψηλή σε χαμηλή ταχύτητα, όπως φαίνεται στο σχ. 1 α.

Ρύζι. 1. Διακοπή ασύγχρονου κινητήρα στο κύριο κύκλωμα μεταγωγής: α) με επαναφορά ενέργειας στο δίκτυο. β) αντίθεση

Ας υποθέσουμε ότι στην αρχική θέση ο κινητήρας λειτουργούσε στο χαρακτηριστικό 1 και στο σημείο α, περιστρέφεται με ταχύτητα ωset1... Καθώς αυξάνεται ο αριθμός των ζευγών πόλων, ο κινητήρας μετακινείται στο χαρακτηριστικό 2, το τμήμα bs του οποίου αντιστοιχεί σε πέδηση με ανάκτηση ενέργειας στο δίκτυο.

Ο ίδιος τύπος ανάρτησης μπορεί να εφαρμοστεί στο σύστημα μετατροπέας συχνότητας — κινητήρας όταν σταματάει έναν επαγωγικό κινητήρα ή όταν αλλάζει από χαρακτηριστικό σε χαρακτηριστικό. Για αυτό, η συχνότητα της τάσης εξόδου μειώνεται και ως εκ τούτου η σύγχρονη ταχύτητα ωο = 2πf / p.

Λόγω μηχανικής αδράνειας, η τρέχουσα ταχύτητα του κινητήρα ω θα αλλάζει πιο αργά από τη σύγχρονη ταχύτητα ωo και θα υπερβαίνει συνεχώς την ταχύτητα του μαγνητικού πεδίου. Επομένως, υπάρχει μια λειτουργία διακοπής λειτουργίας με επιστροφή ενέργειας στο δίκτυο.

Μπορεί επίσης να εφαρμοστεί αναγεννητική πέδηση ηλεκτρική κίνηση ανυψωτικών μηχανημάτων κατά τη μείωση των φορτίων. Για αυτό, ο κινητήρας ενεργοποιείται προς την κατεύθυνση μείωσης του φορτίου (χαρακτηριστικό 2, Εικ. 1 β).

Μετά το τέλος της διακοπής λειτουργίας θα λειτουργεί σε σημείο με ταχύτητα -ωset2... Σε αυτή την περίπτωση η διαδικασία μείωσης του φορτίου πραγματοποιείται με την απελευθέρωση ενέργειας στο δίκτυο.

Η αναγεννητική πέδηση είναι ο πιο οικονομικός τύπος πέδησης.

Διακοπή ενός ασύγχρονου ηλεκτροκινητήρα με αντίθεση

Η μεταφορά ενός επαγωγικού κινητήρα στην αντίθετη λειτουργία πέδησης μπορεί να γίνει με δύο τρόπους. Ένα από αυτά σχετίζεται με μια αλλαγή στην εναλλαγή δύο φάσεων της τάσης που τροφοδοτεί τον ηλεκτροκινητήρα.

Ας υποθέσουμε ότι ο κινητήρας λειτουργεί σύμφωνα με το χαρακτηριστικό 1 (Εικ. 1 β) με φάσεις εναλλασσόμενης τάσης ABC.Στη συνέχεια, κατά την εναλλαγή δύο φάσεων (π.χ. B και C), πηγαίνει στο χαρακτηριστικό 2, του οποίου το τμήμα ab αντιστοιχεί στο αντίθετο στοπ.

Ας προσέξουμε ότι με την αντιπολίτευση ασύγχρονη ολίσθηση κινητήρα κυμαίνεται από S = 2 έως S = 1.

Ταυτόχρονα, ο ρότορας περιστρέφεται ενάντια στην κατεύθυνση κίνησης του πεδίου και συνεχώς επιβραδύνεται. Όταν η ταχύτητα πέσει στο μηδέν, ο κινητήρας πρέπει να αποσυνδεθεί από το δίκτυο, διαφορετικά μπορεί να μπει σε λειτουργία κινητήρα και ο ρότορας του θα περιστραφεί προς την αντίθετη κατεύθυνση από την προηγούμενη.

Στην περίπτωση πέδησης αντίθετης μεταγωγής, τα ρεύματα στην περιέλιξη του κινητήρα μπορεί να είναι 7-8 φορές υψηλότερα από τα αντίστοιχα ονομαστικά ρεύματα.Ο συντελεστής ισχύος του κινητήρα μειώνεται σημαντικά. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν χρειάζεται να μιλήσουμε για απόδοση, καθώς τόσο η μηχανική ενέργεια που μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια όσο και η ενέργεια που καταναλώνεται από το δίκτυο διαχέονται στην ενεργή αντίσταση του ρότορα και σε αυτήν την περίπτωση δεν υπάρχει χρήσιμη ενέργεια.

Οι κινητήρες του κλωβού σκίουρου υπερφορτώνονται στιγμιαία με ρεύμα. Είναι αλήθεια ότι στο (S> 1), λόγω του φαινομένου της μετατόπισης ρεύματος, η ενεργός αντίσταση του ρότορα αυξάνεται αισθητά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μείωση και αύξηση της ροπής.

Για να αυξηθεί η απόδοση πέδησης των κινητήρων με περιελιγμένο ρότορα, εισάγονται πρόσθετες αντιστάσεις στο κύκλωμα των ρότορα τους, γεγονός που καθιστά δυνατό τον περιορισμό των ρευμάτων στις περιελίξεις και την αύξηση της ροπής.

Ένας άλλος τρόπος όπισθεν πέδησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί με την ενεργή φύση της ροπής του φορτίου, η οποία δημιουργείται, για παράδειγμα, στον άξονα του κινητήρα του μηχανισμού ανύψωσης.

Ας υποθέσουμε ότι είναι απαραίτητο να μειώσετε το φορτίο διασφαλίζοντας τη διακοπή του χρησιμοποιώντας έναν επαγωγικό κινητήρα. Για το σκοπό αυτό, ο κινητήρας με την προσθήκη μιας πρόσθετης αντίστασης (αντίστασης) στο κύκλωμα του ρότορα μεταφέρεται σε ένα τεχνητό χαρακτηριστικό (ευθεία γραμμή 3 στο Σχ. 1).

Λόγω της στιγμής υπέρβασης του φορτίου η κα ροπή εκκίνησης Mp του κινητήρα και η ενεργή φύση του, το φορτίο μπορεί να μειωθεί με σταθερό ρυθμό -ωset2… Σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, η αναστολή ολίσθησης του κινητήρα επαγωγής μπορεί να ποικίλλει από S = 1 έως S = 2.

Δυναμική πέδηση επαγωγικού κινητήρα

Για να σταματήσει δυναμικά η περιέλιξη του στάτορα, ο κινητήρας αποσυνδέεται από το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος και συνδέεται σε μια πηγή DC όπως φαίνεται στην εικ. 2. Σε αυτή την περίπτωση, το τύλιγμα του ρότορα μπορεί να βραχυκυκλωθεί ή στο κύκλωμά του περιλαμβάνονται πρόσθετες αντιστάσεις με αντίσταση R2d.

Ρύζι. 2. Σχέδιο δυναμικής πέδησης επαγωγικού κινητήρα (α) και κυκλώματος για την ενεργοποίηση των περιελίξεων του στάτη (β)

Το σταθερό ρεύμα Ip, η τιμή του οποίου μπορεί να ελεγχθεί από την αντίσταση 2, ρέει μέσω των περιελίξεων του στάτη και δημιουργεί ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο σε σχέση με τον στάτορα. Όταν ο ρότορας περιστρέφεται, επάγεται ένα EMF σε αυτό, η συχνότητα του οποίου είναι ανάλογη της ταχύτητας. Αυτό το EMF, με τη σειρά του, προκαλεί την εμφάνιση ενός ρεύματος στον κλειστό βρόχο της περιέλιξης του ρότορα, το οποίο δημιουργεί μια μαγνητική ροή που είναι επίσης ακίνητη σε σχέση με τον στάτορα.

Η αλληλεπίδραση του ρεύματος του ρότορα με το προκύπτον μαγνητικό πεδίο του κινητήρα επαγωγής δημιουργεί μια ροπή πέδησης, λόγω της οποίας επιτυγχάνεται το αποτέλεσμα πέδησης.Σε αυτή την περίπτωση, ο κινητήρας λειτουργεί σε λειτουργία γεννήτριας ανεξάρτητα από το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος, μετατρέποντας την κινητική ενέργεια των κινητών μερών του ηλεκτροκινητήρα και της μηχανής εργασίας σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία διαχέεται με τη μορφή θερμότητας στο κύκλωμα του δρομέα.

Το σχήμα 2β δείχνει το πιο συνηθισμένο σχέδιο για την ενεργοποίηση των περιελίξεων του στάτη κατά τη δυναμική πέδηση. Το σύστημα διέγερσης του κινητήρα σε αυτή τη λειτουργία είναι ασύμμετρο.

Προκειμένου να αναλυθεί η λειτουργία ενός κινητήρα επαγωγής σε λειτουργία δυναμικής πέδησης, ένα ασύμμετρο σύστημα διέγερσης αντικαθίσταται από ένα συμμετρικό. Για το σκοπό αυτό, υποτίθεται ότι ο στάτορας τροφοδοτείται όχι από συνεχές ρεύμα Ip, αλλά από κάποιο ισοδύναμο τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα που δημιουργεί το ίδιο MDF (μαγνητοκινητική δύναμη) με το συνεχές ρεύμα.

Τα ηλεκτρομηχανικά και μηχανικά χαρακτηριστικά φαίνονται στο Σχ. 3.

Ρύζι. 3. Ηλεκτρομηχανικά και μηχανικά χαρακτηριστικά του ασύγχρονου κινητήρα

Το χαρακτηριστικό βρίσκεται στο σχήμα του πρώτου τεταρτημορίου I, όπου s = ω / ωo — ολίσθηση επαγωγικού κινητήρα σε λειτουργία δυναμικής πέδησης. Τα μηχανικά δεδομένα του κινητήρα βρίσκονται στο δεύτερο τεταρτημόριο II.

Διάφορα τεχνητά χαρακτηριστικά του κινητήρα επαγωγής σε λειτουργία δυναμικής πέδησης μπορούν να ληφθούν αλλάζοντας την αντίσταση R2d πρόσθετες αντιστάσεις 3 (Εικ. 2) στο κύκλωμα του ρότορα ή τροφοδοτείται συνεχές ρεύμα Azp στις περιελίξεις του στάτη.

Μεταβλητές τιμές R2q και Azn, είναι δυνατό να ληφθεί το επιθυμητό σχήμα των μηχανικών χαρακτηριστικών του κινητήρα επαγωγής σε λειτουργία δυναμικής πέδησης και επομένως η αντίστοιχη ένταση πέδησης της επαγωγικής ηλεκτρικής κίνησης.

A. I. Miroshnik, O. A. Lysenko