Режими на спиране на асинхронни двигатели

Асинхронният двигател може да работи в следващите спирачни режими: в режим регенеративно спиране, инвертиращ и динамичен.

Регенеративно спиране на асинхронен двигател

Регенеративното спиране се извършва в този случай, когато скоростта на ротора на асинхронния мотор надвиши синхронизираната скорост на двигателя.

Режимът на регенеративно спиране се използва за двигатели с полюсни превключвания и за повдигане на машинни задвижвания (подемници, багери и т.н.).

При преминаване към режима на генератора поради конфигурацията на знака на момента, активният компонент на тока на ротора променя своя символ. В този случай асинхронният двигател дава активна енергия (енергия) в мрежата и консумира от мрежата реактивната мощност (енергията), необходима за възбуждане. Този режим се появява например при спиране (преход) на двустепенния мотор от най-високата до най-ниската скорост, както е показано на фиг. 1 а.

Фиг. 1. Скорост на асинхронен двигател в главната верига: а) с възстановяване на енергията в мрежата; б) чрез противопоставяне

Нека си представим, че в първоначалната си позиция двигателят е работил върху характеристиката 1 и в точката a, въртяща се при скоростта ωust1. Когато броят на двойките полюси се увеличава, двигателят преминава към характеристика 2, раздел bc от който съответства на спирането при възстановяването на енергията в мрежата.

Същият тип отрицателно ускорение може да се реализира в системата за честотен преобразувател - двигателят, когато асинхронният двигател е спрян или при смяна на характеристика. За тази цел честотата на изходното напрежение се намалява и синхронната скорост ωо = 2πf / p.

Благодарение на механичната инерция, скоростта на двигателя ω варира по-бавно от синхронната скорост ωо и постоянно ще надвишава скоростта на магнитното поле. Поради това се появява спирачен режим с подаване на енергия в мрежата.

Регенеративното спиране може да се осъществи и при електрическо задвижване на товарозахващащи машини при спускане на стоки. За тази цел двигателят се реже в посока на спускане на товара (ред 2 на фигура 1 b).

След края на спирането, тя ще работи в точка със скорост -горима2. С всичко това процесът на понижаване на натоварването се извършва с енергията, доставена в мрежата.

Регенериращото спиране е по-икономичен тип спиране.

Индукция на индукционния двигател чрез индукция

Прехвърлянето на асинхронния мотор в спирачния режим чрез противопоставяне може да се извърши по 2 начина. Един от тях е свързан с конфигурацията на редуването на двете фази на захранващото напрежение на двигателя.

Да предположим, че двигателят работи на характеристика 1 (фигура 1b), когато напрежението фази ABC се редуват. След това, при превключване на две фази (например, В и С), той преминава към характеристика 2, чиято секция съответства на спиране чрез противопоставяне.

Нека да обърнем внимание на това събитие, че при антиаксклузирането плъзгането на асинхронния мотор се променя от S = 2 до S = 1.

Роторът при това се обръща срещу посоката на полето и непрекъснато се забавя. Когато скоростта спадне до нула, двигателят трябва да бъде изключен от мрежата, в противен случай той може да влезе в режима на двигателя, като ротора му се върти в посоката, която е била предишната.

При спиране от противоположния ток, токовете в намотката на двигателя могат да бъдат 7-8 пъти по-високи от точните номинални токове. Факторът на мощността на двигателя е намаляващ. От ефективността в този случай не може да се каже, тк. и преобразувани в електронна механична енергия и консумирана енергия от мрежата, се разпръскват в активното съпротивление на ротора и в този случай не се използва полезна енергия.

Кратковременните двигатели са претоварени в краткосрочен план. Вярно е, че те имат (С. > 1) поради феномена на текущото изместване, активното съпротивление на ротора се увеличава значително. Това води до намаляване и увеличаване на момента.

За да се увеличи спиране двигатели представяне с рана на ротора в техните роторни вериги въвежда допълнителна устойчивост, което ограничава теченията в намотките и добавката за време.

Друг начин за спиране чрез противопоставяне може да бъде приложен с активната природа на момента на натоварване, който се създава например върху вала на двигателя на механизма за повдигане на товара.

Да приемем, че е необходимо да извършим спускането на товара, като осигурим спирането му с асинхронен двигател. За да направите това, двигателят чрез метода за включване на допълнителен резистор (съпротивление) в роторната верига се прехвърля на изкуствена характеристика (равна на 3 на фиг.1).

Поради превишението на натоварването Ms на началния въртящ момент Mn на двигателя и неговата активна природа, товарът може да падне с постоянна скорост -oust2. В този режим пропускането на асинхронен двигател може да варира от S = 1 до S = 2.

Динамично спиране на асинхронен двигател

За динамично спиране на намотката на статора двигателят е изключен от мрежата от променлив ток и е свързан към непроменлив източник на ток, както е показано на фиг. 2. Намотката на ротора може да бъде късо съединение, или допълнителни резистори с съпротивление R2d могат да бъдат вкарани в неговата верига.

Фиг. 2. Диаграма на динамичното спиране на асинхронен двигател (а) и схемата за включване на намотките на статора (б)

Постоянният ток Ip, чиято стойност може да бъде регулирана от резистора 2, протича през статорните намотки и прави стационарно магнитно поле спрямо статора. Когато роторът се завърти, в него се предизвиква ЕМП, чиято честота е пропорционална на скоростта. Този ЕМП, от своя страна, предизвиква появата на ток в затворения контур на намотката на ротора, което прави магнитния поток също неподвижен по отношение на статора.

Взаимодействието на тока на ротора с полученото магнитно поле на индукционния двигател прави спирачния момент, благодарение на който се постига спирачен ефект. Двигателят в този случай действа като генератор независимо от електрическата мрежа, превръщане на кинетичната енергия на движещите се части на устройството за задействане и работеща машина в електрониката, която се разсейва като топлина в ротора веригата.

Фигура 2b показва най-често срещаната схема за включване на статорните намотки по време на динамично спиране. Възбуждащата система на двигателя в този режим е асиметрична.

За да се анализира работата на асинхронния двигател в динамичния спирачна режим асиметричен възбуждане система симетричен заместител. За тази цел, се приема, че статорът не се захранва постоянен ток Ip, и определен еквивалент трифазен променлив ток, който създава същия MDS (Магнитна сила), че настоящите и константа.

Електромеханичните и механичните свойства са показани на фиг. 3.

Фиг. 3. Електромеханични и механични свойства на асинхронен двигател

Линията е поставена в първия квадрант I, където s = ω / ωo е плъзгането на асинхронния мотор в режим динамично спиране. Механичните свойства на мотора са разположени във втория квадрант II.

Различни свойства на изкуствен асинхронен двигател в динамичен режим на спиране могат да бъдат получени чрез промяна на съпротивлението R2d допълнително съпротивление 3 (фиг. 2) във веригата или неизменен роторен ток IP подава към статорните намотки.

Променяйки стойностите на R2d и In, може да се получи желаната форма на механични характеристики на асинхронен двигател в режим на динамично спиране и, съответно, интензивността на инхибиране на асинхронно електрическо задвижване.

Miroshnik AI, Lysenko OA

Училище за електротехник