Valet av en asynkron elektrisk motor för drift i läget för dynamisk bromsning genom självexcitering

Asynkron elektrisk motor med en lindad rotor med det enklaste kontrollschemat — införandet av motstånd i rotorkretsen har extremt låga kontrollegenskaper. Därför, innan frekvensomformare var tillgängliga på marknaden, utvecklades olika system för att erhålla reducerad hastighet i nedtrappningsläge.

Egentligen finns det inte så många av dem. Utomlands blev användningen av en extra elektrisk maskin - en virvelbroms monterad på samma axel som huvudmotorn - utbredd. Schemat tillåter dig att få tillräckligt stela mekaniska egenskaper när du sänker lasten, men en sådan elektrisk drivning har extremt låga energiegenskaper (bromsenergi frigörs i virvelbromsen). Dessutom har virvelbromsen en ganska hög kostnad och komplicerar avsevärt layouten av den mekaniska delen.

För att erhålla landningshastigheten i lyftmekanismer baserade på en asynkronmotor med fasrotor vid Dynamo-fabriken i slutet av 1970-talet tog därför ett designteam under ledning av E.M. Pevzner introducerade självupphetsad dynamisk bromsning.

En sådan elektrisk drivning används ofta i hushållskranar (paneler av typen TSD, TSDI, KSDB för bro-, portal- och portalkranar, kontrollpaneler för tornkranar KB-309, KB-403, KB-404, KB-405, KB - 406, KB-408, KB-415, KB-415-07, KB-473, KBM-401P.). Vi talar alltså om tiotusentals kranar i drift.

Ris. 1. Schema för inkludering av en asynkronmotor i dynamiskt bromsläge genom självexcitering

Principen för dynamisk bromsning med självexcitering är följande:

Rotorkretsen inkluderar trefaslikriktare UZ (fig. 1). Elmotorn kopplas bort från nätet via kontaktorn KM1. Den likriktade spänningen ansluts till statorlindningen genom kontaktorn KM2. Kontaktorkontakter KM3 är stängda. När bromsen släpps (visas inte i diagrammet) börjar motoraxeln rotera under verkan av den fallande vikten.

En EMF induceras i rotorlindningen, under vilken inverkan en ström börjar flyta i rotor-statorkretsen. Motorn utvecklar bromsmomentet, lasten sänks med konstant hastighet. Varvtalsvärdet bestäms av rotorkretsens motståndsvärde. Ju större motstånd, desto snabbare är nedstigningshastigheten. För att öka hastigheten är kontaktorn KM3 avstängd.

I dynamiskt bromsläge för självexcitering förbrukar den elektriska drivningen ström från nätverket endast för att driva den hydrauliska bromspåskjutaren och reläkontaktorutrustningen. Som ett exempel, Fig. 7 visar de mekaniska egenskaperna hos en elektrisk drivning med en TSD-panel.

Ris. 2. Mekaniska egenskaper hos lyftmekanismens elektriska drivning med TSD-panelen

Dynamiska bromsegenskaper betecknas som 1C, 2C, 3C. Det kan ses att egenskaperna har tillräcklig hårdhet. Hastighetsjusteringen utförs i intervallet 1: 8, vilket i de flesta fall är tillräckligt för masskranar.

Villkoret för självexcitering av elmotorn är:

Där x '2- induktivt motstånd hos rotorlindningen, Ohm; хо- induktivt motstånd hos magnetiseringskretsen. Om

Där ks — koefficient för systemet

kd — reduktionskoefficient för rotorströmmen till statorströmmen; kcx — korrigeringskoefficient, för en trefas bryggkrets kx = 0,85; kt är omvandlingskoefficienten för motorn från stator till rotor

Koefficient kd beror på anslutningsschemat för statorlindningarna, som är anslutna till en stjärna i hushållskranarmotorer vid en nätspänning på 380 V.

Koefficient kt beror på transformationskoefficienten, d.v.s. av förhållandet mellan statorspänning och rotorspänning, vilket beror på motortypen. Till exempel, för flera elmotorer i MT- och 4MT-serierna, är värdet och relaterade parametrar tabellerade. 1.

Bord 1.

Elmotortyp effekt, kWt Rotorspänning, 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 55 290 1,31 1,31 1,31 1,31 1,31 1,31 1,31 1,31 1. -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 2,98 2.91

Villkor кс ≥ √(1 + 2х '2/хо) utförs för motorer av typ MTN412-6, 4MTN225L6, som kan kallas "exciterade". Sådana elmotorer går in i självexciteringsläget utan att göra ytterligare kretsbeslut. I lågspänningskompletta enheter (lågspänningsställverk eller kontrollpaneler) som är utformade för att fungera tillsammans med sådana motorer, tillhandahålls en liten initial excitation för tillförlitlig drift.

Den initiala exciteringen utförs genom att passera en konstant, den så kallade Ett litet värde på "matningsström" (vanligtvis inte mer än 10% av motorns märkström) från en halvvågslikriktare. För exciterade motorer är detta i alla fall tillräckligt för en tillförlitlig övergång till det självexciterade dynamiska bromsläget.

Elmotorer MTN512-6, 4MTN280M6, för vilka villkoret кс ≥ √(1 + 2х '2/хо) inte är uppfyllt, är "oexciterade". Detta betyder inte att sådana motorer inte kan fungera i dynamiskt bromsläge med självexcitering, men värdet på den extra ström som krävs för dem når 50% av statorns märkström.Detta kräver användning av speciella NKU (kontrollpaneler) för icke-exciterade elmotorer. …

Elmotor typ 4MTN280L10 med кс = √(1 + 2х '2/хо) är vid gränsen för självexcitering och varje slumpmässig förändring av parametrarna kan bryta mot självexciteringsvillkoret. Därför kan en sådan motor också klassificeras som icke-exciterbar.

Huvudparametrarna som påverkar elmotorns förmåga att självexcitera är märkspänningen hos rotorn E2nom. Det kritiska värdet för E2nom, vid vilket självexcitering inte sker utan en stor matningsström, bör tas till 300 V.

Denna egenskap hos det dynamiska bromsläget för självexcitering togs i beaktande av Dynamo-anläggningen och Sibelektromotor PO när man utvecklade en serie 4MT-kranelektriska motorer i början av 1980-talet.

Speciellt har E2nom-värdet för vissa elmotorer reducerats jämfört med den tidigare MT-serien för att göra motorerna exciterbara.

Till exempel, för elmotorn 4MTN225L6, som används allmänt i den elektriska drivningen av tornkranar, reducerades E2nom jämfört med den tidigare motorn i MTN512-6-serien från 340 till 290 V, vilket gjorde motorn självupphetsad. Senare startade OJSC "Sibelelectromotor" produktionen av elmotorn 4MTM225L6 med samma parametrar.

Med tiden började elmotorer med liknande syfte att tillverkas av andra tillverkare.

Rzhevsky Crane Construction Plant producerar elmotorn MKAF225L6, Siberian Electrotechnical Company tillverkar elmotorn 4MTM225L6 PND.Trots utseendet som skiljer sig från prototypen relaterat till var och en av tillverkarnas tekniska kapacitet, har alla dessa elmotorer samma elektriska parametrar och installationsdimensioner och är helt utbytbara.

Skillnaden i namnen på motorerna gör att användaren kan göra ett välgrundat val av en eller annan tillverkare, styrt av sina egna preferenser, pris, leveranstid etc. Och samtidigt vara helt säker på att byte av en elmotor från en krantillverkare med en elmotor från en annan tillverkare inte kommer att leda till fel på kranen eller en olycka.

Men under det senaste decenniet har elmotorer från olika tillverkare dykt upp på den inhemska marknaden, vars märke exakt återger märket för den "original" elmotorn producerad av JSC "Sibelelectromotor". Det kan antas att ursprunget till elmotorer är kopplat till vårt lands stora östra grann. Deras pris är något lägre än traditionella tillverkare, så intresset för dem från företagens leveranser är förståeligt.

Genom att beställa en elmotor för installation på en tillverkad kran eller byta ut en skadad elmotor på en kran med en fungerande kan du alltså få en elmotor från en okänd tillverkare, med en E2nom som skiljer sig från prototypen av elmotorn.

Situationen påminner en del om tidigt 90-tal, då flera popgrupper med samma namn turnerade landet samtidigt.

Låt oss återigen komma ihåg att förhållandet E2nom / I2nom är den viktigaste parametern för en motor med en lindad rotor, vilket påverkar valet av startmotstånd, relä-kontaktorutrustning och, som nämnts ovan, på villkoret för självexcitering av elektrisk motor.

Ofta finns det dock inga rotordata alls på namnskyltarna på klonade motorer. Här är ett exempel:

Ris. 3. Märkskylt för asynkron motor för rotorkran

Den här elmotorn hade förresten det «rätta» värdet E2nom, först nu måste det bestämmas empiriskt.

I andra tillverkares kataloger för elmotorn 4MTM225L6 anges värdet E2nom = 340 V, dvs. den upphetsade motorn blev en oupphetsad sådan. Konsekvensen av att använda en sådan elmotor som en del av en elektrisk drivning med dynamisk bromsning med självexcitering är en minskning av belastningen och separation av elmotorn med mekanisk förstörelse av rotor- och statorlindningarna.

Det är exakt den här bilden som författaren nyligen observerade i ett av de äldsta ryska maskinbyggande företagen, där en ny brokran med en klonad elmotor av typen 4MTM225L6 med E2n = 340 V levererades. Bara med tur kunde folk inte leverera lida. Dessutom återställer ägaren till kranen motorn tre (!) gånger efter att ha slingrat sig.

En annan tillverkare av klonade elmotorer, som tydligen upprepade gånger råkade ut för liknande olyckor, tillverkar nu två elmotorer under samma märke (!). En med E2nom = 340 V, den andra med E2nom = 264 V anges i katalogen med en notering: "för typ KB kranar", d.v.s. tornkranar.

En sådan motor används förvisso mest på tornkranar, men den är också installerad på brokranar. Så du kan höra dialogen mellan Leverantören och Kunden: ”Vilken kran behöver du en motor till? För golvet. Ta sedan denna (E2nom = 340 V). » Och i drivningen av de elektriska lyftarna finns en manöverpanel med självuppblåst dynamisk bromsning. Resultatet beskrivs ovan.

Samtidigt är det ingen som säger att dessa elmotorer är defekta eller opålitliga och inte kan användas på kranar. Ju fler valmöjligheter på marknaden, desto bättre. Som man säger, det finns fler bra och annorlunda motorer. Det är bara det att deras varumärke vilseleder konsumenten, vilket kan vara kantat av farliga konsekvenser.

För att använda en elmotor med andra rotorparametrar än prototypen måste du:

• Mät E2nom när rotorkretsen är öppen och statorlindningen är ansluten till nätet;

• Baserat på E2nom-mätningar, beräkna, välj och beställ ballastmotstånd;

• Välj en kontrollpanel för icke-exciterande elmotorer från katalogen och beställ den.

Eller så kan du helt enkelt fråga om värdet på E2nom innan du beställer en motor som lockar med sitt pris och specifikt komma överens om detta i kontraktet. Detta utesluter dock inte mätningen av E2nom under ingångsstyrningen av den beställda motorn.

Genom att sammanfatta ovanstående kan vi dra följande slutsatser:

• I den elektriska drivningen av hushållskranar baserade på fasrotorelektriska motorer används självupphetsad dynamisk bromsning i stor utsträckning. Tiotusentals sådana elektriska enheter är i drift. De utfärdas fortfarande.

• För att fungera i självuppblåst dynamiskt bromsläge måste elmotorn ha ett visst förhållande E2nom / I2nom.

• Huvudvillkoret för självexcitering av en elektrisk motor med en lindad rotor är värdet på E2nom ≤ 300 V.

• Användning av elmotorer med E2nom> 300 V med kontrollpaneler avsedda för exciterade elmotorer kan få lasten att sjunka och förstöra elmotorn.