Bromslägen för asynkronmotorer

En induktionsmotor kan arbeta i följande bromslägen: regenerativ bromsning, motsatt och dynamisk bromsning.

Regenerativ bromsning av en induktionsmotor

Regenerativ bromsning inträffar när induktionsmotorns rotorhastighet överskrider synkront.

Det regenerativa bromsläget används praktiskt taget för polväxlande motorer och i drivning av lyftmaskiner (hissar, grävmaskiner, etc.).

När du växlar till generatorläge, på grund av en förändring i vridmomentets tecken, ändrar den aktiva komponenten av rotorströmmen tecken. Sedan asynkron motor ger aktiv effekt (energi) till nätverket och förbrukar från nätverket reaktiv effekt (energi) som krävs för excitation. Detta läge inträffar till exempel när man stoppar (övergår) en tvåväxlad motor från hög till låg hastighet, som visas i fig. 1 a.

Ris. 1. Stopp av en asynkronmotor i huvudkommuteringskretsen: a) med återställande av energi i nätverket; b) opposition

Antag att motorn i utgångsläget arbetade vid karakteristik 1 och vid punkt a, roterande med hastighet ωset1... När antalet polpar ökar, går motorn till karakteristik 2, vars sektion bs motsvarar bromsning med energiåtervinning i nätverket.

Samma typ av upphängning kan implementeras i systemet frekvensomvandlare — motor vid stopp av en induktionsmotor eller vid byte från karakteristik till karakteristik. För detta reduceras frekvensen på utspänningen, och därmed den synkrona hastigheten ωо = 2πf / p.

På grund av mekanisk tröghet kommer strömhastigheten för motorn ω att ändras långsammare än den synkrona hastigheten ωo, och kommer ständigt att överstiga magnetfältets hastighet. Därför finns det ett avstängningsläge med energiåterföring till nätet.

Regenerativ bromsning kan också appliceras i elektrisk drivning av lyftmaskiner vid sänkning av laster. För detta kopplas motorn på i riktning mot sänkning av lasten (karakteristik 2, bild 1 b).

Efter slutet av avstängningen kommer den att arbeta vid en punkt med en hastighet på -ωset2... I det här fallet utförs processen för att sänka belastningen med frigörandet av energi i nätverket.

Regenerativ bromsning är den mest ekonomiska typen av bromsning.

Stoppa en asynkron elmotor genom motstånd

Att överföra en induktionsmotor till motsatt bromsläge kan göras på två sätt. En av dem är relaterad till en förändring i växlingen av två faser av spänningen som förser elmotorn.

Antag att motorn arbetar enligt karakteristik 1 (Fig. 1 b) med faser av växelspänning ABC.Sedan, när du byter två faser (t.ex. B och C), går den till karakteristik 2, vars sektion ab motsvarar det motsatta stoppet.

Låt oss uppmärksamma det faktum att med oppositionen asynkron motorglidning sträcker sig från S = 2 till S = 1.

Samtidigt roterar rotorn mot fältets rörelseriktning och saktar hela tiden ner. När hastigheten sjunker till noll måste motorn kopplas bort från elnätet, annars kan den gå in i motorläge, och dess rotor kommer att rotera i motsatt riktning mot den föregående.

Vid motkopplingsbromsning kan strömmarna i motorlindningen vara 7-8 gånger högre än motsvarande märkströmmar Motorns effektfaktor minskar avsevärt. I det här fallet är det inte nödvändigt att prata om effektivitet, eftersom både den mekaniska energin som omvandlas till elektricitet och den energi som förbrukas av nätverket försvinner i rotorns aktiva motstånd, och i det här fallet finns det ingen användbar energi.

Ekorrburmotorer överbelastas tillfälligt med ström. Det är sant att vid (S> 1), på grund av fenomenet strömförskjutning, ökar det aktiva motståndet hos rotorn märkbart. Detta resulterar i en minskning och ökning av vridmomentet.

För att öka bromseffektiviteten hos motorer med en lindad rotor införs ytterligare motstånd i kretsen av deras rotorer, vilket gör det möjligt att begränsa strömmarna i lindningarna och öka vridmomentet.

Ett annat sätt att bromsa bakåt kan användas med den aktiva karaktären av lastens vridmoment, som till exempel skapas på lyftmekanismens motoraxel.

Antag att det är nödvändigt att minska belastningen genom att se till att den stannar med en induktionsmotor. För detta ändamål överförs motorn genom att inkludera ett extra motstånd (motstånd) i rotorkretsen till en artificiell karakteristik (rät linje 3 i fig. 1).

På grund av det ögonblick som överskrider belastningen Ms startmoment Mp för motorn och dess aktiva natur kan lasten rampas ned med en konstant hastighet -ωset2... I detta läge kan induktionsmotorns glidstopp variera från S = 1 till S = 2.

Dynamisk bromsning av en induktionsmotor

För att dynamiskt stoppa statorlindningen kopplas motorn från växelströmsnätet och ansluts till en DC-källa som visas i fig. 2. I detta fall kan rotorlindningen kortslutas, eller ytterligare motstånd med ett motstånd på R2d ingår i dess krets.

Ris. 2. Schema för dynamisk bromsning av en induktionsmotor (a) och krets för att slå på statorlindningarna (b)

Den konstanta strömmen Ip, vars värde kan styras av motstånd 2, flyter genom statorlindningarna och skapar ett stationärt magnetfält i förhållande till statorn. När rotorn roterar induceras en EMF i den, vars frekvens är proportionell mot hastigheten. Denna EMF gör i sin tur att en ström uppstår i rotorlindningens slutna slinga, vilket skapar ett magnetiskt flöde som också är stationärt i förhållande till statorn.

Samspelet mellan rotorströmmen och det resulterande magnetfältet hos induktionsmotorn skapar ett bromsmoment, på grund av vilket bromseffekten uppnås.I detta fall arbetar motorn i generatorläge oberoende av växelströmsnätet, och omvandlar den kinetiska energin hos de rörliga delarna av den elektriska drivenheten och arbetsmaskinen till elektrisk energi, som avleds i form av värme i rotorkretsen.

Figur 2b visar det vanligaste schemat för att slå på statorlindningarna under dynamisk bromsning. Motorns exciteringssystem i detta läge är asymmetriskt.

För att analysera driften av en induktionsmotor i dynamiskt bromsläge ersätts ett asymmetriskt excitationssystem med ett symmetriskt. För detta ändamål antas att statorn inte matas av en likström Ip, utan av någon likvärdig trefas växelström som skapar samma MDF (magnetomotorisk kraft) som likströmmen.

De elektromekaniska och mekaniska egenskaperna visas i fig. 3.

Ris. 3. Elektromekaniska och mekaniska egenskaper hos asynkronmotorn

Karakteristiken finns i figuren i första kvadranten I, där s = ω / ωo — slirning av en induktionsmotor i dynamiskt bromsläge. Motorns mekaniska data finns i andra kvadranten II.

Olika artificiella egenskaper hos induktionsmotorn i dynamiskt bromsläge kan erhållas genom att ändra motståndet R2d ytterligare motstånd 3 (fig. 2) i rotorkretsen eller en likström Azp tillförs statorlindningarna.

Variable värden R2q och Azn, det är möjligt att erhålla den önskade formen av de mekaniska egenskaperna hos induktionsmotorn i dynamiskt bromsläge och därmed motsvarande bromsintensitet för induktionsdrivningen.

A. I. Miroshnik, O. A. Lysenko