Valget af en asynkron elektrisk motor til drift i tilstanden med dynamisk bremsning ved selv-excitering

Asynkron elektrisk motor med en viklet rotor med det enkleste kontrolskema — inklusion af modstand i rotorkredsløbet har ekstremt lave kontrolegenskaber. Derfor, før tilgængeligheden af ​​frekvensomformere på markedet, blev der udviklet forskellige ordninger for at opnå reduceret hastighed i step-down-tilstand.

Faktisk er der ikke så mange af dem. I udlandet blev brugen af ​​en ekstra elektrisk maskine - en hvirvelbremse monteret på samme aksel som hovedmotoren - udbredt. Ordningen giver dig mulighed for at få tilstrækkeligt stive mekaniske egenskaber, når du sænker belastningen, men et sådant elektrisk drev har ekstremt lave energiegenskaber (bremseenergi frigives i hvirvelbremsen). Derudover har vortex-bremsen en ret høj pris og komplicerer i høj grad layoutet af den mekaniske del.

For at opnå landingshastigheden i løftemekanismer baseret på en asynkronmotor med en faserotor på Dynamo-fabrikken i slutningen af ​​1970'erne har et designteam ledet af E.M. Pevzner introducerede selvophidset dynamisk bremsning.

Et sådant elektrisk drev er meget udbredt i husholdningskraner (paneler af typen TSD, TSDI, KSDB til bro-, portal- og portalkraner, kontrolpaneler til tårnkraner KB-309, KB-403, KB-404, KB-405, KB - 406, KB-408, KB-415, KB-415-07, KB-473, KBM-401P.). Vi taler således om titusindvis af kraner i drift.

Ris. 1. Skema for inkludering af en asynkronmotor i dynamisk bremsetilstand ved selv-excitering

Princippet for dynamisk bremsning med selv-excitering er som følger:

Rotorkredsløbet omfatter trefaset ensretter UZ (fig. 1). Elmotoren afbrydes fra netværket via kontaktoren KM1. Den ensrettede spænding er forbundet til statorviklingen gennem kontaktoren KM2. Kontaktorkontakter KM3 er lukkede. Når bremsen slippes (ikke vist i diagrammet), begynder motorakslen at rotere under påvirkning af den faldende vægt.

En EMF induceres i rotorviklingen, under påvirkning af hvilken en strøm begynder at strømme i rotor-statorkredsløbet. Motoren udvikler bremsemomentet, belastningen sænkes med konstant hastighed. Hastighedsværdien bestemmes af rotorkredsløbets modstandsværdi. Jo større modstand, jo hurtigere nedstigningshastighed. For at øge hastigheden er kontaktor KM3 slukket.

I selv-exciterende dynamisk bremsetilstand bruger det elektriske drev kun strøm fra netværket for at drive bremsens hydrauliske pusher og relæ-kontaktorudstyr. Som et eksempel viser fig. 7 viser de mekaniske karakteristika for et elektrisk drev med et TSD-panel.

Ris. 2. Mekaniske egenskaber for løftemekanismens elektriske drev med TSD-panelet

Dynamiske bremseegenskaber er betegnet som 1C, 2C, 3C. Det kan ses, at egenskaberne har tilstrækkelig hårdhed. Hastighedsjusteringen udføres i området 1:8, hvilket i de fleste tilfælde er tilstrækkeligt til massehaner.

Betingelsen for selv-excitering af den elektriske motor er:

Hvor x '2- induktiv modstand af rotorviklingen, Ohm; хо- induktiv modstand af magnetiseringskredsløbet. Om

Hvor ks — koefficient for ordningen

kd — reduktionskoefficient af rotorstrømmen til statorstrømmen; kcx — korrektionskredsløbskoefficient, for et trefaset brokredsløb kx = 0,85; kt er transformationskoefficienten for motoren fra stator til rotor

Koefficient kd afhænger af tilslutningsskemaet for statorviklingerne, som er forbundet til en stjerne i husholdningshanemotorer ved en netspænding på 380 V.

Koefficient kt afhænger af transformationskoefficienten, dvs. af forholdet mellem statorspænding og rotorspænding, som afhænger af motortypen. For eksempel for flere elektriske motorer i MT- og 4MT-serien er værdien og relaterede parametre i tabelform. 1.

Tabel 1.

Elmotor type effekt, kWt Rotorspænding, 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 1,31 1,30 -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

Betingelse кс ≥ √(1 + 2х '2/хо) udføres for motorer af typen MTN412-6, 4MTN225L6, som kan kaldes "spændte". Sådanne elektriske motorer går ind i selvexcitationstilstanden uden at træffe yderligere kredsløbsbeslutninger. I lavspændingskomplette enheder (lavspændingskoblinger eller kontrolpaneler), der er designet til at arbejde sammen med sådanne motorer, er der imidlertid tilvejebragt en lille indledende excitation for pålidelig drift.

Den indledende excitation udføres ved at passere en konstant, den såkaldte En lille værdi af "forsyningsstrøm" (normalt ikke mere end 10% af motorens mærkestrøm) fra en halvbølgeensretter. For exciterede motorer er dette under alle omstændigheder tilstrækkeligt til en pålidelig overgang til den selv-exciterede dynamiske bremsetilstand.

Elektriske motorer MTN512-6, 4MTN280M6, for hvilke betingelsen кс ≥ √(1 + 2х '2/хо) ikke er opfyldt, er "uspændte". Dette betyder ikke, at sådanne motorer ikke kan fungere i dynamisk bremsetilstand med selvexcitering, men værdien af ​​den ekstra strøm, der kræves for dem, når 50% af statorens nominelle strøm.Dette nødvendiggør brugen af ​​specielle NKU (kontrolpaneler) til ikke-exciterede elektriske motorer. …

Elektrisk motor type 4MTN280L10 med кс = √(1 + 2х '2/хо) er ved grænsen for selv-excitering, og enhver tilfældig ændring i parametrene kan krænke selv-exciteringstilstanden. Derfor kan en sådan motor også klassificeres som ikke-eksciterbar.

De vigtigste parametre, der påvirker den elektriske motors evne til selv at excitere, er den nominelle spænding af rotoren E2nom. Den kritiske værdi af E2nom, ved hvilken selvexcitering ikke forekommer uden en stor forsyningsstrøm, bør tages som 300 V.

Denne egenskab ved den dynamiske selv-exciterende bremsetilstand blev taget i betragtning af Dynamo-anlægget og Sibelektromotor PO, da de udviklede en serie af 4MT-kranelektriske motorer i begyndelsen af ​​1980'erne.

Især E2nom-værdien for nogle elektriske motorer er blevet reduceret i forhold til den tidligere MT-serie for at gøre motorerne excitable.

For eksempel, for den elektriske motor 4MTN225L6, der er meget udbredt i det elektriske drev af tårnkraner, blev E2nom reduceret sammenlignet med den tidligere MTN512-6 serie motor fra 340 til 290 V, hvilket gjorde motoren selvophidset. Senere startede OJSC "Sibelelectromotor" produktionen af ​​elektrisk motor 4MTM225L6 med de samme parametre.

Over tid begyndte elektriske motorer med et lignende formål at blive produceret af andre producenter.

Rzhevsky Crane Construction Plant producerer MKAF225L6 elektrisk motor, Siberian Electrotechnical Company producerer 4MTM225L6 PND elektrisk motor.På trods af udseendet forskelligt fra prototypen relateret til de teknologiske muligheder hos hver af producenterne, har alle disse elektriske motorer de samme elektriske parametre og installationsdimensioner og er fuldstændigt udskiftelige.

Forskellen i navnene på motorerne giver brugeren mulighed for at træffe et informeret valg af en eller anden producent, styret af sine egne præferencer, pris, leveringstid osv. Og vær samtidig helt sikker på, at udskiftning af en elmotor fra en vandhaneproducent med en elmotor fra en anden producent ikke vil føre til en funktionsfejl i vandhanen eller en ulykke.

Men i det sidste årti er der opstået elektriske motorer fra forskellige producenter på hjemmemarkedet, hvis mærke nøjagtigt gengiver mærket af den "originale" elektriske motor produceret af JSC "Sibelelectromotor". Det kan antages, at oprindelsen af ​​elektriske motorer er forbundet med vores store østlige nabo. Deres pris er lidt lavere end traditionelle producenters, så interessen for dem fra virksomhedernes forsyninger er forståelig.

Ved at bestille en elmotor til montering på en fremstillet kran eller udskifte en beskadiget elmotor på en kran med en fungerende, kan du således få en elmotor fra en ukendt producent, med en E2nom forskellig fra prototypen af ​​elmotoren.

Situationen minder en del om begyndelsen af ​​90'erne, hvor flere popgrupper med samme navn turnerede landet på samme tid.

Lad os endnu en gang huske på, at forholdet E2nom / I2nom er den vigtigste parameter for en motor med en viklet rotor, hvilket påvirker valget af startmodstande, relæ-kontaktorudstyr og, som nævnt ovenfor, på betingelse af selv-excitering af elektrisk motor.

Ofte er der dog slet ingen rotordata på navneskiltene på klonede motorer. Her er et eksempel:

Ris. 3. Rotor kran asynkron motor navneskilt

Denne elmotor havde i øvrigt den «korrekte» værdi E2nom, først nu skulle den bestemmes empirisk.

I andre producenters kataloger for 4MTM225L6 elmotoren er værdien E2nom = 340 V angivet, dvs. den ophidsede motor blev en uophidset en. Konsekvensen af ​​at bruge en sådan elektrisk motor som en del af et elektrisk drev med dynamisk bremsning med selvmagnetisering er et fald i belastningen og adskillelse af den elektriske motor med mekanisk ødelæggelse af rotor- og statorviklingerne.

Det er præcis dette billede, som forfatteren for nylig observerede i en af ​​de ældste russiske maskinbygningsvirksomheder, hvor en ny brokran med en klonet elektrisk motor af typen 4MTM225L6 med E2n = 340 V blev leveret. Kun ved held, folk ikke lide. Derudover restaurerer ejeren af ​​kranen motoren tre (!) gange efter undvigelse.

En anden producent af klonede elektriske motorer, der tilsyneladende gentagne gange har oplevet lignende ulykker, producerer nu to elektriske motorer under samme mærke (!). Den ene med E2nom = 340 V, den anden med E2nom = 264 V er angivet i kataloget med en note: "til type KB-haner", dvs. tårnkraner.

En sådan motor er faktisk mest udbredt på tårnkraner, men den er også installeret på brokraner. Så du kan høre dialogen mellem Leverandøren og Kunden: ”Hvilken kran skal du bruge en motor til? Til gulvbelægningen. Så tag denne (E2nom = 340 V). »Og i drevet af de elektriske taljer er der et betjeningspanel med selvaktiverende dynamisk bremsning. Resultatet er beskrevet ovenfor.

Samtidig er der ingen, der siger, at disse elektriske motorer er defekte eller upålidelige og ikke kan bruges på kraner. Jo flere valgmuligheder på markedet, jo bedre. Som man siger, er der flere gode og anderledes motorer. Det er bare, at deres brand vildleder forbrugeren, hvilket kan være fyldt med farlige konsekvenser.

For at bruge en elektrisk motor med andre rotorparametre end prototypen skal du:

• Mål E2nom, når rotorkredsløbet er åbent, og statorviklingen er forbundet til nettet;

• Baseret på E2nom målinger, beregne, vælge og bestille ballast modstande;

• Vælg et kontrolpanel til ikke-exciterende elektriske motorer fra kataloget og bestil det.

Eller du kan blot spørge om værdien af ​​E2nom, før du bestiller en motor, der tiltrækker med sin pris og specifikt aftale dette i kontrakten. Dette udelukker dog ikke måling af E2nom under indgangsstyringen af ​​den bestilte motor.

Ved at opsummere ovenstående kan vi drage følgende konklusioner:

• I det elektriske drev af husholdningsvandhaner baseret på faserotorelektriske motorer er selvophidset dynamisk bremsning meget brugt. Titusindvis af sådanne elektriske drev er i drift. De bliver stadig udstedt.

• For at fungere i selvaktiverende dynamisk bremsetilstand skal elmotoren have et vist E2nom / I2nom forhold.

• Hovedbetingelsen for selvexcitering af en elektrisk motor med en viklet rotor er værdien af ​​E2nom ≤ 300 V.

• Brugen af ​​elmotorer med E2nom> 300 V med kontrolpaneler designet til exciterede elmotorer kan få belastningen til at falde og ødelægge elmotoren.