Bremsetilstande for asynkronmotorer

En induktionsmotor kan fungere i følgende bremsetilstande: regenerativ bremsning, modsat og dynamisk bremsning.

Regenerativ bremsning af en induktionsmotor

Regenerativ bremsning opstår, når induktionsmotorens rotorhastighed overstiger synkront.

Den regenerative bremsetilstand bruges praktisk talt til polskiftende motorer og i drevene til løftemaskiner (hejseværker, gravemaskiner osv.).

Når der skiftes til generatortilstand, på grund af en ændring i drejningsmomentets fortegn, skifter den aktive komponent af rotorstrømmen fortegn. Derefter asynkron motor giver aktiv effekt (energi) til netværket og forbruger fra netværket reaktiv effekt (energi), der kræves til excitation. Denne tilstand opstår f.eks. ved standsning (overgang) af en to-hastighedsmotor fra høj til lav hastighed, som vist i fig. 1 a.

Ris. 1. Stop af en asynkronmotor i hovedkommuteringskredsløbet: a) med genoprettelse af energi i netværket; b) modstand

Antag, at motoren i startpositionen kørte ved karakteristik 1 og ved punkt a, roterende med hastighed ωset1... Når antallet af polpar stiger, bevæger motoren sig til karakteristik 2, hvis sektion bs svarer til bremsning med energigenvinding i netværket.

Samme type ophæng kan implementeres i systemet frekvensomformer — motor ved standsning af en induktionsmotor eller ved skift fra karakteristik til karakteristik. Til dette reduceres frekvensen af ​​udgangsspændingen, og dermed den synkrone hastighed ωо = 2πf / p.

På grund af mekanisk inerti vil motorens aktuelle hastighed ω ændre sig langsommere end den synkrone hastighed ωo, og vil konstant overstige magnetfeltets hastighed. Derfor er der en nedlukningstilstand med energiretur til nettet.

Regenerativ bremsning kan også anvendes i elektrisk drev af løftemaskiner ved sænkning af last. Til dette tændes motoren i retning af sænkning af belastningen (karakteristik 2, fig. 1 b).

Efter afslutningen af ​​nedlukningen vil det arbejde på et punkt med en hastighed på -ωset2... I dette tilfælde udføres processen med at sænke belastningen med frigivelse af energi i netværket.

Regenerativ bremsning er den mest økonomiske type bremsning.

Standsning af en asynkron elektrisk motor ved opposition

Overførsel af en induktionsmotor til den modsatte bremsetilstand kan gøres på to måder. En af dem er relateret til en ændring i vekslen mellem to faser af spændingen, der forsyner den elektriske motor.

Antag, at motoren arbejder i henhold til karakteristik 1 (fig. 1 b) med faser af vekselspænding ABC.Derefter, når der skiftes to faser (f.eks. B og C), går den til karakteristik 2, hvis sektion ab svarer til det modsatte stop.

Lad os være opmærksomme på det faktum, at med oppositionen asynkron motorslip går fra S = 2 til S = 1.

Samtidig roterer rotoren mod feltets bevægelsesretning og sænker konstant farten. Når hastigheden falder til nul, skal motoren afbrydes fra lysnettet, ellers kan den gå i motortilstand, og dens rotor vil rotere i den modsatte retning af den forrige.

Ved modkoblingsbremsning kan strømmene i motorviklingen være 7-8 gange højere end de tilsvarende mærkestrømme Motorens effektfaktor falder markant. I dette tilfælde er det ikke nødvendigt at tale om effektivitet, da både den mekaniske energi omdannet til elektricitet og den energi, der forbruges af netværket, spredes i rotorens aktive modstand, og i dette tilfælde er der ingen nyttig energi.

Egernburmotorer overbelastes midlertidigt med strøm. Det er rigtigt, at ved (S> 1), på grund af fænomenet strømforskydning, øges rotorens aktive modstand mærkbart. Dette resulterer i et fald og en stigning i drejningsmomentet.

For at øge bremseeffektiviteten af ​​motorer med en viklet rotor indføres yderligere modstande i kredsløbet af deres rotorer, hvilket gør det muligt at begrænse strømmene i viklingerne og øge drejningsmomentet.

En anden måde til omvendt bremsning kan bruges med den aktive karakter af lastens drejningsmoment, som for eksempel skabes på løftemekanismens motoraksel.

Antag, at det er nødvendigt at reducere belastningen ved at sikre dens standsning ved hjælp af en induktionsmotor. Til dette formål overføres motoren ved at inkludere en ekstra modstand (modstand) i rotorkredsløbet til en kunstig karakteristik (lige linje 3 i fig. 1).

På grund af det øjeblik, der overskrider belastningen, har frk startmoment Mp af motoren og dens aktive natur kan belastningen rampes ned med en konstant hastighed -ωset2... I denne tilstand kan induktionsmotorens glidestop variere fra S = 1 til S = 2.

Dynamisk bremsning af en induktionsmotor

For dynamisk at stoppe statorviklingen afbrydes motoren fra AC-nettet og tilsluttes en DC-kilde som vist i fig. 2. I dette tilfælde kan rotorviklingen kortsluttes, eller yderligere modstande med en modstand på R2d er inkluderet i dens kredsløb.

Ris. 2. Skema for dynamisk bremsning af en induktionsmotor (a) og kredsløb til at tænde for statorviklingerne (b)

Den konstante strøm Ip, hvis værdi kan styres af modstand 2, strømmer gennem statorviklingerne og skaber et stationært magnetfelt i forhold til statoren. Når rotoren roterer, induceres en EMF i den, hvis frekvens er proportional med hastigheden. Denne EMF får igen en strøm til at opstå i den lukkede sløjfe af rotorviklingen, hvilket skaber en magnetisk flux, der også er stationær i forhold til statoren.

Samspillet mellem rotorstrømmen og det resulterende magnetfelt i induktionsmotoren skaber et bremsemoment, på grund af hvilket bremseeffekten opnås.I dette tilfælde fungerer motoren i generatortilstand uafhængigt af vekselstrømsnetværket, og omdanner den kinetiske energi af de bevægelige dele af det elektriske drev og arbejdsmaskinen til elektrisk energi, som spredes i form af varme i rotorkredsløbet.

Figur 2b viser det mest almindelige skema til at tænde for statorviklingerne under dynamisk bremsning. Motorens excitationssystem i denne tilstand er asymmetrisk.

For at analysere driften af ​​en induktionsmotor i dynamisk bremsetilstand erstattes et asymmetrisk excitationssystem med et symmetrisk. Til dette formål antages det, at statoren ikke forsynes af en jævnstrøm Ip, men af ​​en eller anden ækvivalent trefaset vekselstrøm, der skaber den samme MDF (magnetomotorisk kraft) som jævnstrømmen.

De elektromekaniske og mekaniske egenskaber er vist i fig. 3.

Ris. 3. Asynkronmotorens elektromekaniske og mekaniske egenskaber

Karakteristikken findes i figuren i første kvadrant I, hvor s = ω / ωo — slip af en induktionsmotor i dynamisk bremsetilstand. Motorens mekaniske data findes i anden kvadrant II.

Forskellige kunstige egenskaber for induktionsmotoren i dynamisk bremsetilstand kan opnås ved at ændre modstanden R2d yderligere modstande 3 (fig. 2) i rotorkredsløbet eller en jævnstrøm Azp leveres til statorviklingerne.

Variable værdier R2q og Azn, det er muligt at opnå den ønskede form af induktionsmotorens mekaniske egenskaber i dynamisk bremsetilstand og dermed den tilsvarende bremseintensitet af induktionselektrisk drev.

A. I. Miroshnik, O. A. Lysenko