Kondenzatorsko zaviranje asinhronskih motorjev

Kondenzatorsko zaviranje elektromotorjev

Kondenzatorsko zaviranje asinhronih motorjev z majhno močjo in kombinirane metode zaviranja z njegovo uporabo so se v zadnjih letih široko uporabljale. Kar zadeva hitrost zaviranja, skrajšanje zavorne poti in izboljšanje natančnosti, kondenzatorsko zaviranje pogosto daje boljše rezultate kot druge metode zaviranja elektromotorjev.

Kondenzatorsko zaviranje temelji na uporabi pojava samovzbujanja indukcijskega stroja ali, pravilneje, kapacitivnega vzbujanja indukcijskega stroja, saj reaktivno energijo, potrebno za vzbujanje generatorskega načina, dovajajo kondenzatorji, povezani z navitjem statorja. V tem načinu stroj deluje z negativnim glede na vrtljivo magnetno polje, ki ga ustvarjajo prosti tokovi, vzbujeni v navitju statorja, drsenje, razvijanje zavornega momenta na gredi. Za razliko od dinamičnega in obnovitvenega, ne zahteva porabe vznemirljive energije iz omrežja.

Kondenzatorska zavorna vezja za elektromotorje

Kondenzatorsko zaviranje asinhronskih motorjev

Slika prikazuje vezje za vklop motorja med zaustavitvijo kondenzatorja. Kondenzatorji so vključeni vzporedno z navitjem statorja, običajno povezani v trikotniku.

Ko je motor izključen iz električnega omrežja tokovi praznjenja kondenzatorja ustvarjam magnetno poljenizka kotna hitrost vrtenja. Stroj preide v način regenerativnega zaviranja, hitrost vrtenja se zmanjša na vrednost, ki ustreza hitrosti vrtenja vzbujenega polja. Pri praznjenju kondenzatorjev se pojavi velik zavorni moment, ki se zmanjša z zmanjšanjem hitrosti vrtenja.

Na začetku zaviranja se kinetična energija, shranjena v rotorju, hitro absorbira s kratko zavorno potjo. Ustavitev je ostra, udarni momenti dosežejo 7 Mnom. Najvišja vrednost zavornega toka pri najvišjih vrednostih zmogljivosti ne presega zagonskega toka.

Ko se kapaciteta kondenzatorjev poveča, se zavorni moment poveča in zaviranje se nadaljuje do nižje hitrosti. Študije kažejo, da je optimalna vrednost zmogljivosti v območju 4-6 spanj. Zaustavitev kondenzatorja se ustavi pri hitrosti 30-40% nazivne hitrosti, ko hitrost rotorja postane enaka frekvenci vrtenja statorskega polja zaradi prostih tokov, ki nastanejo v statorju. V tem primeru se več kot 3/4 kinetične energije, ki jo shrani pogon, absorbira v procesu zaviranja.

Za popolno zaustavitev motorja po shemi slike 1, a je potreben moment upora gredi. Opisana shema je primerljiva z odsotnostjo stikalnih naprav, enostavnostjo vzdrževanja, zanesljivostjo in učinkovitostjo.

Ko so kondenzatorji trdno povezani vzporedno z motorjem, se lahko uporabljajo samo tisti tipi kondenzatorjev, ki so zasnovani za neprekinjeno delovanje v izmeničnem tokokrogu.

Če se izklop izvede v skladu s shemo na sliki 1 s povezavo kondenzatorjev po odklopu motorja iz omrežja, je mogoče uporabiti cenejše in majhne kovinske papirne kondenzatorje vrst MBGP in MBGO, zasnovane za delovanje v shemah konstantnega in pulzirajočega toka, kot tudi suhi polarni elektrolitski kondenzatorji (CE, KEG itd.).

Kondenzatorsko zaviranje s kondenzatorji, ohlapno vezanimi po trikotniku, je priporočljivo uporabljati za hitro in natančno zaviranje električnih pogonov, na gredi katerih deluje obremenitveni moment najmanj 25% nazivnega momenta motorja.

Za zaviranje kondenzatorja se lahko uporabi tudi poenostavljena shema: enofazno preklapljanje kondenzatorja (slika 1.6). Da bi dosegli enak zavorni učinek kot pri preklapljanju trifaznega kondenzatorja, je potrebno, da je kapacitivnost kondenzatorja v enofaznem vezju 2,1-krat večja od kapacitivnosti v vsaki fazi v vezju na sl. 1, a. V tem primeru pa je zmogljivost v enofaznem tokokrogu le 70% celotne zmogljivosti kondenzatorjev, ko so povezani v treh fazah.

Izgube energije v motorju pri kondenzatorskem zaviranju so najmanjše v primerjavi z drugimi vrstami zaviranja, zato so priporočljive za električne pogone z velikim številom zagonov.

Pri izbiri opreme je treba upoštevati, da morajo biti kontaktorji v tokokrogu statorja ocenjeni na tok, ki teče skozi kondenzatorje.Da bi odpravili pomanjkljivost kondenzatorskega zaviranja - zaustavitev delovanja, dokler se motor popolnoma ne ustavi - se uporablja v kombinaciji z dinamičnim magnetnim zaviranjem.

Zavorna vezja z dinamičnim kondenzatorjem

Tokokrogi kondenzatorsko-dinamičnega zaviranja z magnetnim zaviranjem.

Dva osnovna vezja DCB sta prikazana na sliki 2.

V vezju se enosmerni tok napaja v stator po zaustavitvi zaviranja kondenzatorja. Ta veriga je priporočljiva za natančno zaviranje pogona. Napajanje enosmernega toka mora biti izvedeno kot funkcija strojne poti. Pri zmanjšani hitrosti je dinamični zavorni navor pomemben, kar zagotavlja hitro končno zaustavitev motorja.

Učinkovitost tega dvostopenjskega zaviranja je razvidna iz naslednjega primera.

Pri dinamičnem zaviranju motorja AL41-4 (1,7 kW, 1440 vrt/min) z zunanjim vztrajnostnim momentom gredi, ki je 22 % vztrajnostnega momenta rotorja, je zavorni čas 0,6 s, zaviranje pa razdalja je 11 ,5 vrtljajev gredi.

Pri kombinaciji kondenzatorskega zaviranja in dinamičnega zaviranja se zavorni čas in razdalja zmanjšata na 0,16 s in 1,6 vrtljaja gredi (predpostavlja se, da je kapacitivnost kondenzatorjev 3,9 Sleep).

V diagramu na sl. 2b se načini prekrivajo z napajanjem enosmernega toka do konca postopka izklopa kondenzatorja. Drugo stopnjo krmili napetostni rele PH.

Kondenzatorsko dinamično zaviranje po diagramu na sl. 2.6 omogoča zmanjšanje časa in zavorne poti za 4-5 krat v primerjavi z dinamičnim zaviranjem s kondenzatorjem po shemi na sl. 1, a.Odstopanja časa in poti od njihovih povprečnih vrednosti pri zaporednem delovanju kondenzatorja in načinih dinamičnega zaviranja so 2-3 krat manjša kot v vezju s prekrivajočimi se načini.