Načini zaviranja asinhronih motorjev

Indukcijski motor lahko deluje v naslednjih načinih zaviranja: regenerativno zaviranje, nasprotno in dinamično zaviranje.

Regenerativno zaviranje indukcijskega motorja

Regenerativno zaviranje se pojavi, ko hitrost rotorja indukcijskega motorja preseže sinhrono.

Način regenerativnega zaviranja se praktično uporablja pri motorjih s menjavo polov in v pogonih dvižnih strojev (dvigala, bagri itd.).

Pri preklopu v generatorski način zaradi spremembe znaka navora aktivna komponenta toka rotorja spremeni znak. Potem asinhroni motor daje aktivno moč (energijo) omrežju in porablja iz omrežja potrebno jalovo moč (energijo) za vzbujanje. Ta način se pojavi na primer pri zaustavitvi (preklopu) dvohitrostnega motorja z visoke na nizko hitrost, kot je prikazano na sl. 1 a.

riž. 1. Zaustavitev asinhronega motorja v glavnem komutacijskem krogu: a) z obnovitvijo energije v omrežju; b) nasprotovanje

Predpostavimo, da je motor v začetnem položaju deloval na karakteristiki 1 in v točki a se je vrtel s hitrostjo ωset1 ... Ko se število parov polov poveča, se motor premakne na karakteristiko 2, katere odsek bs ustreza zaviranju z rekuperacijo energije v omrežju.

Enak tip vzmetenja je mogoče implementirati v sistem frekvenčni pretvornik — motor pri zaustavitvi indukcijskega motorja ali pri preklopu iz karakteristike v karakteristiko. Za to se zmanjša frekvenca izhodne napetosti in s tem sinhrona hitrost ωо = 2πf / p.

Zaradi mehanske vztrajnosti se bo trenutna hitrost motorja ω spreminjala počasneje kot sinhrona hitrost ωo in bo nenehno presegala hitrost magnetnega polja. Zato obstaja način zaustavitve z vračanjem energije v omrežje.

Lahko se uporabi tudi regenerativno zaviranje električni pogon dvižnih strojev pri spuščanju bremen. Za to se motor vklopi v smeri spuščanja bremena (karakteristika 2, slika 1 b).

Po koncu izklopa bo deloval na točki s hitrostjo -ωset2... V tem primeru poteka proces znižanja bremena s sproščanjem energije v omrežju.

Regenerativno zaviranje je najbolj ekonomičen način zaviranja.

Ustavitev asinhronega elektromotorja z nasprotovanjem

Prenos indukcijskega motorja v obratni način zaviranja je mogoče izvesti na dva načina. Eden od njih je povezan s spremembo menjave dveh faz napetosti, ki napaja elektromotor.

Predpostavimo, da motor deluje po karakteristiki 1 (slika 1 b) s fazami izmenične napetosti ABC.Nato pri preklopu dveh faz (npr. B in C) preide na karakteristiko 2, katere odsek ab ustreza nasprotni zaustavitvi.

Bodimo pozorni dejstvo, da z opozicijo zdrs asinhronega motorja se giblje od S = 2 do S = 1.

Hkrati se rotor vrti v nasprotni smeri gibanja polja in se nenehno upočasnjuje. Ko hitrost pade na nič, je treba motor odklopiti iz omrežja, sicer lahko preide v motorni način, njegov rotor pa se bo vrtel v nasprotni smeri od prejšnjega.

Pri protistikalnem zaviranju so tokovi v navitju motorja lahko 7-8-krat višji od ustreznih nazivnih tokov Faktor moči motorja se bistveno zmanjša. V tem primeru ni treba govoriti o učinkovitosti, saj se tako mehanska energija, pretvorjena v električno energijo, kot energija, ki jo porabi omrežje, razpršita v aktivnem uporu rotorja in v tem primeru ni koristne energije.

Motorji z veveričjo kletko so trenutno preobremenjeni s tokom. Res je, da se pri (S> 1) zaradi pojava tokovnega premika aktivni upor rotorja opazno poveča. Posledica tega je zmanjšanje in povečanje navora.

Za povečanje učinkovitosti zaviranja motorjev z navitim rotorjem so v tokokrog njihovih rotorjev uvedeni dodatni upori, kar omogoča omejevanje tokov v navitjih in povečanje navora.

Drug način povratnega zaviranja je mogoče uporabiti z aktivno navorom obremenitve, ki nastane na primer na gredi motorja dvižnega mehanizma.

Predpostavimo, da je treba obremenitev zmanjšati tako, da zagotovimo njeno zaustavitev z indukcijskim motorjem. V ta namen se motor z vključitvijo dodatnega upora (upora) v tokokrog rotorja prenese na umetno karakteristiko (ravna črta 3 na sliki 1).

Zaradi momenta prekoračitve obremenitve Ms začetni navor Mp motorja in njegove aktivne narave se lahko obremenitev znižuje s konstantno hitrostjo -ωset2… V tem načinu se lahko drsna zaustavitev indukcijskega motorja spreminja od S = 1 do S = 2.

Dinamično zaviranje indukcijskega motorja

Za dinamično zaustavitev navitja statorja je motor odklopljen od omrežja AC in priključen na vir enosmernega toka, kot je prikazano na sl. 2. V tem primeru je lahko navitje rotorja v kratkem stiku ali pa so v njegovo vezje vključeni dodatni upori z uporom R2d.

riž. 2. Shema dinamičnega zaviranja indukcijskega motorja (a) in vezja za vklop statorskih navitij (b)

Konstantni tok Ip, katerega vrednost je mogoče nadzorovati z uporom 2, teče skozi navitja statorja in ustvarja stacionarno magnetno polje glede na stator. Ko se rotor vrti, se v njem inducira EMF, katerega frekvenca je sorazmerna s hitrostjo. Ta EMF pa povzroči, da se v zaprti zanki navitja rotorja pojavi tok, ki ustvari magnetni tok, ki je tudi stacionaren glede na stator.

Interakcija toka rotorja z nastalim magnetnim poljem indukcijskega motorja ustvarja zavorni moment, zaradi katerega se doseže zavorni učinek.V tem primeru motor deluje v generatorskem načinu neodvisno od omrežja izmeničnega toka, ki pretvarja kinetično energijo gibljivih delov električnega pogona in delovnega stroja v električno energijo, ki se v obliki toplote odvaja v krogu rotorja.

Slika 2b prikazuje najpogostejšo shemo za vklop statorskih navitij med dinamičnim zaviranjem. Sistem vzbujanja motorja v tem načinu je asimetričen.

Za analizo delovanja indukcijskega motorja v načinu dinamičnega zaviranja asimetrični sistem vzbujanja zamenjamo s simetričnim. V ta namen se predpostavlja, da statorja ne napaja enosmerni tok Ip, temveč nek enakovreden trifazni izmenični tok, ki ustvarja enako MDF (magnetomotorna sila) kot enosmerni tok.

Elektromehanske in mehanske značilnosti so prikazane na sl. 3.

riž. 3. Elektromehanske in mehanske lastnosti asinhronskega motorja

Karakteristiko najdemo na sliki v prvem kvadrantu I, kjer je s = ω / ωo — zdrs indukcijskega motorja v načinu dinamičnega zaviranja. Mehanski podatki motorja so v drugem kvadrantu II.

Različne umetne značilnosti indukcijskega motorja v načinu dinamičnega zaviranja je mogoče doseči s spreminjanjem upora R2d dodatnih uporov 3 (slika 2) v tokokrogu rotorja ali enosmernega toka Azp, ki se napaja v navitja statorja.

S spremenljivimi vrednostmi R2q in Azn je mogoče dobiti želeno obliko mehanskih karakteristik indukcijskega motorja v načinu dinamičnega zaviranja in s tem ustrezno intenzivnost zaviranja indukcijskega elektromotorja.

A. I. Mirošnik, O. A. Lisenko