Механические характеристики асинхронного двигателя в тормозных режимах

Для асинхронного двигателя существуют следующие виды торможения.

• 1. Рекуперативное — торможение с отдачей энергии в сеть, то есть генераторный режим работы параллельно с сетью, для которого механические характеристики асинхронного двигателя расположены во втором квадранте.
• 2. Торможение противовключением, которое может быть получено двумя способами:

изменением чередования фаз обмотки статора и при расположении механических характеристик двигателя во втором квадранте;

при активном моменте, когда механические характеристики расположены в четвертом квадранте.

3. Динамическое торможение с независимым возбуждением.

Механические характеристики динамического торможения расположены во втором или в четвертом квадрантах.

Рекуперативное торможение. Этот режим возможен при частоте вращения ротора выше синхронной (рис. 2.32), то есть со > ooi. Скольжение s=(co_t — со)/©, <0 становится отрицательным, что ведет к изменению направления активной мощности, которая в двигательном режиме передается ротору, а в генераторном — отдается в сеть. Момент двигателя меняет свое направление и становится тормозным. Механическая характеристика в рекуперативном режиме аналогична двигательному режиму, но критический момент М_кг в зависимости от параметров двигателя составит (1,5…3)Л/_К ДВ.

Торможение противовключением. Этот режим торможения АД существует двух видов (с активным и реактивным статическими моментами). При активном моменте в цепь ротора асинхронного двигателя вводят добавочное сопротивление с таким расчетом, чтобы М< М_с. Под действием статического момента двигатель сначала снижает обороты до со = 0 (рис. 2.33), а затем реверсирует (т.А).

Рис. 2.32. Механические характеристики АД в режиме рекуперативного торможения при переключении числа пар полюсов (а) и при введении сопротивлений в цепь ротора:

а — при прямом потоке мощности (подъем груза); б— при обратном потоке мощности (спуск груза) Использование АД с короткозамкнутым (КЗ) ротором в режиме противовключения приводит к перегрузке обмоток по току, которые могут превышать в 5…7 раз номинальный ток, КПД резко падает, поскольку преобразуемая в электрическую энергию механическая энергия и электрическая энергия, потребляемая из сети, тратятся на потери в цепи ротора.

При реактивном статическом моменте режим торможения противовключением получают путем чередования двух фаз (см. рис. 2.33, характеристика Г —при АД с КЗ ротором и 2' —при введении в цепь ротора сопротивления добавочного резистора).

Рис. 2.33. Механические характеристики АД в режиме торможения противовключеннем:

1, 1' — АД с к. з. ротором; 2, Т — АД с фазным ротором.

Пример 13. Определите скольжение, если двигатель 4MTF (H)160L6 при работе на естественной механической характеристике (ЕМХ) при нагрузке Л/_С=1,5Л/_Н переведен в режим торможения противовключением. Приведите механическую характеристику, укажите направление потоков мощности.

Решение. Инерционность механической части системы приводит к тому, что в момент переключения в режим торможения противовключением скорость не изменяется (остается такой же, как и в двигательном режиме). Меняется лишь значение скольжения. Скольжение в двигательном режиме.

скольжение в режиме торможения противовключением.

Поскольку на участке до М_с = 1,5М_н механическая характеристика линейная.

Механическая характеристика в режиме торможения противовключением при А/_с = 1,5А/_Н

Динамическое торможение. Динамическое торможение применяют более широко с независимым возбуждением, когда обмотка статора сначала отключается от сети переменного тока и затем две фазы запитывают от источника постоянного тока (рис. 2.34, а).

Постоянный ток, протекающий по обмотке статора, создает неподвижный магнитный поток, который, пересекая обмотку вращающегося ротора, наводит в ней ЭДС, последняя создает ток, от взаимодействия которого с магнитным полем статора возникает тормозной момент. По мере снижения угловой скорости уменьшается ЭДС, ток, тормозной момент, при угловой скорости, равной со = 0, они исчезают. Из рисунка 2.34, б видно, что максимальный тормозной момент M_RTM тем больше, чем больше постоянный ток в обмотке статора (М_дтм на механической характеристике 3). У меха;

Рис. 2.34. Схема (а) и механические характеристики (б) АД в режиме динамического.

торможения нических характеристик в режиме динамического торможения АД с фазным ротором при введении сопротивлений в цепь ротора критическая угловая скорость перемещается в область больших угловых скоростей, а критический тормозной момент Л/_лтм1 в режиме динамического торможения с независимым возбуждением остается постоянной величиной (механическая характеристика 4).

Напряжение постоянного тока в режиме динамического торможения выбирают так, чтобы обеспечить максимальный момент. При этом ток составляет три тока холостого хода в двигательном режиме при номинальном напряжении.

Динамическое торможение с самовозбуждением получают при наличии конденсаторной батареи, которую подключают параллельно обмоткам фаз статора двигателя. Используют как аварийный вид торможения.