Электродинамическое торможение асинхронного двигателя

Электродинамическое торможение асинхронного двигателя

Динамическое торможение (электродинамическое торможение) — вид торможения асинхронных электродвигателей, при котором обмотка статора отключается от сети переменного тока и включается на постоянное напряжение.

Содержание

Принцип действия [ править | править код ]

Этот тормозной режим используется для точной остановки двигателей. Во время торможения обмотка статора создаёт постоянное неподвижное магнитное поле. При вращении ротора относительно этого магнитного поля изменяется направление ЭДС ротора. При этом ток ротора будет зависеть от сопротивления в цепи ротора (если таковое имеется). Это приведет к изменению направления электромагнитного момента, то есть он станет тормозным и под действием этого момента происходит торможение. Кинетическая энергия вращающихся частей переходит в теплоту, выделяющуюся в цепи ротора за счет токов, индуктированных в ней неподвижным полем статора. Изменяя величину подведенного к обмотке статора напряжения либо сопротивление в цепи ротора, можно регулировать величину тормозного момента. Основными достоинствами этого тормозного режима являются возможность регулировать момент торможения и возможность точной остановки. Кроме этого данный режим позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при приложенной внешней нагрузке. Постоянное напряжение можно подводить к обмотке статора только на время торможения. После остановки двигатель нужно отключить от сети постоянного тока.

Применение [ править | править код ]

Данный вид торможения применяется, например, в подъёмно-транспортных машинах, в циркулярных пилах, в двухсистемных электровозах, в конвейерах для безопасной остановки механизмов при отключении электродвигателей и т. д.

Для реализации динамического торможения в промышленности используют Блоки Динамического Торможения (БДТ).

Может быть осуществлено двумя способами. Для того чтобы асинхронная машина могла перейти в генераторный режим ей необходимо получать энергию для поддержания магнитного потока.

Первый способ заключается в следующем: двигатель отключают от сети, а по обмоткам статора пропускают постоянный ток от внешнего источника. В обмотке ротора, пересекающего неподвижное магнитное поле статора, наводится э.д.с. и текут тормозные токи. То есть энергия вращения ротора превращается в тепловую энергию, выделяющуюся в обмотке ротора и сопротивлениях в цепи ротора (для асинхронного двигателя с фазным ротором). Этот способ ранее очень широко использовался, так как финансовые затраты на его реализацию достаточно невелики. В качестве источника постоянного тока используются как неуправляемые выпрямители со ступенчатым регулированием тока возбуждения, так и управляемые выпрямители с регулированием тока возбуждения в функции времени.

Читайте также:  Как лучше разрезать бисквит на коржи

Простейшая схема пуска и динамического торможения асинхронного двигателя.

Но при частых торможениях доля стоимости энергии, потребляемой из сети, становится значительной, а в условиях требований экономии энергоресурсов более целесообразным становится второй способ динамического торможения асинхронных двигателей. При этом способе к обмотке статора после её отключения от сети подключают батарею конденсаторов, которая является источником реактивной мощности, необходимой для создания магнитного потока в асинхронном двигателе. Асинхронный двигатель переходит в режим генератора, и энергия торможения рассеивается в обмотках статора, ротора или дополнительных сопротивлениях подключаемых в цепь статора. Механические характеристики конденсаторного динамического торможения приведены на рисунке (С1

Механические характеристики синхронных электродвигателей в установившихся и пусковых режимах.

Прорабатывается самостоятельно (Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода М.: Энергоиздат 1981, с. 89. 93.).

Суть этого способа торможения заключается в том, что якорь отключается от сети и замыкается на тормозное сопротивление, а обмотка возбуждения остается подключенной к сети, как показано на рис.

В этом случае машина работает генератором. Кинетическая энергия, запасенная в двигателе и вращающихся частях приводимого им механизма, преобразуется в электрическую и рассеивается в форме тепла в сопротивлении якорной цепи. Поэтому, как и в режиме противовключения понятие КПД здесь утрачивает смысл.

Вследствие того, что ЭДС двигателя по направлению остается такой же, как и до торможения, а напряжение к якорю не приложено, ток, текущий под действием этой ЭДС, из уравнения равновесия

.

Т.к. при динамическом торможении U=0, тои уравнение механической характеристики имеет вид:.

Момент, развиваемый двигателем, является тормозным. Семейство механических характеристик, соответствующих различным сопротивлениям, на которые замкнут якорь, изображено выше. Все они проходят через начало координат. Наиболее интенсивное торможение получается при замыкании якоря накоротко. При этом характеристика динамического торможения будет параллельна естественной. Однако по условиям ограничения первоначального броска тока замыкание якоря накоротко допустимо только при торможении на малых скоростях.

Читайте также:  Чем лучше накрыть гараж

Обычно динамическое торможение осуществляется при номинальном потоке и широко применяется в эл.приводах, где требуется точная остановка. Оно может быть использовано и для тормозного спуска груза. Установившейся режим спуска будет иметь место при скорости определяемой точкой пересечения линии статического момента и механического характеристики (т. С на графике).

С энергетической т.з. динамическое торможение выгоднее противовключения, т.к. в процессе торможения из сети потребляется энергия только цепью возбуждения.

Динамическое торможение надежно, обеспечивает плавность торможения, можно получить характеристики с малой крутизной. Недостатком является уменьшение тормозного момента двигателя по мере снижения скорости, т.е. при снижении скорости оно становится малоэффективным.

Расчет механических характеристик двигателя независимого возбуждения.

Для расчета и построения естественной или искусственной механической характеристики ДНВ достаточно знать координаты 2-х точек, поскольку теоретически механические характеристики являются прямыми линиями. Эти 2 точки могут быть любыми. Однако построение естественной характеристики удобно производить по точкам, одна из которых соответствует координатам =Н, М=МН, а другая координатам=, М=0.

Для нахождения этих точек необходимо знать паспортные данные двигателя и сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии (чаще при t=75С).

Скорость определяется исходя из следующего:

.

Если RЯнеизвестно, его можно ориентировочно определять по потерям в меди, исходя из известного положения, что при нагрузке, соответствующей максимальному КПД переменные потери равны постоянным. Поскольку вблизи максимума КПД меняется мало, можно считать, что КПД максимален при номинальной нагрузке, т.е. при РН.

Полные потери при номинальной нагрузке равны разности потребляемой из сети мощности и номинальной мощности РНна валу, т.е..

Номинальные потери в меди в этом случае равны половине полных потерь, . ОтсюдаДля генератора.

Здесь — номинальное сопротивление двигателя.

Читайте также:  Варианты покраски кирпичной стены

Для двигателей последовательного возбуждения: .

Для краново-металургических двигателей смешанного возбуждения .

Номинальный момент .

Находить номинальный момент по мощности двигателя и скорости будет неверным, т.к. отношение — это момент на валу, а не электромагнитный.

Искусственная характеристика, соответствующая введению в цепь якоря добавочного сопротивления, рассчитывается и строится также по двум точкам: =; М=0 и М=МНи=НИ, причемНИнаходится какили.

Механическая характеристика может быть построена и по точкам с координатами:

=; М=0 и=0;.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector