Asynkronisten moottoreiden jarrutustilat

Induktiomoottori voi toimia seuraavissa jarrutustiloissa: regeneratiivinen jarrutus, vastasuuntainen ja dynaaminen jarrutus.

Induktiomoottorin regeneratiivinen jarrutus

Regeneroiva jarrutus tapahtuu, kun oikosulkumoottorin roottorin nopeus ylittää synkronisesti.

Regeneratiivista jarrutusta käytetään käytännössä navanvaihtomoottoreissa ja nostokoneiden (nostimet, kaivinkoneet jne.) käyttötavoissa.

Kun siirrytään generaattoritilaan, vääntömomentin etumerkin muutoksen vuoksi roottorivirran aktiivinen komponentti vaihtaa etumerkkiä. Sitten asynkroninen moottori antaa verkkoon pätötehoa (energiaa) ja kuluttaa verkosta virittymiseen tarvittavaa loistehoa (energiaa). Tämä tila esiintyy esimerkiksi pysäytettäessä (siirrettäessä) kaksinopeuksinen moottori suuresta nopeudesta alhaiselle nopeudelle, kuten kuvassa 1 on esitetty. 1 a.

Riisi. 1. Asynkronisen moottorin pysäyttäminen pääkommutointipiirissä: a) palauttamalla energia verkkoon; b) vastustus

Oletetaan, että lähtöasennossa moottori toimi ominaisuudella 1 ja pisteessä a pyörien nopeudella ωset1... Napaparien määrän kasvaessa moottori siirtyy ominaisuuteen 2, jonka osa bs vastaa jarrutusta energian talteenotolla. verkossa.

Samantyyppinen jousitus voidaan toteuttaa järjestelmässä TAAJUUSMUUNNIN — moottori pysäytettäessä oikosulkumoottori tai vaihdettaessa ominaiskäyrästä ominaiskäyräksi. Tätä varten lähtöjännitteen taajuutta pienennetään ja siten synkronista nopeutta ωо = 2πf / p.

Mekaanisen inertian vuoksi moottorin nykyinen nopeus ω muuttuu hitaammin kuin synkroninen nopeus ωo ja ylittää jatkuvasti magneettikentän nopeuden. Siksi on olemassa sammutustila, jossa energia palautuu verkkoon.

Myös regeneratiivista jarrutusta voidaan käyttää nostokoneiden sähkökäyttö kuormia laskettaessa. Tätä varten moottori kytketään päälle kuorman laskusuuntaan (ominaisuus 2, kuva 1 b).

Sammutuksen päätyttyä se toimii pisteessä, jonka nopeus on -ωset2... Tässä tapauksessa kuorman alentamisprosessi suoritetaan energian vapautuessa verkossa.

Regeneratiivinen jarrutus on taloudellisin jarrutustyyppi.

Asynkronisen sähkömoottorin pysäyttäminen vastustuksella

Induktiomoottorin siirtäminen vastakkaiseen jarrutustilaan voidaan tehdä kahdella tavalla. Yksi niistä liittyy muutokseen sähkömoottoria syöttävän jännitteen kahden vaiheen vuorottelussa.

Oletetaan, että moottori toimii ominaiskäyrän 1 mukaisesti (kuva 1 b) vaihtojännitteen ABC vaiheilla.Sitten kahta vaihetta vaihdettaessa (esim. B ja C) se siirtyy ominaisuuteen 2, jonka osa ab vastaa vastakkaista pysäytystä.

Kiinnitämme huomiota siihen, että opposition kanssa asynkronisen moottorin luisto vaihtelee välillä S = 2 - S = 1.

Samalla roottori pyörii kentän liikesuuntaa vastaan ​​ja hidastuu jatkuvasti. Kun nopeus putoaa nollaan, moottori on irrotettava verkkovirrasta, muuten se voi mennä moottoritilaan ja sen roottori pyörii vastakkaiseen suuntaan kuin edellinen.

Vastakytkentäjarrutuksessa moottorin käämityksen virrat voivat olla 7-8 kertaa suurempia kuin vastaavat nimellisvirrat Moottorin tehokerroin pienenee merkittävästi. Tässä tapauksessa ei tarvitse puhua tehokkuudesta, koska sekä sähköksi muunnettu mekaaninen energia että verkon kuluttama energia hajoavat roottorin aktiivisessa vastuksessa, eikä tässä tapauksessa ole hyödyllistä energiaa.

Oravahäkkimoottorit ovat hetkellisesti ylikuormitettuja virralla. On totta, että (S> 1) virran siirtymäilmiön vuoksi roottorin aktiivinen vastus kasvaa huomattavasti. Tämä johtaa vääntömomentin pienenemiseen ja lisääntymiseen.

Kääritetyllä roottorilla varustettujen moottoreiden jarrutustehokkuuden lisäämiseksi niiden roottorien piiriin tuodaan lisävastuksia, mikä mahdollistaa käämien virtojen rajoittamisen ja vääntömomentin lisäämisen.

Toista peruutusjarrutustapaa voidaan käyttää kuorman vääntömomentin aktiivisella luonteella, joka syntyy esimerkiksi nostomekanismin moottorin akselille.

Oletetaan, että kuormaa on tarpeen vähentää varmistamalla sen pysäyttäminen oikosulkumoottorilla. Tätä tarkoitusta varten moottori siirretään lisävastuksen (resistanssin) roottoripiiriin keinotekoiselle ominaiskäyrälle (suora viiva 3 kuvassa 1).

Kuorman ylityksestä johtuen Ms moottorin käynnistysmomentti Mp ja sen aktiivinen luonne, kuormaa voidaan rampata alas vakionopeudella -ωset2… Tässä tilassa oikosulkumoottorin liukupysäytys voi vaihdella välillä S = 1 arvoon S = 2.

Induktiomoottorin dynaaminen jarrutus

Staattorin käämityksen pysäyttämiseksi dynaamisesti moottori irrotetaan AC-verkosta ja liitetään tasavirtalähteeseen kuvan 1 mukaisesti. 2. Tässä tapauksessa roottorin käämitys voi olla oikosulussa tai sen piiriin sisällytetään lisävastuksia, joiden resistanssi on R2d.

Riisi. 2. Oikosulkumoottorin dynaamisen jarrutuksen kaavio (a) ja staattorin käämien kytkeminen päälle (b)

Vakiovirta Ip, jonka arvoa voidaan ohjata vastuksella 2, virtaa staattorikäämien läpi ja muodostaa kiinteän magneettikentän suhteessa staattoriin. Kun roottori pyörii, siihen indusoituu EMF, jonka taajuus on verrannollinen nopeuteen. Tämä EMF puolestaan ​​aiheuttaa virran ilmaantumisen roottorin käämityksen suljetussa silmukassa, mikä luo magneettivuon, joka on myös paikallaan suhteessa staattoriin.

Roottorivirran vuorovaikutus tuloksena olevan oikosulkumoottorin magneettikentän kanssa luo jarrutusmomentin, jonka ansiosta jarrutusvaikutus saavutetaan.Tässä tapauksessa moottori toimii generaattoritilassa vaihtovirtaverkosta riippumatta muuttamalla sähkökäytön ja työkoneen liikkuvien osien kineettisen energian sähköenergiaksi, joka häviää lämmön muodossa roottoripiirissä.

Kuvassa 2b on yleisin kaavio staattorin käämien kytkemisestä päälle dynaamisen jarrutuksen aikana. Moottorin magnetointijärjestelmä tässä tilassa on epäsymmetrinen.

Induktiomoottorin toiminnan analysoimiseksi dynaamisessa jarrutustilassa epäsymmetrinen herätejärjestelmä korvataan symmetrisellä. Tätä tarkoitusta varten oletetaan, että staattoria ei syötetä tasavirralla Ip, vaan jollain vastaavalla kolmivaiheisella vaihtovirralla, joka muodostaa saman MDF:n (magnetomotive force) kuin tasavirta.

Sähkömekaaniset ja mekaaniset ominaisuudet on esitetty kuvassa. 3.

Riisi. 3. Asynkronisen moottorin sähkömekaaniset ja mekaaniset ominaisuudet

Ominaisuus löytyy kuvasta ensimmäisessä kvadrantissa I, jossa s = ω / ωo — oikosulkumoottorin luisto dynaamisessa jarrutustilassa. Moottorin mekaaniset tiedot löytyvät toisesta kvadrantista II.

Erilaisia ​​keinotekoisia induktiomoottorin ominaisuuksia dynaamisessa jarrutuksessa voidaan saada muuttamalla vastusta R2d lisävastuksia 3 (kuva 2) roottoripiirissä tai syöttämällä tasavirta Azp staattorin käämeihin.

Muuttuvilla arvoilla R2q ja Azn on mahdollista saada oikosulkumoottorin mekaanisten ominaisuuksien haluttu muoto dynaamisessa jarrutustilassa ja siten vastaava oikosähkökäytön jarrutusvoimakkuus.

A. I. Miroshnik, O. A. Lysenko