Режими кочења асинхроних мотора

Индукциони мотор може да ради у следећим режимима кочења: регенеративно кочење, супротно и динамичко кочење.

Регенеративно кочење асинхроног мотора

Регенеративно кочење се јавља када брзина ротора индукционог мотора премаши синхроно.

Регенеративни режим кочења се практично користи за моторе са променом полова и у погонима машина за дизање (дизалице, багери итд.).

Приликом преласка у режим генератора, услед промене предзнака обртног момента, активна компонента струје ротора мења предзнак. Онда асинхрони мотор даје активну снагу (енергију) мрежи и троши из мреже реактивну снагу (енергију) потребну за побуду. Овај режим се јавља, на пример, приликом заустављања (преласка) двобрзинског мотора са велике на малу брзину, као што је приказано на сл. 1 а.

Пиринач. 1. Заустављање асинхроног мотора у главном комутационом колу: а) са обнављањем енергије у мрежи; б) опозиција

Претпоставимо да је у почетној позицији мотор радио на карактеристици 1 иу тачки а, ротирајући брзином ωсет1... Како се број парова полова повећава, мотор се помера на карактеристику 2, чији део бс одговара кочењу са повратом енергије у мрежи.

Иста врста суспензије се може имплементирати у систем конвертер фреквенције — мотор при заустављању асинхроног мотора или при преласку са карактеристике на карактеристику. За ово се смањује фреквенција излазног напона, а самим тим и синхрона брзина ωо = 2πф / п.

Због механичке инерције, тренутна брзина мотора ω ће се мењати спорије од синхроне брзине ωо, и стално ће премашивати брзину магнетног поља. Због тога постоји режим искључивања са повратком енергије у мрежу.

Регенеративно кочење се такође може применити у електрични погон машина за дизање при спуштању терета. За ово се мотор укључује у правцу спуштања оптерећења (карактеристика 2, сл. 1 б).

По завршетку гашења радиће у тачки са брзином -ωсет2... У овом случају се процес спуштања оптерећења спроводи уз ослобађање енергије у мрежи.

Регенеративно кочење је најекономичнији тип кочења.

Заустављање асинхроног електромотора опозицијом

Пребацивање асинхроног мотора у супротни режим кочења може се извршити на два начина. Један од њих се односи на промену у смењивању две фазе напона који напаја електромотор.

Претпоставимо да мотор ради према карактеристици 1 (сл. 1 б) са фазама наизменичног напона АБЦ.Затим, приликом пребацивања две фазе (нпр. Б и Ц), прелази на карактеристику 2, чији део аб одговара супротном граничнику.

Обратимо пажњу на то да са опозицијом клизање асинхроног мотора креће се од С = 2 до С = 1.

Истовремено, ротор се ротира против смера кретања поља и стално успорава. Када брзина падне на нулу, мотор мора бити искључен из мреже, иначе може прећи у моторни режим, а његов ротор ће се окретати у супротном смеру од претходног.

У случају контрапрекиданог кочења струје у намотају мотора могу бити 7-8 пута веће од одговарајућих називних струја.Фактор снаге мотора значајно опада. У овом случају не треба говорити о ефикасности, пошто се и механичка енергија претворена у електричну енергију и енергија коју троши мрежа расипају у активном отпору ротора, а у овом случају нема корисне енергије.

Мотори са кавезним кавезом су тренутно преоптерећени струјом. Тачно је да при (С> 1), услед феномена померања струје, активни отпор ротора приметно расте. То доводи до смањења и повећања обртног момента.

Да би се повећала ефикасност кочења мотора са намотаним ротором, додатни отпори се уводе у коло њихових ротора, што омогућава ограничавање струја у намотајима и повећање обртног момента.

Други начин кочења уназад може се користити са активном природом обртног момента терета, који се ствара, на пример, на осовини мотора механизма за подизање.

Претпоставимо да је потребно смањити оптерећење обезбеђивањем његовог заустављања помоћу индукционог мотора. У ту сврху, мотор се укључивањем додатног отпорника (отпора) у коло ротора преноси на вештачку карактеристику (права линија 3 на сл. 1).

Због момента прекорачења оптерећења Мс почетни момент Мп мотора и његове активне природе, оптерећење може да се смањи константном брзином -ωсет2... У овом режиму, клизни застој индукционог мотора може да варира од С = 1 до С = 2.

Динамичко кочење асинхроног мотора

За динамичко заустављање намотаја статора, мотор је искључен из мреже наизменичне струје и повезан са извором једносмерне струје као што је приказано на сл. 2. У овом случају, намотај ротора може бити кратко спојен, или су додатни отпорници са отпором Р2д укључени у његово коло.

Пиринач. 2. Шема динамичког кочења индукционог мотора (а) и коло за укључивање намотаја статора (б)

Константна струја Ип, чијом се вредношћу може контролисати отпорник 2, протиче кроз намотаје статора и ствара стационарно магнетно поље у односу на статор. Када се ротор ротира, у њему се индукује ЕМФ, чија је фреквенција пропорционална брзини. Овај ЕМФ, заузврат, изазива појаву струје у затвореној петљи намотаја ротора, што ствара магнетни флукс који је такође стационаран у односу на статор.

Интеракција струје ротора са резултујућим магнетним пољем индукционог мотора ствара кочни момент, због чега се постиже ефекат кочења.У овом случају мотор ради у генераторском режиму независно од мреже наизменичне струје, претварајући кинетичку енергију покретних делова електричног погона и радне машине у електричну енергију, која се у облику топлоте распршује у колу ротора.

На слици 2б приказана је најчешћа шема за укључивање намотаја статора при динамичком кочењу. Систем побуде мотора у овом режиму је асиметричан.

Да би се анализирао рад асинхроног мотора у режиму динамичког кочења, асиметрични систем побуде се замењује симетричним. За ову сврху се претпоставља да се статор не напаја једносмерном струјом Ип, већ неком еквивалентном трофазном наизменичном струјом која ствара исту МДФ (магнетомоторну силу) као једносмерна струја.

Електромеханичке и механичке карактеристике су приказане на Сл. 3.

Пиринач. 3. Електромеханичке и механичке карактеристике асинхроног мотора

Карактеристика се налази на слици у првом квадранту И, где је с = ω / ωо — проклизавање индукционог мотора у режиму динамичког кочења. Механички подаци мотора налазе се у другом квадранту ИИ.

Различите вештачке карактеристике асинхроног мотора у режиму динамичког кочења могу се добити променом отпора Р2д додатним отпорницима 3 (слика 2) у колу ротора или се једносмерна струја Азп доводи до намотаја статора.

Променљивим вредностима Р2к и Азн, могуће је добити жељени облик механичких карактеристика асинхроног мотора у режиму динамичког кочења а самим тим и одговарајући интензитет кочења индукционог електромотора.

А.И.Мирошник, О.А.Лисенко