Торможение асинхронного двигателя

I Противовключение

Противовключение – режим, при котором магнитны поля статора и ротора вращаются в разные стороны.

1. Работающий ЭД нужно быстро затормозить.

Пусть АД работает в точке 1. При изменении порядка следования фаз магнитное поле статора стало вращаться в другую сторону со скоростью (–ω₀), АД переходит на характеристику, соответствующую переключению фаз. Вследствие инерции ротора, АД переходит с той же скоростью ω₁ в точку 2 характеристики, соответствующей режиму противовключения (рисунок 4.6).

Момент становится тормозным, и под его действием АД интенсивно тормозится. В точке 3 АД нужно отключить от сети, иначе будет реверс.

2. Тормозной спуск грузов АД.

АД включен на подъем. АД будет разгоняться из точки 4 на опускание груза. По уравнению движения электропривода:

, М_с>М, разгон до точки 5, т.к. в точке 5 М_с=М, то dω/dt=0. Груз будет опускаться с постоянной скоростью. АД работает в точке 5 со скоростью –ω₁

II Рекуперативное торможение.

Осуществляется, если ротор вращается со скоростью, большей скорости холостого хода и в сторону вращения магнитного поля статора .

1. Тормозной спуск грузов (рисунок 4.7). АД включают на опускание груза (точка «а»). В этом случае уравнение движения M + M_c= J(dω/dt), происходит разгон в двигательном режиме (участок ab). В точке «b» М=0, уравнение движения M_c= J(dω/dt) (+), скорость ω увеличивается, ω>ω₀. Начинается генераторное торможение, т.к. момент М сменил знак и стал тормозным моментом М_т. В точке «с» М=М_с, АД вращается с постоянной скоростью –ω₁.

2. При переходе многоскоростного АД с высокой скорости на низкую. (рисунок 4.8)

АД работает в точке 1 с нагрузкой М_с. АД переключили на число пар полюсов р=2. Генераторное торможение происходит на участке 2-3.

III Динамическое торможение

Статор отключают от сети переменного напряжения и подключают к источнику постоянного тока. Обмотка ротора закорочена или в её цепь включается добавочное сопротивление R_2доб. Смотри рисунок 3.9.

4.1.6 Методы регулирования скорости

1) Включение резисторов:

а) в цепь ротора (R2д) (рисунок 4.10)

Пусть добавочное сопротивление ротора R2д увеличивается, т.е. R′₂ тоже увеличивается. Исходя из выведенных ранее формул получаем:

· критический момент M_к не изменяется (соответственно, перегрузочная способность двигателя остается прежней);

· критическое скольжение s_к увеличивается.

· синхронная скорость ω₀ не меняется

R_2д> R2_д1

ω₂> ω₁

Параметры регулирования как у ДПТ НВ при введении в цепь якоря добавочного сопротивления R_доб.

б) в цепь статора (R1д) (рисунок 4.11)

Пусть добавочное сопротивление ротора R21д увеличивается, тогда сопротивление цепи статора R1увеличится, а значит момент критический M_к уменьшится, критическое скольжение s_к не сильно уменьшится, синхронная скорость ω₀ не изменится.

R_1д2> R_1д1

ω₂> ω₁

Невысокие показатели регулирования скорости. Очень маленький диапазон регулировки, большие потери мощности, уменьшается перегрузочная способность. Не применяется как метод регулирования скорости. Применяется для регулирования других координат АД (уменьшение тока и момента при переходных процессах ЭД – пуск, реверс, торможение).

2) Изменение напряжения.

Из уравнения (*) момент двигателя пропорционален квадрату напряжения (М~U²_ф), значит при уменьшении напряжения U₁ критический M_к, пусковой M_п и все остальные моменты уменьшатся; критическое скольжение s_к и синхронная скорость ω₀ останутся неизменными (рисунок 4.12).

U_н> U₁₁> U₁₂

Искусственные характеристики мало пригодны для регулирования скорости, т.к. при ↓U → M_к резко ↓, перегрузочная способность и диапазон регулирования очень мал.

Метод используется лишь при переходных процессах для ограничения I и М

3) Изменение частоты питающей сети.

Наиболее перспективный и широко применяется (рисунок 4.13).

Для лучшего использования и получения высоких энергетических показателей АД (cosφ, η, λ), одновременно с частотой нужно изменять и напряжение. Закон изменения напряжения зависит от характера нагрузки.

Если M_с=const → U₁=const. Примем R₁=0.

Регулирование вниз от основной характеристики.

Достоинства метода:

· плавность регулирования в широком диапазоне

· высокая жесткость

· двухзонное регулирование

(вверх и вниз от основной)

Недостатки:

· дорогие и сложные преобразователи частоты.

· необходим квалифицированный персонал

Изменение пар полюсов.

→ ступенчатость регулирования скорости ω₀ вследствие ступенчатости регулирования числа полюсов p.

Статорная обмотка состоит из двух одинаковых секций – полуобмоток. Используются различные схемы их подключения благодаря чему меняется число пар полюсов (рисунок 4.14).

а)

	Рисунок 4.14 – Схемы подключения обмоток: а) последовательное согласное включение; б)последовательное встречное включение; в) параллельное включение

б)

в)

Чаще на практике используют две схемы переключения многоскоростных статорных обмоток:

а) переключение треугольник – двойная звезда ;

б) переключение звезда – двойная звезда ;

а) (рисунок 4.15)

А_1н и А_2н – начала 1 и 2 секции фаз.

А_1к и А_2к – концы этих фаз.

Переключение определяет уменьшение числа пар полюсов в 2 раза.

Целесообразно применять при нагруженном ЭП.

б) (рисунок 4.16)

Также характеризуется уменьшением числа пар полюсов в 2 раза.

Достоинства:

· Экономичность;

· Потери малы;

· Высокий КПД;

· Хорошая жесткость;

· Достаточная нагрузочная способность.

Целесообразно применять при постоянном моменте нагрузки

Недостатки:

- ступенчатость изменения скорости;

- небольшой диапазон регулирования.