Способы торможения асинхронных двигателей

Асинхронная машина, подключенная к трехфазной сети, может работать в режимах двигателя (0 < s < 1, квадрант I), генератора(s < 0, квадрант II) и электромагнитного тормоза (s > 1, квадрант IV).

В режиме электромагнитного тормоза направления вращения полей статора и ротора противоположны и режим называют торможениемпротивовключением. Такое торможение достигается изменением направления вращения поля статора. При этом характеристика Е₁ (рис.28.12) заменяется обращенной характеристикой Е₂. Для уменьшения токов АД одновременно уменьшают напряжение статора (характеристика И₂). Рабочая точка из а₁ по горизонтали скачком переходит в а₂ и затем по характеристике И₂ движется вниз. При достижении точки а₃ (n = 0) АД нужно отключить от сети, иначе начнется реверс.

При активном моменте М_С (груз в подъемнике) возможен второй способ торможения противовключением: в цепь ротора вводится большое сопротивление (характеристика И₁) и АД включается на подъем. Под действием преобладающего момента М_С > М_п из точки а₄ начнется спуск груза с подтормаживанием. В точке а₅ пересечения характеристик И₁ и М_С установится частота спуска –n₂ (тормозной спуск).

Рис.28.12.Характеристики торможения противовключением включением

Рекуперативное торможение возникает, если двигатель переходит в

генераторный режим (s < 0, n > n₁).

Этот вид торможения наблюдается в частотно-управ­ляемых двигателях при понижении частоты f₁, а также в многоскоростных двигателях при переходе на низкую скорость.

Например, при увеличении числа пар полюсов характеристика Е₁ (рис.28.13) заменяется на Е₂, при этом рабочая точка а₁ по горизонтали скачком переходит в точке а₂ и далее по характеристике Е₂ плавно в точке а₃, а₄. Участок а₂а₃ является генераторным. Ему соответствует торможение (М < 0) с возвратом (рекуперацией) энергии в сеть. Рекуперативное торможение может также использоваться в приводах подъемников в режиме быстрого спуска. Двигатель включается на спуск и под действием груза разгоняется до частоты n > n₁, т. е. переходит в генераторный режим, при этом кинетическая энергия груза преобразуется в электрическую энергию и отдается в сеть.

Рис.28.13. Рекуперативное торможение

Динамическое торможение осуществляют отключением обмоток статора от трехфазной сети и подключением к источнику постоянного напряжения U₀ (рисунок а). Постоянный ток I₀ обмоток статора создает неподвижное магнитное поле, под действием которого в обмотке вращающегося по инерции ротора индуцируются токи, создающие тормозной момент. Искусственные механические характеристики в режиме динамического торможения (рисунок б) можно регулировать изменением сопротивлений R₀ или R_д в цепи ротора (кривая 1). Кривая 2 соответствует двигателю с короткозамкнутым ротором.

Рис.28.14. Динамическое торможение: а – схема; б – характеристики