Короткі теоретичні відомості. Асинхронний двигун забезпечує наступні режими гальмування:

Асинхронний двигун забезпечує наступні режими гальмування:

· Рекуперативне (генераторне) гальмування;

· Гальмування противмиканням;

· Динамічне гальмування;

· Гальмування із самозбудженням.

Ознакою переходу в режим рекуперативного гальмування є більша за синхронну швидкість двигуна. Цей режим можна реалізувати в статичному режимі чи в перехідному процесі. У статичному режимі за допомогою зовнішнього активного моменту М с робоча точка переміщується в II чи IV квадранти, рис.4.1.

Рис.4.1.

У перехідному процесі двигун переходить у режим рекуперативного гальмування при зменшенні стрибком частоти живлення двигуна або при переключенні числа пар полюсів із більшої на меншу швидкість, рис.4.2.

Рис.4.2.

В режимі рекуперативного гальмування двигун виробляє та повертає в мережу активну потужність, але при цьому продовжує споживати з мережі реактивну потужність. При частотному керуванні перетворювач повинен забезпечувати роботу в першому та другому квадрантах для нереверсивного ЕП та у всіх чотирьох для реверсивного.

Гальмування проти вмиканням у статичному режимі можна отримати тільки при активному статичному моменті для двигуна з фазним ротором. Для цього достатньо увімкнути в коло ротора додатковий резистор R д із таким опором, щоб робоча точка перемістилася з першого в четвертий квадрант. Величина опору визначає швидкість w 2, з якою буде обертатися двигун в режимі гальмування противмиканням, рис.4.3.

Рис.4.3.

При реактивному статичному моменті цей режим можна отримати тільки в перехідному процесі. Для гальмування механізму здійснюється реверс двигуна. Для обмеження при гальмуванні струму статора двигуна з короткозамкненим ротором у його коло можуть бути увімкнені додаткові резистори. Якщо двигун із фазним ротором, то на хід перехідного процесу та завдання початкового гальмувального моменту можна вплинути зміною додаткового опору R д у колі ротора, рис.4.4.

Рис.4.4.

На ділянці 2-3 механічної характеристики двигун буде сповільнюватися в режимі гальмування противмиканням. В точці 3 двигун потрібно відключити від мережі інакше він почне розганятись у зворотному напрямку, прямуючи до усталеної точки 6. Введення додаткового опору R д у коло ротора дозволяє створювати умову, коли момент короткого замикання при зупинці в точці 5 буде меншим за статичний момент М с, тому двигун не зможе розігнатися у зворотному напрямку й буде стояти під струмом. Його також потрібно відключити від живлення.

Перевагою гальмування противмиканням є створення значних моментів гальмування при низьких швидкостях. Недолік полягає у низькій енергетичній ефективності, так як двигун споживає електричну енергію з мережі та механічну від механізму й усю перетворює в тепло.

Для організації режиму динамічного гальмування потрібно джерело постійного струму. Обмотка статора працюючого двигуна відключається від мережі змінного струму і переключається на джерело постійного струму, рис.4.5.

Рис.4.5.

При обертанні ротора двигуна в постійному магнітному полі, яке створює обмотка статора, виникає гальмувальний момент. Так як обмотка статора трифазна, то при підключенні до джерела постійного струму використовуються різні схеми з’єднання фаз обмотки, табл.4.1. При цьому постійний струм І, який протікає через обмотку статора, в залежності від схеми з’єднання відповідає еквівалентному змінному струмові, створюючи однакову за величиною магніторушійну силу. Цей еквівалентний струм визначає характерні точки механічної характеристики в режимі динамічного гальмування, а саме, критичний момент

та критичне ковзання

,

 

Де Хm - індуктивний опір взаємоіндукції.

Таблиця 4.1.

№, п/п	Схема	Струм Іекв

Так як опір Хm>>X1, то критичне ковзання в режимі динамічного гальмування менше, чим в рушійному режимі, і відповідно жорсткість механічних характеристик буде більшою при однакових критичних моментах. Величину гальмівного моменту дуже просто задавати величиною постійного струму, так як критичний момент пропорційний квадрату струму. При цьому критичне ковзання залишається незмінним. Якщо двигун з фазним ротором, то додатково на величину гальмувального моменту можна впливати введенням резистора R д у коло ротора. Критичний момент залишиться незмінним, а збільшується критичне ковзання і відповідно зменшується жорсткість штучних механічних характеристик, які всі проходять через початок координат, рис. 4.6. Після вмикання режиму гальмування з робочої точки 1 двигун сповільнюється до зупинки при реактивному статичному моменті на ділянках характеристик 2-0, 3-0 чи 4-0 у залежності від величини струму чи додаткового опору в роторі. Якщо ж статичний момент активний, то після зупинки двигун почне розганятися в протилежному напрямку до нової робочої точки в четвертому квадранті.

Рис.4.6.

Перевагою способу є простота керування гальмувальним моментом, а недоліком – незначна величина гальмівного моменту при низьких швидкостях.

Гальмування із самозбудженням застосовується достатньо рідко. Воно основується на тому, що після відмикання двигуна від мережі магнітне поле в ньому затухає не миттєво. Це й використовується для створення гальмувального моменту. На практиці знайшли застосування конденсаторне та магнітне гальмування. При конденсаторному гальмуванні до обмотки статора підключаються конденсатори, з’єднанні в схему “зірка” чи “трикутник”, рис.4.7,а.

Рис.4.7.

Конденсатори можуть бути увімкнуті постійно чи підключатися тільки на час гальмування. Із збільшенням ємності конденсаторів збільшується гальмувальний момент, а штучні механічні характеристики зміщуються в область низьких швидкостей, рис.4.7,б.

При магнітному гальмуванні виводи обмотки статора зразу закорочуються після відключення від мережі, рис.4.8. При цьому створюється дуже короткочасний гальмівний момент.

Рис.4.8.

При використанні регульованого електропривода з перетворювачем частоти чи регулятором напруги з’являються додаткові можливості для організації ефективного гальмування за рахунок комбінації різних способів та підтримки заданого моменту гальмування.

 

Короткі теоретичні відомості