Конденсаторне гальмування асинхронних електродвигунів

Конденсаторне гальмування електродвигунів

Конденсаторне гальмування асинхронних двигунів малої потужності та комбіновані методи гальмування з його впровадженням в останні роки отримали значного розповсюдження. З точки зору швидкості зупинки, скорочення гальмівного шляху і збільшення точності
конденсаторне гальмування нерідко дає найкращі результати, ніж інші методи
гальмування електродвигунів.

Конденсаторне гальмування засноване на використанні явища самозбудження асинхронної машини, або, що більш вірно, ємнісного збудження асинхронної машини, так як потрібна для збудження генераторного режиму реактивна енергія доставляється приєднаними до обмотці статора конденсаторами. У цьому режимі машина працює з негативним по відношенню до обертається магнітного поля, зробленому збудженими в обмотці статора вільними струмами, ковзанням, розвиваючи на валу гальмівний момент. На відміну від динамічного і рекуперативного воно не вимагає застосування збудливою енергії з мережі.

Схеми конденсаторного гальмування електродвигунів

Конденсаторне гальмування асинхронних двигунів

На малюнку приведена схема включення мотора при конденсаторному гальмуванні. Паралельно обмотці статора включають конденсатори, зазвичай з`єднані за схемою трикутника.

При виключенні мотора від мережі струми розряду конденсаторів роблять магнітне поле, що обертається з низькою кутовою швидкістю. Машина переходить в режим генераторного гальмування, частота обертання знижується до значення, відповідного частоті обертання порушеної поля. Під час розряду конденсаторів виникає великий гальмівний момент, який зі зменшенням частоти обертання падає.

Спочатку гальмування відбувається швидке поглинання запасеної ротором кінетичної енергії при малому гальмівному шляху. Гальмування різке, ударні моменти домагаються 7
Мном. Значення піку гальмівного струму при найбільших значеннях ємності не
перевершує пускового струму.

З ростом ємності конденсаторів гальмівний момент зростає і гальмування триває до більш низької частоти обертання. Дослідження показали, що найкраще значення ємності лежить в межах 4
- 6 Сном.
Конденсаторне гальмування припиняється при частоті обертання 30 - 40% номінальної, коли частота обертання ротора стає рівною частоті обертання поля статора від виникаючих в статорі вільних струмів. При цьому в процесі гальмування поглинається більш 3/4 кінетичної енергії, запасеної приводом.

Для повної зупинки мотора за схемою на малюнку 1, а потрібно наявність на валу моменту опору.
Описана схема прибутково відрізняється відсутністю переключающих апаратів, простотою обслуговування, надійністю і економічністю.

При глухому підключенні конденсаторів паралельно движку можна використовувати тільки такі типи конденсаторів, які розраховані на довгострокову роботу в ланцюзі
змінного струму.

Якщо гальмування здійснюється за схемою малюнку 1 з підключенням конденсаторів після відключення мотора від мережі, може бути застосування більш дешевих і компактних
металопаперові конденсаторів типів МБГП і МБГО, створених для роботи в ланцюгах постійного і пульсуючого струму, також сухих полярних електролітичних конденсаторів (КЕ, КЕГ та ін.).

Конденсаторне гальмування з глухо приєднаними за схемою трикутника конденсаторами доцільно використовувати для швидкої і чіткої зупинки електроприводів, на валу яких діє момент навантаження більше 25% номінального моменту двигуна.

Для конденсаторного гальмування може бути використана і полегшена схема: однофазовий включення конденсаторів (рис.
1,6). Для отримання того ж гальмівного ефекту, як при трифазному включенні ємності, потрібно, щоб ємність конденсатора в однофазних схемою була в 2,1 рази більше ємності в кожній фазі в схемі на рис.
1, а. При цьому, однак, ємність в однофазних схемою становить тільки 70% сумарної ємності конденсаторів при їх трифазному включенні.

Втрати енергії в двигуні при конденсаторному гальмуванні менші в порівнянні з іншими видами гальмування, тому воно рекомендується для електроприводів з величезним числом включень.

При виборі апаратури слід враховувати, що контактори в ланцюзі статора повинні бути розраховані на струм, що протікає по конденсаторів.
Для усунення недоліку конденсаторного гальмування - припинення дії до повної зупинки
електродвигуна - вживають його поєднання з динамічним імагнітним гальмуванням.

Схеми конденсаторної-динамічного гальмування

Схеми конденсаторної-дінамнческого гальмування магнітним гальмуванням.

Дві головні схеми конденсаторної-динамічного гальмування (КДТ) показані на малюнку
2.

У схемі незмінний струм подають в статор після припинення дії конденсаторного гальмування. Ця схема рекомендується
для чіткої зупинки електроприводу. Подачу незмінного струму слід створювати в функції шляху механізму. При зниженій частоті обертання момент динамічного гальмування значний, що і забезпечує швидке остаточне загальмування мотора.

Ефективність такого двоступеневого гальмування видно з подальшого прикладу.

При динамічному гальмуванні двигуна АЛ41-4 (1,7 кВт, 1440 об / хв) з зовнішнім моментом інерції на валу, що становить 22% моменту інерції ротора, час гальмування дорівнює 0,6 с, а гальмівний шлях 11,5 обороту валу.

При суміщенні конденсаторного і динамічного гальмування час і шлях гальмування скорочуються до 0,16 с і 1,6 обороту валу (ємність конденсаторів була прийнята рівною 3,9 Сном).

У схемі рис. 2,6 здійснюється перекриття режимів
з подачею незмінного струму до закінчення процесу конденсаторного гальмування. Для управління другим кроком
служить реле напруги РН.