Lựa chọn động cơ điện không đồng bộ làm việc ở chế độ hãm động năng tự kích từ

Động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn có sơ đồ điều khiển đơn giản nhất — việc đưa điện trở vào mạch rôto có đặc tính điều khiển cực kỳ thấp. Do đó, trước khi có sẵn bộ biến tần trên thị trường, nhiều sơ đồ khác nhau đã được phát triển để giảm tốc độ ở chế độ bước xuống.

Trên thực tế, không có nhiều người trong số họ. Ở nước ngoài, việc sử dụng một máy điện bổ sung—một phanh xoáy gắn trên cùng một trục với động cơ chính—đã trở nên phổ biến. Sơ đồ này cho phép bạn có được các đặc tính cơ học đủ cứng khi giảm tải, nhưng một bộ truyền động điện như vậy có đặc tính năng lượng cực thấp (năng lượng phanh được giải phóng trong phanh xoáy). Ngoài ra, phanh xoáy có giá thành khá cao và việc bố trí bộ phận cơ khí rất phức tạp.

Do đó, để có được tốc độ hạ cánh trong các cơ chế nâng dựa trên động cơ không đồng bộ có rôto pha tại nhà máy Dynamo vào cuối những năm 1970, một nhóm thiết kế do E.M. Pevzner đã giới thiệu phanh động tự kích thích.

Một ổ điện như vậy được sử dụng rộng rãi trong các cần cẩu trong nước (bảng loại TSD, TSDI, KSDB cho cầu, giàn và cần trục, bảng điều khiển cho cần cẩu tháp KB-309, KB-403, KB-404, KB-405, KB - 406, KB-408, KB-415, KB-415-07, KB-473, KBM-401P.). Vì vậy, chúng ta đang nói về hàng chục ngàn cần cẩu đang hoạt động.

Cơm. 1. Sơ đồ đưa động cơ không đồng bộ vào chế độ hãm động năng tự kích từ

Nguyên lý phanh động có tự kích thích như sau:

Mạch rôto bao gồm chỉnh lưu ba pha UZ (Hình 1). Động cơ điện bị ngắt khỏi mạng thông qua công tắc tơ KM1. Điện áp chỉnh lưu được kết nối với cuộn dây stato thông qua công tắc tơ KM2. Tiếp điểm công tắc tơ KM3 được đóng lại. Khi nhả phanh (không được hiển thị trong sơ đồ), trục động cơ bắt đầu quay dưới tác động của trọng lượng rơi xuống.

Một EMF được tạo ra trong cuộn dây rôto, dưới tác động của dòng điện bắt đầu chạy trong mạch rôto-stato. Động cơ phát triển mô-men xoắn phanh, tải được hạ xuống với tốc độ không đổi. Giá trị tốc độ được xác định bởi giá trị điện trở của mạch rôto. Lực cản càng lớn, tốc độ đi xuống càng nhanh. Để tăng tốc độ, tắt công tắc tơ KM3.

Ở chế độ phanh động tự kích thích, ổ điện chỉ tiêu thụ năng lượng từ mạng để cung cấp năng lượng cho bộ đẩy thủy lực phanh và thiết bị rơle-công tắc tơ. Như một ví dụ, Hình. 7 cho thấy các đặc tính cơ học của truyền động điện có bảng TSD.

Cơm. 2. Đặc tính cơ truyền động điện của cơ cấu nâng hạ có bảng TSD

Các đặc tính phanh động được ký hiệu là 1C, 2C, 3C. Có thể thấy rằng các đặc tính có đủ độ cứng. Việc điều chỉnh tốc độ được thực hiện trong phạm vi 1: 8, trong hầu hết các trường hợp là đủ cho các vòi hàng loạt.

Điều kiện để động cơ điện tự kích là:

Trong đó x '2- điện trở cảm của dây quấn rôto, Ôm; хо- điện trở cảm ứng của mạch từ hóa. ôm

Trong đó ks - hệ số của sơ đồ

kd - hệ số giảm dòng điện rôto thành dòng điện stato; kcx - hệ số mạch hiệu chỉnh, đối với mạch cầu ba pha kx = 0,85; kt là hệ số biến đổi của động cơ từ stato sang rôto

Hệ số kd phụ thuộc vào sơ đồ kết nối của cuộn dây stato, được kết nối với một ngôi sao trong động cơ vòi hộ gia đình ở điện áp nguồn 380 V.

Hệ số kt phụ thuộc vào hệ số biến đổi, tức là về tỷ lệ giữa điện áp stato và điện áp rôto, phụ thuộc vào loại động cơ. Ví dụ, đối với một số động cơ điện thuộc sê-ri MT và 4MT, giá trị và các tham số liên quan được lập thành bảng. 1.

Bảng 1.

Công suất loại động cơ điện, kWt Điện áp rôto, V kt x x '2 xho √(1 + 2x '2/ho) MTN412-6 30 255 1.5 1.3 0.173 3.74 1.04 4MTN225L6 55 290 1.31 1.31 0.197 3.73 1.05 MTN512- 6 55 340 1,11 0,98 0,197 3,8 1,05 4MTN280L10 75 308 1,23 1,06 0,146 2,33 1,06 4MTN280M6 110 420 0,9 0,7 0,083 2,98 1,02

Điều kiện кс ≥ √(1 + 2х '2/хо) được thực hiện đối với động cơ loại MTN412-6, 4MTN225L6, có thể gọi là "kích thích". Những động cơ điện như vậy đi vào chế độ tự kích thích mà không đưa ra các quyết định bổ sung về mạch. Tuy nhiên, trong các thiết bị hoàn chỉnh điện áp thấp (thiết bị đóng cắt hoặc bảng điều khiển điện áp thấp) được thiết kế để hoạt động cùng với các động cơ như vậy, một kích thích ban đầu nhỏ được cung cấp để vận hành đáng tin cậy.

Sự kích thích ban đầu được thực hiện bằng cách truyền một hằng số, cái gọi là Một giá trị nhỏ của "dòng điện cung cấp" (thường không quá 10% dòng điện định mức của động cơ) từ bộ chỉnh lưu nửa chu kỳ. Đối với động cơ kích thích, trong mọi trường hợp, điều này là đủ để chuyển đổi đáng tin cậy sang chế độ phanh động tự kích thích.

Động cơ điện MTN512-6, 4MTN280M6 không thỏa mãn điều kiện кс ≥ √(1 + 2х '2/хо) là "không kích thích". Điều này không có nghĩa là các động cơ như vậy không thể hoạt động ở chế độ hãm động có tự kích thích, nhưng giá trị của dòng điện bổ sung cần thiết cho chúng đạt 50% dòng định mức của stato.Điều này đòi hỏi phải sử dụng NKU (bảng điều khiển) đặc biệt cho động cơ điện không kích từ. …

Loại động cơ điện 4MTN280L10 với кс = √(1 + 2х '2/хо) đang ở giới hạn tự kích thích và bất kỳ thay đổi ngẫu nhiên nào trong các tham số đều có thể vi phạm điều kiện tự kích thích. Do đó, một động cơ như vậy cũng có thể được phân loại là không kích thích.

Các thông số chính ảnh hưởng đến khả năng tự kích của động cơ điện là điện áp định mức của rôto E2nom. Giá trị tới hạn của E2nom, tại đó quá trình tự kích thích không xảy ra nếu không có dòng điện cung cấp lớn, nên được lấy là 300 V.

Đặc tính này của chế độ phanh động tự kích thích đã được nhà máy Dynamo và Sibelektromotor PO tính đến khi phát triển một loạt động cơ điện cần trục 4MT vào đầu những năm 1980.

Đặc biệt, giá trị E2nom cho một số động cơ điện đã được giảm so với dòng MT trước đây để làm cho động cơ dễ bị kích thích.

Ví dụ, đối với động cơ điện 4MTN225L6, được sử dụng rộng rãi trong truyền động điện của cần cẩu tháp, E2nom đã giảm so với động cơ dòng MTN512-6 trước đó từ 340 xuống 290 V, khiến động cơ tự kích thích. Sau đó, OJSC "Sibelectromotor" bắt đầu sản xuất động cơ điện 4MTM225L6 với cùng thông số.

Theo thời gian, động cơ điện với mục đích tương tự bắt đầu được sản xuất bởi các nhà sản xuất khác.

Nhà máy xây dựng cẩu Rzhevsky sản xuất động cơ điện MKAF225L6, Công ty kỹ thuật điện Siberia sản xuất động cơ điện 4MTM225L6 PND.Mặc dù có vẻ ngoài khác với nguyên mẫu liên quan đến khả năng công nghệ của từng nhà sản xuất, nhưng tất cả các động cơ điện này đều có cùng thông số điện và kích thước lắp đặt và hoàn toàn có thể thay thế cho nhau.

Sự khác biệt về tên của các động cơ cho phép người dùng đưa ra lựa chọn sáng suốt về nhà sản xuất này hoặc nhà sản xuất khác, được hướng dẫn bởi sở thích, giá cả, thời gian giao hàng, v.v. Đồng thời, hãy tuyệt đối chắc chắn rằng việc thay thế động cơ điện của nhà sản xuất vòi này bằng động cơ điện của nhà sản xuất khác sẽ không dẫn đến hỏng vòi hoặc tai nạn.

Tuy nhiên, trong thập kỷ qua, động cơ điện từ nhiều nhà sản xuất khác nhau đã xuất hiện trên thị trường trong nước, thương hiệu sao chép chính xác thương hiệu của động cơ điện "nguyên bản" do Công ty cổ phần "Sibelectromotor" sản xuất. Có thể cho rằng nguồn gốc của động cơ điện được kết nối với nước láng giềng lớn phía đông của nước ta. Giá của chúng thấp hơn một chút so với giá của các nhà sản xuất truyền thống nên việc doanh nghiệp quan tâm đến chúng từ nguồn cung là điều dễ hiểu.

Do đó, bằng cách đặt mua một động cơ điện để lắp đặt trên cần trục đã sản xuất hoặc thay thế động cơ điện bị hỏng trên cần trục bằng một động cơ đang hoạt động, bạn có thể nhận được một động cơ điện của một nhà sản xuất không xác định, với E2nom khác với động cơ điện nguyên mẫu.

Tình hình phần nào gợi nhớ đến đầu những năm 90, khi một số nhóm nhạc pop có cùng tên đã đi lưu diễn khắp đất nước cùng một lúc.

Một lần nữa chúng ta hãy nhớ lại rằng tỷ số E2nom / I2nom là thông số quan trọng nhất của động cơ có rôto quấn, ảnh hưởng đến việc lựa chọn điện trở khởi động, thiết bị rơle-công tắc tơ và như đã đề cập ở trên, đến điều kiện tự kích từ của động cơ. động cơ điện.

Tuy nhiên, thông thường, không có dữ liệu rôto nào trên bảng tên của các động cơ nhân bản. Đây là một ví dụ:

Cơm. 3. Bảng tên động cơ không đồng bộ cầu trục rôto

Nhân tiện, động cơ điện này có giá trị E2nom «chính xác», chỉ là bây giờ nó phải được xác định theo kinh nghiệm.

Trong danh mục của các nhà sản xuất khác cho động cơ điện 4MTM225L6, giá trị E2nom = 340 V được chỉ định, tức là động cơ bị kích thích trở thành động cơ không bị kích thích. Hậu quả của việc sử dụng một động cơ điện như vậy như một phần của truyền động điện có hãm động với tự kích thích là giảm tải và tách động cơ điện với sự phá hủy cơ học của rôto và cuộn dây stato.

Chính xác là bức tranh này mà tác giả đã quan sát gần đây tại một trong những xí nghiệp chế tạo máy lâu đời nhất của Nga, nơi một cầu trục mới với động cơ điện nhân bản loại 4MTM225L6 với E2n = 340 V. Chỉ do may mắn, mọi người đã không chịu đựng. Ngoài ra, chủ sở hữu của cần cẩu khôi phục động cơ ba lần (!) Sau khi né tránh.

Một nhà sản xuất động cơ điện nhái khác, dường như liên tục gặp phải những tai nạn tương tự, hiện sản xuất hai động cơ điện dưới cùng một nhãn hiệu (!). Một cái có E2nom = 340 V, cái còn lại có E2nom = 264 V được đưa ra trong danh mục với ghi chú: "đối với vòi loại KB", tức là. cần cẩu tháp.

Một động cơ như vậy thực sự được sử dụng rộng rãi nhất trên cần trục tháp, nhưng nó cũng được lắp đặt trên cần trục cầu. Vì vậy, bạn có thể nghe thấy cuộc đối thoại giữa Nhà cung cấp và Khách hàng: “Bạn cần động cơ cho cầu trục nào? Đối với sàn. Sau đó lấy cái này (E2nom = 340 V). » Và trong truyền động của tời điện có bảng điều khiển với hệ thống hãm động lực tự kích thích. Kết quả được mô tả ở trên.

Đồng thời, không ai nói rằng những động cơ điện này bị lỗi hoặc không đáng tin cậy và không thể sử dụng trên cần cẩu. Càng nhiều sự lựa chọn trên thị trường thì càng tốt. Như họ nói, có nhiều động cơ tốt hơn và khác biệt hơn. Chỉ là thương hiệu của họ đánh lừa người tiêu dùng, điều này có thể gây ra nhiều hậu quả nguy hiểm.

Để sử dụng động cơ điện có thông số rôto khác với nguyên mẫu, bạn phải:

• Đo E2nom khi mạch rôto hở và dây quấn stato nối lưới;

• Dựa vào phép đo E2nom, tính toán, lựa chọn và đặt hàng điện trở chấn lưu;

• Chọn một bảng điều khiển cho động cơ điện không kích thích từ danh mục và đặt hàng.

Hoặc bạn có thể chỉ cần hỏi về giá trị của E2nom trước khi đặt hàng một động cơ hấp dẫn với giá của nó và thỏa thuận cụ thể về điều này trong hợp đồng. Tuy nhiên, điều này không loại trừ phép đo E2nom trong quá trình điều khiển đầu vào của động cơ đã đặt hàng.

Tóm tắt những điều trên, chúng ta có thể rút ra những kết luận sau:

• Trong truyền động điện của vòi gia dụng dựa trên động cơ điện rôto pha, phanh động tự kích thích được sử dụng rộng rãi. Hàng chục ngàn ổ điện như vậy đang hoạt động. Chúng vẫn đang được ban hành.

• Để hoạt động ở chế độ hãm động năng tự kích thích, động cơ điện phải có một tỷ lệ E2nom/I2nom nhất định.

• Điều kiện chính để tự kích thích động cơ điện có rôto quấn là giá trị của E2nom ≤ 300 V.

• Việc sử dụng động cơ điện có E2nom > 300 V với bảng điều khiển được thiết kế cho động cơ điện kích thích có thể làm giảm tải và phá hủy động cơ điện.