Các chế độ hãm của động cơ không đồng bộ

Một động cơ cảm ứng có thể hoạt động ở các chế độ phanh sau: phanh tái tạo, phanh ngược chiều và phanh động.

Hãm tái sinh của động cơ cảm ứng

Hãm tái sinh xảy ra khi tốc độ rôto của động cơ cảm ứng vượt quá đồng bộ.

Chế độ phanh tái tạo thực tế được sử dụng cho động cơ thay đổi cực và trong các bộ truyền động của máy nâng (vận thăng, máy đào, v.v.).

Khi chuyển sang chế độ máy phát, do momen xoắn đổi dấu nên thành phần tác dụng của dòng điện rôto đổi dấu. Sau đó động cơ không đồng bộ cung cấp năng lượng hoạt động (năng lượng) cho mạng và tiêu thụ từ mạng công suất phản kháng (năng lượng) cần thiết để kích thích. Chế độ này xảy ra, ví dụ, khi dừng (chuyển đổi) động cơ hai tốc độ từ tốc độ cao sang tốc độ thấp, như thể hiện trong hình. 1 a.

Cơm. 1. Dừng động cơ không đồng bộ trong mạch chuyển mạch chính: a) với sự phục hồi năng lượng trong mạng; b) đối lập

Giả sử rằng ở vị trí ban đầu, động cơ hoạt động ở đặc tính 1 và tại điểm a, quay với tốc độ ωset1... Khi số cặp cực tăng lên, động cơ chuyển sang đặc tính 2, tiết diện bs tương ứng với phanh có thu hồi năng lượng trong mạng .

Loại đình chỉ tương tự có thể được thực hiện trong hệ thống biến tần - động cơ khi dừng động cơ cảm ứng hoặc khi thay đổi từ đặc tính này sang đặc tính khác. Đối với điều này, tần số của điện áp đầu ra bị giảm và do đó tốc độ đồng bộ ωо = 2πf / p.

Do quán tính cơ học, tốc độ hiện tại của động cơ ω sẽ thay đổi chậm hơn tốc độ đồng bộ ωo và sẽ liên tục vượt quá tốc độ của từ trường. Do đó, có một chế độ tắt máy với năng lượng trở lại lưới điện.

Phanh tái sinh cũng có thể được áp dụng trong truyền động điện của máy nâng khi hạ tải. Đối với điều này, động cơ được bật theo hướng giảm tải (đặc điểm 2, Hình 1 b).

Sau khi kết thúc quá trình tắt máy, nó sẽ hoạt động tại một điểm có tốc độ -ωset2... Trong trường hợp này, quá trình hạ tải được thực hiện với sự giải phóng năng lượng trong mạng.

Phanh tái sinh là loại phanh kinh tế nhất.

Dừng động cơ điện không đồng bộ bằng đối kháng

Việc chuyển động cơ cảm ứng sang chế độ hãm ngược lại có thể được thực hiện theo hai cách. Một trong số chúng liên quan đến sự thay đổi luân phiên hai pha của điện áp cung cấp cho động cơ điện.

Giả sử rằng động cơ hoạt động theo đặc tính 1 (Hình 1 b) với các pha của điện áp xoay chiều ABC.Sau đó, khi chuyển đổi hai pha (ví dụ: B và C), nó chuyển sang đặc tính 2, có phần ab tương ứng với điểm dừng đối diện.

Hãy chú ý đến thực tế là với phe đối lập trượt động cơ không đồng bộ nằm trong khoảng từ S = 2 đến S = 1.

Đồng thời, rôto quay ngược với hướng chuyển động của trường và liên tục chậm lại. Khi tốc độ giảm xuống 0, động cơ phải được ngắt khỏi nguồn điện, nếu không nó có thể chuyển sang chế độ động cơ và rôto của nó sẽ quay theo hướng ngược lại với hướng trước đó.

Trong trường hợp hãm ngược công tắc, dòng điện trong cuộn dây động cơ có thể cao hơn 7-8 lần so với dòng định mức tương ứng, hệ số công suất của động cơ giảm đáng kể. Trong trường hợp này, không cần phải nói về hiệu quả, vì cả năng lượng cơ học được chuyển đổi thành điện năng và năng lượng mà mạng tiêu thụ đều bị tiêu tán trong điện trở hoạt động của rôto và trong trường hợp này không có năng lượng hữu ích.

Động cơ lồng sóc bị quá tải dòng điện trong giây lát. Đúng là ở (S>1), do hiện tượng dịch chuyển dòng điện, điện trở hoạt động của rôto tăng lên rõ rệt. Điều này dẫn đến giảm và tăng mô-men xoắn.

Để tăng hiệu quả phanh của động cơ có rôto quấn, các điện trở bổ sung được đưa vào mạch rôto của chúng, giúp hạn chế dòng điện trong cuộn dây và tăng mô-men xoắn.

Một cách phanh ngược khác có thể được sử dụng với bản chất hoạt động của mô-men xoắn của tải, ví dụ, được tạo ra trên trục động cơ của cơ cấu nâng.

Giả sử rằng cần giảm tải bằng cách đảm bảo dừng tải bằng động cơ cảm ứng. Với mục đích này, động cơ bằng cách bao gồm một điện trở bổ sung (điện trở) trong mạch rôto được chuyển sang đặc tính nhân tạo (đường thẳng 3 trong Hình 1).

Do moment vượt tải Ms Mô-men xoắn khởi động Mp của động cơ và bản chất hoạt động của nó, tải có thể được giảm dần với tốc độ không đổi -ωset2… Ở chế độ này, điểm dừng trượt của động cơ cảm ứng có thể thay đổi từ S = 1 đến S = 2.

Hãm động của động cơ cảm ứng

Để tự động dừng cuộn dây stato, ngắt kết nối động cơ khỏi nguồn điện xoay chiều và kết nối với nguồn một chiều như minh họa trong hình. 2. Trong trường hợp này, cuộn dây rôto có thể bị đoản mạch hoặc các điện trở bổ sung có điện trở R2d được đưa vào mạch của nó.

Cơm. 2. Sơ đồ phanh động của động cơ cảm ứng (a) và mạch để bật cuộn dây stato (b)

Dòng điện không đổi Ip, giá trị có thể được điều khiển bởi điện trở 2, chạy qua cuộn dây stato và tạo ra từ trường cố định so với stato. Khi rôto quay, một EMF được tạo ra trong đó, tần số của nó tỷ lệ thuận với tốc độ. Ngược lại, EMF này làm cho một dòng điện xuất hiện trong vòng kín của cuộn dây rôto, tạo ra một từ thông cũng đứng yên so với stato.

Sự tương tác của dòng rôto với từ trường thu được của động cơ cảm ứng tạo ra mômen hãm, nhờ đó đạt được hiệu quả hãm.Trong trường hợp này, động cơ hoạt động ở chế độ máy phát độc lập với mạng điện xoay chiều, chuyển đổi động năng của các bộ phận chuyển động của ổ điện và máy làm việc thành năng lượng điện, được tiêu tán dưới dạng nhiệt trong mạch rôto.

Hình 2b cho thấy sơ đồ phổ biến nhất để bật cuộn dây stato trong quá trình hãm động. Hệ thống kích thích động cơ ở chế độ này là không đối xứng.

Để phân tích hoạt động của động cơ cảm ứng ở chế độ hãm động, hệ thống kích từ không đối xứng được thay thế bằng hệ thống kích thích đối xứng. Với mục đích này, người ta cho rằng stato không được cung cấp bởi dòng điện một chiều Ip, mà bởi một dòng điện xoay chiều ba pha tương đương nào đó tạo ra cùng một MDF (sức từ động) như dòng điện một chiều.

Các đặc tính cơ điện và cơ học được thể hiện trong hình. 3.

Cơm. 3. Đặc tính cơ điện của động cơ không đồng bộ

Đặc tính này được tìm thấy trong hình ở góc phần tư thứ nhất I, trong đó s = ω / ωo — độ trượt của động cơ cảm ứng ở chế độ hãm động. Dữ liệu cơ học của động cơ được tìm thấy trong góc phần tư thứ hai II.

Có thể thu được các đặc tính nhân tạo khác nhau của động cơ cảm ứng ở chế độ hãm động bằng cách thay đổi điện trở R2d của điện trở bổ sung 3 (Hình 2) trong mạch rôto hoặc dòng điện một chiều Azp được cung cấp cho cuộn dây stato.

Các giá trị biến đổi R2q và Azn, có thể thu được hình dạng mong muốn của đặc tính cơ của động cơ cảm ứng ở chế độ hãm động năng và do đó cường độ hãm tương ứng của truyền động điện cảm ứng.

A. I. Miroshnik, O. A. Lysenko