Заден ход и спиране на асинхронен двигател с катеричка

Асинхронният двигател е обратима машина. За да промените посоката на въртене на ротора, е необходимо да промените посоката на въртене на магнитното поле (чрез превключване на захранващите проводници към клемите на двете фази на двигателя) — Стартови и спирачни вериги на двигателя

Механичните характеристики за две посоки на въртене са показани на фиг. 1.

Ориз. 1. Семейство механични характеристики на асинхронен двигател за обратима работа в режим на спиране с подаване на енергия към мрежата (I), режим на опозиция (II) и двигател (III) 1, 2 — естествен; 3 — изкуствен.

Асинхронен двигател с катеричка клетка може да се използва не само като двигател, но и като спирачка. В режим на спиране всеки електрически двигател винаги работи като генератор. В този случай асинхронен електродвигател с ротор с катеричка може да има три режима на спиране.

В режим на спиране с връщане на енергия към мрежата машината работи с отрицателно приплъзване. В този случай скоростта на ротора надвишава скоростта на въртене на магнитното поле. Разбира се, за да преминете към този режим, отстрани на вала трябва да се подаде външен активен момент.

Режимът с връщане на енергия към мрежата се използва широко в подемни инсталации. По време на спускане задвижващата система, поради потенциалната енергия на товара, може да придобие скорост, надвишаваща скоростта на въртене на магнитното поле, и спускането ще настъпи в равновесно състояние, съответстващо на определена точка g по механичната характеристика, когато статичният момент, създаден от низходящия товар, се балансира от спирачния момент на двигателя.

При конвенционалните задвижвания с реактивен статичен въртящ момент разглежданият режим се реализира само посредством специални управляващи вериги, които дават възможност да се намали скоростта на въртене на магнитното поле. Механичните характеристики на асинхронна машина за режим с връщане на енергия към мрежата са показани на същата фиг. 1.

Както е показано, максималният въртящ момент в генераторния режим е малко по -висок, отколкото в моторния режим, а критичното приплъзване по абсолютна стойност е същото.

Асинхронните генератори като такива имат много тесен обхват, а именно вятърни електроцентрали… Тъй като силата на вятъра не е постоянна и съответно скоростта на въртене на устройството се променя значително, при тези условия е за предпочитане асинхронен генератор.

Най -широко използваният е спирачният режим — противопоставяне. Преходът към този режим на асинхронни двигатели, както и на DC двигатели, е възможен в два случая (фиг. 1): със значително увеличаване на статичния въртящ момент (участък ab) или при превключване на намотката на статора за различна посока на въртене (раздел cd).

И в двата случая двигателят работи с приплъзване по -голямо от 1, докато токовете надвишават началните токове. Следователно, за двигател с катеричка, този режим може да се използва само за бързо спиране на задвижването.

Когато се достигне нулева скорост, двигателят трябва да бъде изключен от електрическата мрежа, в противен случай той ще има тенденция да ускорява в обратна посока.

При спиране чрез противоположни двигатели с намотан ротор, в роторната верига трябва да се въведе съпротивление на реостат, за да се ограничи токът и да се увеличи спирачният момент.

Възможно е също режим на динамично спиране… Това обаче поражда някои трудности. Когато двигателят е изключен от електрическата мрежа, магнитното поле на машината също изчезва. Възможно е да се възбуди асинхронна машина от източник на постоянен ток, който е свързан към статор, изключен от мрежата с променлив ток. Източникът трябва да осигури ток в намотката на статора близо до номиналния. Тъй като този ток е ограничен само от електрическото съпротивление на намотката, напрежението на източника на постоянен ток трябва да бъде ниско (обикновено 10 — 12 V).

Ориз. 2. Свързване на статора на асинхронен двигател към източник на постоянен ток в режим на динамично спиране, когато е свързан с делта (а) и звезда (б)

Самовъзбуждането се използва и за динамично спиране. Кондензаторите са свързани към статора, изключен от мрежата.

Ориз. 3. Схема на динамично спиране на асинхронен двигател със самовъзбуждане

Когато роторът се върти, се създава ЕМП във веригата на статора поради остатъчно намагнитване и протичане на ток през намотките на статора, както и през кондензаторите. Когато се достигне определена скорост в статорната верига, възникват резонансни условия: сумата от индуктивните съпротивления ще бъде равна на капацитивното съпротивление. Ще започне интензивен процес на самовъзбуждане на машината, което ще доведе до увеличаване на ЕМП. Режимът на самовъзбуждане ще приключи, когато EMF на машината E и спадът на напрежението в кондензаторите са равни.

Максималният спирачен момент с увеличаване на капацитета се измества към по -ниски скорости. Недостатъците на разглеждания режим на спиране са появата на спирачно действие само в рамките на определена скоростна зона и необходимостта от използване на големи кондензатори за спиране при ниски скорости.

Положителната страна е, че не е необходим допълнителен източник на електрическа енергия. Този режим винаги се осъществява в инсталации, където кондензаторна банка е свързана към двигателя, за да се подобри коефициентът на мощност на захранващата мрежа.

Вижте също по тази тема: Спирачни вериги за асинхронни двигатели