Кондензаторно спиране на асинхронни двигатели

Кондензаторно спиране на електродвигатели

Кондензаторното спиране на асинхронни двигатели с ниска мощност и комбинираните методи на спиране с неговото използване станаха широко използвани през последните години. По отношение на скоростта на спиране, скъсяването на спирачния път и подобряването на точността, кондензаторното спиране често дава по -добри резултати от другите методи за спиране на електродвигатели.

Спирането на кондензатора се основава на използването на явлението самовъзбуждане на асинхронна машина или, по-правилно, капацитивно възбуждане на асинхронна машина, тъй като реактивната енергия, необходима за възбуждане на режима на генератора, се доставя от кондензатори, свързани към намотката на статора . В този режим машината работи с отрицателно по отношение на въртящото се магнитно поле, създадено от свободни токове, възбудени в намотката на статора, плъзгащи се, развиващи спирачен момент на вала. За разлика от динамичната и възстановителната, тя не изисква консумация на вълнуваща енергия от мрежата.

Кондензаторни спирачни вериги за електродвигатели

Кондензаторно спиране на асинхронни двигатели

Фигурата показва схемата за включване на двигателя по време на спиране на кондензатора. Паралелно с намотката на статора са включени кондензатори, обикновено свързани в делта модел.

Когато двигателят е изключен от електрическата мрежа разрядни токове на кондензатора създавам магнитно полевъртене с ниска ъглова скорост. Машината влиза в режим на регенеративно спиране, скоростта на въртене се намалява до стойност, съответстваща на скоростта на въртене на възбуденото поле. По време на разреждането на кондензаторите се появява голям спирачен момент, който намалява с намаляване на скоростта на въртене.

В началото на спирането кинетичната енергия, съхранявана от ротора, бързо се абсорбира с кратък спирачен път. Спирането е рязко, ударните моменти достигат 7 Mnom. Пиковата стойност на спирачния ток при най -високите стойности на капацитета не надвишава началния ток.

С увеличаване на капацитета на кондензаторите спирачният момент се увеличава и спирането продължава до по -ниска скорост. Проучванията показват, че оптималната стойност на капацитета се намира в диапазона от 4 — 6 съня. Спирането на кондензатора спира със скорост 30 — 40% от номиналната скорост, когато скоростта на ротора стане равна на честотата на въртене на полето на статора от свободните токове, възникващи в статора. В този случай в процеса на спиране се абсорбират повече от 3/4 от кинетичната енергия, съхранявана от задвижването.

За пълно спиране на двигателя съгласно схемата на фигура 1, а, е необходимо да има момент на съпротивление на вала. Описаната схема се сравнява благоприятно с липсата на комутационни устройства, лекотата на поддръжка, надеждността и ефективността.

Когато кондензаторите са здраво свързани паралелно с двигателя, могат да се използват само тези типове кондензатори, които са предназначени за продължителна работа във веригата на променлив ток.

Ако спирането се извършва съгласно схемата на фигура 1 със свързването на кондензатори след изключване на двигателя от мрежата, е възможно да се използват по-евтини и малки по размер кондензатори от метална хартия от типове MBGP и MBGO, предназначени за работа в Схеми за постоянен и пулсиращ ток, както и сухи полярни електролитни кондензатори (CE, KEG и др.).

Спирането на кондензатора с кондензатори, слабо свързани съгласно триъгълната верига, е препоръчително да се използва за бързо и точно спиране на електрически задвижвания, на вала на които действа въртящ момент от натоварване най -малко 25% от номиналния въртящ момент на двигателя.

За кондензаторно спиране може да се използва и опростена схема: превключване на еднофазен кондензатор (фиг.1.6). За да се получи същия спирачен ефект, както при трифазно включване на кондензатора, е необходимо капацитетът на кондензатора в еднофазна верига да е 2,1 пъти по-голям от капацитета във всяка фаза във веригата на фиг. 1, а. В този случай обаче капацитетът в еднофазна верига е само 70% от общия капацитет на кондензаторите, когато са включени в три фази.

Загубите на енергия в двигателя по време на спиране с кондензатор са най -малки в сравнение с други видове спиране, поради което се препоръчват за електрически задвижвания с голям брой пускания.

При избора на оборудване трябва да се има предвид, че контакторите в статорната верига трябва да бъдат оценени за тока, протичащ през кондензаторите. За да се премахне недостатъкът на кондензаторното спиране — спирането на действието до пълното спиране на електродвигателя — той се използва в комбинация с динамично магнитно спиране.

Динамични кондензаторни спирачни вериги

Вериги на кондензаторно-динамично спиране чрез магнитно спиране.

Двете основни вериги на кондензаторно-динамично спиране (DCB) са показани на фигура 2.

Във веригата постоянен ток се подава към статора след спиране на кондензаторното спиране. Тази верига се препоръчва за прецизно спиране на задвижването. Захранването с постоянен ток трябва да се извършва като функция от пътя на машината. При намалена скорост динамичният спирачен момент е значителен, което осигурява бързо окончателно спиране на двигателя.

Ефективността на това двустепенно спиране може да се види от следния пример.

При динамично спиране на двигателя AL41-4 (1,7 kW, 1440 об / мин) с външен инерционен момент на вала, който е 22% от инерционния момент на ротора, времето за спиране е 0,6 s, а спирачният път е 11,5 обороти на вала.

Когато кондензаторното спиране и динамичното спиране се комбинират, времето и разстоянието на спиране се намаляват до 0,16 s и 1,6 оборота на вала (капацитетът на кондензаторите се приема равен на 3,9 Sleep).

В диаграмата на фиг. 2b, режимите се припокриват с DC захранване до края на процеса на спиране на кондензатора. Вторият етап се управлява от релето за напрежение PH.

Кондензаторно-динамично спиране съгласно схемата на фиг. 2.6 позволява да се намали времето и спирачният път с 4 — 5 пъти в сравнение с динамично спиране с кондензатор съгласно схемата на фиг. 1, а. Отклоненията на времето и пътя от средните им стойности при последователното действие на кондензатора и режимите на динамично спиране са 2 — 3 пъти по -малко, отколкото във веригата с режими на припокриване.