58. Тормозные режимы ад: рекуперативное торможение и торможение противовключением

Асинхронный двигатель может работать в трех тормозных режимах: рекуперативного торможения, противовключения и динамического торможения.

Рекуперативное торможение возникает при вращении ротора в направлении магнитного поля со скоростью  выше синхронной ₀. В этому скольжение

.

Комплекс тока ротора в двигательном режиме (s>0):

(3.309)

В режиме рекуперативного торможения s<0 ,что приводит к изменению знака только активной составляющей тока ротора, в то время как реактивная составляющая сохраняет свой знак. Это свидетельствует о том, что магнитное поле АД в режиме рекуперативного торможения, как и в двигательном режиме, создается реактивным током, поступающим из сети. Рекуперативное торможение применяется в асинхронных электроприводах при тормозных спусках грузов (рис.3.72) и в многоскоростных асинхронных двигателях при снижении скорости путем переключения числа пар полюсов (рис.3.73)

Торможение противовключением применяется для остановки двигателей в реверсивных электроприводах и для получения посадочных скоростей при опускании тяжелых грузов.

Режим противовключения возникает тогда, когда ротор двигателя под действием внешних сил или сил инерции вращается в сторону, противоположную вращению магнитного поля. Режим противовключения является первой фазой реверса двигателя (рис.3.74).

Так как в режиме противовключения направление вращения ротора и магнитного поля АД взаимно противоположны, т.е. ₀>0, а <0, то скольжение

.

и начальный ток I_нач превышает пусковой I_п. При большом токе тормозной момент меньше пускового M_п, так как индуктивное сопротивление ротора пропорционально скольжению, а скольжение больше единицы. Поэтому для уменьшения тока и увеличения тормозного момента в цепь ротора АД с фазным ротором включают добавочное сопротивление. При активном статическом моменте на валу АД с фазным ротором режим противовключения можно получить введением добавочного сопротивления R_2g (рис.3.75).

Скольжение АД на участке СD механической характеристики больше единицы, что указывает на режим противовключения, установившийся режим которого соответствует точке D

57.. Динамическое торможение ад при независимом возбуждении.

(3.297)

Характеристика, соответствующая =0 (f₁=0), получается при питании АД от источника постоянного тока. Режим работы АД в этом случае называется режимом динамического торможения с независимым возбуждением. Механическая характеристика АД в режиме динамического торможения получается из (3.297) при =0:

(3.298)

Поскольку характеристика динамического торможения является частным случаем механических характеристик АД при питании от источника тока, то все полученные выше соотношения будут справедливы и для режима динамического торможения, если под величиной I₁ понимать действующие значение эквивалентного по МДС переменного тока. Одна из распространенных схем включения АД на режим динамического торможения приведена на рис.3.69.

МДС, создаваемая в двух фазах АД постоянным током I­_п:

(3.299)

Эквивалентная МДС, создаваемая в трех фазах переменным током I_m:

(3.300)

Из равенства ,т.е.

находим эквивалентный переменный ток

(3.301)

В общем случае

, (3.302)

где – коэффициент схемы, зависящий от схемы включения обмоток статора АД к источнику постоянного тока.

При следует учитывать насыщение магнитной системы АД. В этом случае индуктивное сопротивление X_.ном намагничивающего контура определяется для каждого значения намагничивающего тока I_ из кривой намагничивания при .

Для режима динамического торможения, исходя из уравнений АД при питании от источника тока в установившемся режиме работы:

(3.303)

можно представить эквивалентную схему, показанную на рис.3.70.

На основании этой схемы получены следующие соотношения между переменными:

(3.304)

(3.305)

(3.306)

Расчет механической характеристики АД в режиме динамического торможения с учетом насыщения проводится в такой последовательности:

1. задаемся рядом значений I_ от 0 до I₁

2. для каждого значения I_­ с использованием кривой намагничивания по (3.290) рассчитываем X_.ном .

3. По (3.305) определяем

4. По (3.304) рассчитываем

5. По (3.306) определяем электромагнитный момент М

6. Рассчитываем угловую скорость АД

(3.307)

Влияние насыщения магнитной системы существенно сказывается в зане небольших скоростей, а при больших скоростях размагничивающее действие тока ротора приводит к ненасыщенному состоянию и характеристики совпадают (рис.3.71).

Следствием насыщения магнитной системы является увеличение s_k1 (w_k1) и уменьшение M_k1.

Линеаризованная динамическая характеристика АД при динамическом торможении получается при w₀=0:

(3.308)