מצבי בלימה של מנועים אסינכרוניים

מנוע אינדוקציה יכול לפעול במצבי הבלימה הבאים: בלימה רגנרטיבית, בלימה הפוכה ודינאמית.

בלימה רגנרטיבית של מנוע אינדוקציה

בלימה רגנרטיבית מתרחשת כאשר מהירות הרוטור של מנוע האינדוקציה עולה על באופן סינכרוני.

מצב הבלימה הרגנרטיבי משמש למעשה עבור מנועים להחלפת עמודים ובכוננים של מכונות הרמה (מנופים, מחפרים וכו').

בעת מעבר למצב גנרטור, עקב שינוי בסימן המומנט, הרכיב הפעיל של זרם הרוטור משנה סימן. לאחר מכן מנוע אסינכרוני נותן כוח אקטיבי (אנרגיה) לרשת וצורך מהרשת כוח תגובתי (אנרגיה) הנדרשת לעירור. מצב זה מתרחש, למשל, בעת עצירה (מעבר) של מנוע בעל שני מהירויות ממהירות גבוהה לנמוכה, כפי שמוצג באיור. 1 א.

אורז. 1. עצירת מנוע אסינכרוני במעגל הקומוטציה הראשי: א) עם שחזור אנרגיה ברשת; ב) התנגדות

נניח שבמצב ההתחלתי המנוע פעל במאפיין 1 ובנקודה a, מסתובב במהירות ωset1... ככל שמספר זוגות הקטבים גדל, המנוע עובר למאפיין 2, שקטע bs שלו מתאים לבלימה עם שחזור אנרגיה ברשת.

ניתן ליישם אותו סוג של מתלה במערכת ממיר תדרים - מנוע בעת עצירת מנוע אינדוקציה או בעת מעבר ממאפיין למאפיין. לשם כך, התדר של מתח המוצא מופחת, ומכאן המהירות הסינכרונית ωо = 2πf / p.

עקב אינרציה מכנית, מהירות הזרם של המנוע ω תשתנה לאט יותר מהמהירות הסינכרונית ωo, ותעלה כל הזמן על מהירות השדה המגנטי. לכן, יש מצב כיבוי עם החזרת אנרגיה לרשת.

ניתן להפעיל גם בלימה רגנרטיבית הנעה חשמלית של מכונות הרמה בעת הורדת עומסים. לשם כך, המנוע מופעל בכיוון של הורדת העומס (מאפיין 2, איור 1 ב).

לאחר סיום הכיבוי הוא יעבוד בנקודה עם מהירות של -ωset2... במקרה זה, תהליך הורדת העומס מתבצע עם שחרור אנרגיה ברשת.

בלימה רגנרטיבית היא סוג הבלימה החסכוני ביותר.

עצירת מנוע חשמלי אסינכרוני על ידי התנגדות

העברת מנוע אינדוקציה למצב בלימה הפוך יכולה להתבצע בשתי דרכים. אחד מהם קשור לשינוי בחילופין של שני שלבים של המתח המספק את המנוע החשמלי.

נניח שהמנוע פועל לפי מאפיין 1 (איור 1 ב) עם שלבים של מתח חילופין ABC.לאחר מכן, כאשר מחליפים שני שלבים (למשל B ו-C), הוא עובר למאפיין 2, שקטע ab שלו מתאים לתחנה ההפוכה.

בואו נשים לב לעובדה שעם האופוזיציה החלקת מנוע אסינכרונית נע בין S = 2 ל- S = 1.

במקביל, הרוטור מסתובב נגד כיוון התנועה של השדה ומאט כל הזמן. כאשר המהירות יורדת לאפס, יש לנתק את המנוע מהרשת, אחרת הוא יכול להיכנס למצב מנוע, והרוטור שלו יסתובב בכיוון ההפוך לכיוון הקודם.

במקרה של בלימת מיתוג נגדי, הזרמים בפיתול המנוע יכולים להיות גבוהים פי 7-8 מהזרמים הנקובים המתאימים. מקדם ההספק של המנוע יורד באופן משמעותי. במקרה זה, אין צורך לדבר על יעילות, שכן הן האנרגיה המכנית המומרת לחשמל והן האנרגיה הנצרכת על ידי הרשת מתפזרים בהתנגדות הפעילה של הרוטור, ובמקרה זה אין אנרגיה שימושית.

מנועי כלוב סנאי מועמסים לרגע בזרם. נכון שב-(S>1), עקב תופעת תזוזת הזרם, ההתנגדות הפעילה של הרוטור עולה באופן ניכר. זה מביא לירידה ועלייה במומנט.

כדי להגביר את יעילות הבלימה של מנועים עם רוטור פצע, התנגדויות נוספות מוכנסות למעגל הרוטורים שלהם, מה שמאפשר להגביל את הזרמים בפיתולים ולהגדיל את המומנט.

דרך נוספת של בלימה הפוכה יכולה לשמש עם האופי הפעיל של מומנט העומס, שנוצר, למשל, על פיר המנוע של מנגנון ההרמה.

נניח שיש צורך להפחית את העומס על ידי הבטחת עצירתו באמצעות מנוע אינדוקציה. למטרה זו, המנוע על ידי הכללת נגד נוסף (התנגדות) במעגל הרוטור מועבר למאפיין מלאכותי (קו ישר 3 באיור 1).

בשל הרגע החריגה מהעומס, גב' מומנט מתחיל Mp של המנוע והאופי הפעיל שלו, ניתן להוריד את העומס בקצב קבוע -ωset2... במצב זה, מעצור ההזזה של מנוע האינדוקציה יכול להשתנות מ-S = 1 ל-S = 2.

בלימה דינמית של מנוע אינדוקציה

כדי לעצור באופן דינמי את פיתול הסטטור, המנוע מנותק מרשת החשמל ומחובר למקור DC כפי שמוצג באיור. 2. במקרה זה, ניתן לקצר את פיתול הרוטור, או שנגדים נוספים בעלי התנגדות של R2d כלולים במעגל שלו.

אורז. 2. תכנית בלימה דינמית של מנוע אינדוקציה (א) ומעגל להפעלת פיתולי הסטטור (ב)

הזרם הקבוע Ip, שערכו ניתן לשלוט על ידי נגד 2, זורם דרך פיתולי הסטטור ויוצר שדה מגנטי נייח ביחס לסטטור. כאשר הרוטור מסתובב, מושרה בו EMF, שתדירותו פרופורציונלית למהירות. EMF זה, בתורו, גורם לזרם להופיע בלולאה הסגורה של פיתול הרוטור, מה שיוצר שטף מגנטי שהוא גם נייח ביחס לסטטור.

האינטראקציה של זרם הרוטור עם השדה המגנטי המתקבל של מנוע האינדוקציה יוצרת מומנט בלימה, שבגללו מושגת אפקט הבלימה.במקרה זה, המנוע פועל במצב גנרטור ללא תלות ברשת הזרם החילופין, וממיר את האנרגיה הקינטית של החלקים הנעים של הכונן החשמלי ושל המכונה הפועלת לאנרגיה חשמלית, המתפזרת בצורה של חום במעגל הרוטור.

איור 2b מציג את התוכנית הנפוצה ביותר להפעלת פיתולי הסטטור במהלך בלימה דינמית. מערכת עירור המנוע במצב זה היא א-סימטרית.

על מנת לנתח את פעולתו של מנוע אינדוקציה במצב בלימה דינמית, מערכת עירור א-סימטרית מוחלפת במערכת סימטרית. לשם כך, ההנחה היא שהסטטור לא מסופק על ידי זרם ישר Ip, אלא על ידי זרם חילופין תלת פאזי שווה ערך שיוצר את אותו MDF (כוח מגנטומוטיבי) כמו הזרם הישר.

המאפיינים האלקטרומכניים והמכאניים מוצגים באיור. 3.

אורז. 3. מאפיינים אלקטרומכניים ומכאניים של המנוע האסינכרוני

המאפיין נמצא באיור ברביע הראשון I, שבו s = ω / ωo - החלקה של מנוע אינדוקציה במצב בלימה דינמית. הנתונים המכניים של המנוע נמצאים ברביע השני II.

ניתן להשיג מאפיינים מלאכותיים שונים של מנוע האינדוקציה במצב בלימה דינמית על ידי שינוי ההתנגדות R2d נגדים נוספים 3 (איור 2) במעגל הרוטור או זרם ישר Azp מסופק לפיתולי הסטטור.

ערכים משתנים R2q ו-Azn, ניתן לקבל את הצורה הרצויה של המאפיינים המכניים של מנוע האינדוקציה במצב בלימה דינמית ובכך את עוצמת הבלימה המתאימה של כונן האינדוקציה החשמלי.

A. I. Miroshnik, O. A. Lysenko