Реверс и торможение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Торможение асинхронного двигателя

При использовании асинхронного двигателя, в качестве составной части какого-либо электропривода, часто возникает потребность в искусственной остановке двигателя. В настоящее время существует множество различных способов торможения асинхронного двигателя, вот некоторые из них.

Динамическое (электродинамическое) торможение

Если отключить двигатель от сети переменного тока и подключить его к источнику постоянного тока, то произойдет динамическое торможение. Обмотка статора, при протекании постоянного тока, создаст неподвижное магнитное поле. При вращении в таком поле, в роторе будет наводиться ЭДС, под действием которой будет протекать ток.

Этот ток будет взаимодействовать с неподвижным полем статора и создавать тормозной момент, который будет направлен против направления вращения ротора. В итоге двигатель будет постепенно останавливаться, причем скорость его остановки будет зависеть от силы постоянного тока, протекающего по статору, ну и конечно же от запасенной кинетической энергии электропривода.

Эта энергия, преобразовываясь в электрическую, рассеивается в виде тепла на роторе.

В двигателе с фазным ротором, величину тормозного момента, а следовательно, скорость торможения, можно изменять, изменяя величину добавочных сопротивлений в цепи ротора.

Рекуперативное (генераторное) торможение

Рекуперативное торможение применяется в основном в качестве подтормаживания перед основным торможением, либо при спуске груза, например в лифтах.

Чтобы наступило рекуперативное торможение, нужно чтобы частота вращения ротора превысила синхронную частоту вращения. В таком случае двигатель начнет отдавать энергию в сеть, то есть станет асинхронным генератором. При этом электромагнитный момент двигателя становится отрицательным, и оказывает тормозной эффект.

Добиться генераторного торможения можно несколькими способами. Например, в двухскоростных двигателях, при переключении с большей скорости на меньшую. При этом ротор вращается по инерции с частотой, выше, чем новая синхронная частота. Возникнет тормозной момент, который уменьшит скорость до новой номинальной.

Допустим, что в начальный момент времени наш двигатель работал на характеристике 1 в точке A, после переключения скорости на более низкую, он перешел на характеристику 2 в точку B, а затем под действием тормозного момента достиг точки С, с меньшей частотой оборотов.

Генераторное торможение можно осуществить, если уменьшать частоту питания двигателя. Это возможно, если двигатель питается от тиристорного преобразователя частоты.

При уменьшении частоты напряжения, уменьшается синхронная частота вращения. Частота вращения ротора, который вращается по инерции, снова окажется выше, возникнет тормозной момент, который будет снижать частоту вращения ротора.

Таким образом, двигатель можно довести до полной остановки.

Торможение противовключением

Торможение противовключением применяется для быстрой остановки двигателя. Оно может быть осуществлено несколькими способами. В первом способе, в работающем двигателе, меняют две фазы местами, с помощью выключения контактора K1 и включения K2.

При этом направление вращения магнитного поля статора меняется на противоположное. Возникает большой тормозной момент, и двигатель быстро останавливается.

Но для того чтобы ограничить большие токи в момент увеличения тормозного момента, необходимо вводить в обмотку статора или ротора дополнительное сопротивление.

Во втором способе двигатель используют как тормоз для груза. То есть, если груз спускается вниз, то двигатель должен работать, наоборот, на подъем. Для этого в цепь ротора двигателя вводится большое добавочное сопротивление. Но его пусковой момент оказывается меньше чем момент нагрузки, и двигатель работает при некоторой небольшой скорости, тем самым обеспечивая плавный спуск.

По сути, торможение противовключением осуществляется по схеме реверса двигателя.

Торможение при самовозбуждении

Если питание двигателя отключить, то его магнитное поле затухнет только через небольшой промежуток времени.

Если в этот момент подключить к статорной обмотке двигателя батарею конденсаторов, то энергия магнитного поля будет переходит сначала в заряд конденсаторов, а затем снова возвращаться в обмотку статора.

При этом возникнет тормозной момент, который остановит двигатель. Такое торможение часто называют конденсаторным.

Величина тормозного момента будет зависеть от емкости конденсаторов, чем больше емкость, тем больше момент

Конденсаторы могут быть включены постоянно, а могут отключаться во время работы двигателя с помощью контактора.

Можно обойтись и без конденсаторов, просто замкнув с помощью ключей SA, обмотку статора по схеме “звезда”, предварительно отключив ее от сети с помощью контактора K. Тогда торможение произойдет значительно быстрее, за счет остаточного магнетизма двигателя. Такое торможение еще называется магнитным торможением.

Рекомендуем к прочтению – регулирование скорости асинхронного двигателя

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4.30 (49 Голоса)

Источник: https://electroandi.ru/elektricheskie-mashiny/asdvig/tormozhenie-asinkhronnogo-dvigatelya.html

Торможение противовключением асинхронного двигателя | мтомд.инфо

При управлении моментом при торможении противовключением асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с контролем скорости применяется узел схемы, приведенный на рисунке 1. В качестве реле противовключения используется реле контроля скорости SR, укрепляемое на двигателе. Реле настраивается на напряжение отпадания, соответствующее скорости, близкой к нулю и равной (0,1 — 0,2) ωуст.

Схема используется для остановки двигателя с торможением противовключением в реверсивной (рис. 1, а) в в нереверсивной (рис. 1, б) схемах. Команда SR используется для отключения контакторов КМ2 или КМ3 и КМ4, отключающих обмотку статора от напряжения сети при скорости двигателя, близкой к нулю. При реверсировании двигателя команды SR не используются.

Схемы управления торможением противовключением асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Рис. 1: а — реверсивная схема; б — нереверсивная схема

Узел управления асинхронным двигателем с фазным ротором в режиме торможения противовключением с одной ступенью, состоящей из R1 и R2, приведен на рисунке 2. Управляющее реле противовключения KV, в качестве которого применяется, например, реле напряжения постоянного тока типа РЭВ301, которое подключено к двум фазам ротора через выпрямитель V. Реле настраивается на напряжение отпадания.

Часто для настройки реле KV используется дополнительный резистор R3. Схема в основном применяется при реверсировании асинхронных двигателей со схемой управления, приведенной на рисунке 2, а, но может использоваться и при остановке в нереверсивной схеме управления, приведенной на рисунке 2, б.

При пуске двигателя реле противовключения КV не включается и ступень противовключения резистора ротора R1 выводится сразу после подачи управляющей команды на пуск.

Схема управления торможением противовключением асинхронных двигателей с фазным ротором

Рис. 2: а — реверсивная схема; б — нереверсивная схема

В режиме противовключения после подачи команды на реверс (рис. 2, а) или остановку (рис. 2, б) скольжение электродвигателя повышается и происходит включение реле KV. Реле KV отключает контакторы КМ4 и КМ5 и тем самым вводит полное сопротивление R1 + R2 ротор двигателя.

В конце процесса торможения при скорости асинхронного двигателя, близкой к нулю и составляющей примерно 10 — 20 % установившейся начальной скорости ωпер = (0,1 — 0,2) ωуст, реле KV отключается, обеспечивая команду на отключение ступени противовключения R1 с помощью контактора КМ4 и на реверсирование электродвигателя в реверсивной схеме или команду на остановку электродвигателя в нереверсивной схеме.

В приведенных схемах в качестве управляющего устройства может применяться командоконтроллер и другие аппараты.

Источник: http://www.mtomd.info/archives/2643

Трехфазный асинхронный двигатель

Трехфазный асинхронный электродвигатель, как и любой электродвигатель, состоит из двух основных частей – статора и ротора. Статор – неподвижная часть, ротор – вращающаяся часть. Ротор размещается внутри статора. Между ротором и статором имеется небольшое расстояние, называемое воздушным зазором, обычно 0,5-2 мм.

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. Обмотки статора располагаются в пазах сердечника.

Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы ротора не покрыты лаком, так как ток имеет небольшую частоту и оксидной пленки достаточно для ограничения вихревых токов.

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле – это основная концепция электрических двигателей и генераторов.

Вращающееся магнитное поле асинхронного электродвигателя

Частота вращения этого поля, или синхронная частота вращения прямо пропорциональна частоте переменного тока f1 и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки.

,

  • где n1 – частота вращения магнитного поля статора, об/мин,
  • f1 – частота переменного тока, Гц,
  • p – число пар полюсов

Чтобы понять феномен вращающегося магнитного поля лучше, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с тремя витками. Ток текущий по проводнику создает магнитное поле вокруг него. На рисунке ниже показано поле создаваемое трехфазным переменным током в конкретный момент времени

Составляющие переменного тока будут изменяться со временем, в результате чего будет изменяться создаваемое ими магнитное поле. При этом результирующее магнитное поле трехфазной обмотки будет принимать разную ориентацию, сохраняя при этом одинаковую амплитуду.

Вращающееся магнитное поле

Теперь разместим замкнутый проводник внутри вращающегося магнитного поля. По закону электромагнитной индукции изменяющееся магнитное поле приведет к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике.

В свою очередь ЭДС вызовет ток в проводнике.

Таким образом, в магнитном поле будет находиться замкнутый проводник с током, на который согласно закону Ампера будет действовать сила, в результате чего контур начнет вращаться.

Влияние вращающегося магнитного поля на замкнутый проводник с током

Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя

По этому принципу также работает асинхронный электродвигатель. Вместо рамки с током внутри асинхронного двигателя находится короткозамкнутый ротор по конструкции напоминающий беличье колесо. Короткозамкнутый ротор состоит из стержней накоротко замкнутых с торцов кольцами.

Короткозамкнутый ротор “беличья клетка” наиболее широко используемый в асинхронных электродвигателях (показан без вала и сердечника)

Трехфазный переменный ток, проходя по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле. Таким образом, также как было описано ранее, в стержнях ротора будет индуцироваться ток, в результате чего ротор начнет вращаться.

На рисунке ниже Вы можете заметить различие между индуцируемыми токами в стержнях. Это происходит из-за того что величина изменения магнитного поля отличается в разных парах стержней, из-за их разного расположения относительно поля.

Изменение тока в стержнях будет изменяться со временем.

Вы также можете заметить, что стержни ротора наклонены относительно оси вращения. Это делается для того чтобы уменьшить высшие гармоники ЭДС и избавиться от пульсации момента. Если стержни были бы направлены вдоль оси вращения, то в них возникало бы пульсирующее магнитное поле из-за того, что магнитное сопротивление обмотки значительно выше магнитного сопротивления зубцов статора.

Читайте также:  Электрическое и магнитное поле: в чем различия

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения ротора n2 меньше синхронной частоты вращения магнитного поля статора n1.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения n2

Источник: http://engineering-solutions.ru/motorcontrol/induction3ph/

Реверсивное управление асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором

Всем привет. Рад вас видеть у себя на сайте. Тема сегодняшней статьи: Реверсивное управление асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором.

В наше время асинхронные двигателя очень широко используются на производственных предприятиях. Их устанавливают практически на всём оборудование. А ещё бы и не ставить, ведь они самые простые в конструкции, имеют самую простую схему запуска и практически не требуют профилактических ремонтов.

Но мы сегодня не будем говорить о достоинствах и преимуществах этих двигателей, давайте лучше поговорим, о том, как же изменить направления движения этих электрических машин.

Но прежде чем рассматривать схему реверса, я советую вам почитать такие статьи:

Схема пуска асинхронного двигателя.

Расчёт тока электродвигателя.

Думаю, эти статьи будут вам очень полезны.

Теперь, переходим к практике. Специально для читателей своего сайта, я нарисовал схему реверса на листке бумаги, сфотографировал её, и делюсь с вами. Картинка получилась неплохо, и все основные элементы на ней видно. Но если вдруг вам что-то не понятно, то задавайте свои вопросы в комментариях. Я с радостью на них отвечу.

Схема запуска и реверсивного управления трёхфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Давайте для начала рассмотрим все элементы схемы.

QF – автоматический выключатель. Нужен для коммутации электрической схемы и для защиты от токов короткого замыкания.

KM1, KM2 – электромагнитные пускатели. Нужны для дистанционного запуска электродвигателя, и в данной схеме используются для реверса.

KK – тепловое реле. Используется для защиты электропривода от перегруза.

FU – предохранитель. Нужен для защиты цепей управления от токов короткого замыкания. И так же выступает в роли защиты от самопроизвольного включения привода в работу.

SB3 – кнопка стоп

SB1 – кнопка пуск «вперёд» или «вправо» и так далее.

SB2 – кнопка пуск «назад» или «влево» и так далее.

KM1, KM2 – блок-контакты электромагнитных пускателей. Нужны для подхвата.

KM1, KM2 – дополнительные блок-контакты пускателей. Выступают в роли блокировки от включения двух пускателей одновременно.

KM1, KM2 – катушки пускателей. Нужны для управления электромагнитными пускателями.

К – контакт теплового реле.

М – мотор

По элементам разобрались. Теперь давайте поговорим о том, как работает эта схема.

Для того чтобы запустить в работу электродвигатель, мы должны подать на него напряжение. Для этого включаем автоматический выключатель QF. Напряжение подаётся на контакты пускателей, и на цепь управления.

Теперь, чтобы двигатель начал вращаться нажимаем кнопку SB1. Этим действием мы подаём напряжение на катушку пускателя КМ1, пускатель втягивается, замыкаются силовые контакты и так же замыкается блок-контакт КМ1, а блок-контакт КМ2 размыкается. Двигатель при этом начинает вращаться

Теперь, чтобы запустить двигатель в другую сторону, нам нужно его сначала остановить. Для этого нажимаем кнопку SB3. Этим движением мы прекращаем подачу напряжения на цепь управления, и двигатель в любом случае остановиться, независимо от того в какую сторону он вращался.

Теперь для запуска электродвигателя в противоположную сторону. Нажимаем кнопку SB2. Напряжение подаются на катушку второго пускателя, он втягивается, замыкаются силовые контакты, замыкаются блок-контакты для подхвата, и размыкаются дополнительные блок-контакты. Двигатель начинает вращаться.

По сути, если разобраться, то схема очень простая. Главное понять принцип действия, и тогда вы легко сможете эту схему, переделать под свой какой-то вариант.

На этом у меня всё. Если есть вопросы, то задавайте их в комментариях. Если статья была вам полезной, то поделитесь нею со своими друзьями в социальных сетях, вступайте в группу и подписывайтесь на обновления сайта. Пока.

С уважением Александр!

Источник: http://fazanet.ru/reversivnoe-upravlenie-asinxronnym-elektrodvigatelem-s-korotkozamknutym-rotorom.html

Динамическое торможение асинхронного двигателя – Help for engineer | Cхемы, принцип действия, формулы и расчет

Динамическое торможение АД (торможение постоянным током) осуществляется путем подключения к двум любым обмоткам статора источника постоянного тока.

При этом с помощью группы контактов К1 асинхронный двигатель сначала отключают от питания трехфазным переменным током, и только после этого, замыкают группу контактов К2 и подают постоянный ток.

Величину постоянного тока регулируют сопротивлением rт (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема динамического торможения асинхронного двигателя

Само динамическое торможение асинхронного двигателя сопровождается следующими процессами и изменениями:

При отключении переменного тока, вращающееся магнитное поле перестает существовать. Далее подключают источник постоянного тока, который создает постоянное магнитное поле.

Ротор по инерции продолжает крутиться теперь уже в постоянном магнитном поле, в обмотке ротора наводится ЭДС, ее частота прямо пропорциональна скорости вращения вала. Появление тока в обмотке ротора вызвано наличием вышеупомянутой ЭДС. Ток создает магнитный поток, который неподвижнен относительно статора.

Взаимодействие результирующего магнитного поля АД и тока ротора создает тормозной момент. При этом асинхронный двигатель становится генератором; преобразовует кинетическую энергию вращающегося вала в электрическую, которая на обмотке ротора рассеивается в виде тепловой энергии.

При переходе в режим динамического торможения частота и угловая скорость равны: f=0 w0=0. Кривая динамического торможения должна проходить через начало координат и торможение происходит до полной остановки (рисунок 2).

Эффективность динамического торможения зависит от параметров:

– Величина постоянного тока, который протекает по статорной обмотке двигателя (чем больше ток, тем больше тормозной эффект);

– Величина сопротивления, введенного в цепь ротора. Эффективность торможения повышается путем комбинирования динамического торможения и торможения с введением сопротивлений в обмотку ротора (рисунок 2):

Рисунок 2 – Механическая характеристика динамического торможения асинхронного двигателя

Чем больше сопротивление введено в цепь ротора, тем выше эффективность торможения, то есть на кривой а1 изображена самая быстрая остановка двигателя при наибольшем сопротивлении – R1>R2>R3.

– Схема соединения обмоток статора.

Величина магнитодвижущей силы (F) напрямую связана с понятием эффективность торможения, чем больше значение силы – тем эффективней происходит торможение,

F=I·W.

На рисунках, которые изображены ниже, стрелками показаны направления протекания постоянного тока по обмоткам, IW– ампер витки (так как количество витков в обмотках одинаково, то зависит значение только от величины тока). Векторные диаграммы иллюстрируют направления магнитодвижущих сил (F), сложив по правилам суммирования векторы, мы получим результирующий вектор, который обозначен жирной стрелкой.

Обмотка статора может быть соединена:

а) Схема соединения обмотки статора в звезду:

б) Схема соединения статорной обмотки в треугольник:

в) Соединение обмотки статора в звезду с закороченными двумя фазами:

г) Подключение звезда с разорванным нулем:

д) Подключение треугольник с закороченными фазами:

Схемы соединения а) и б) имеют наибольшее распространение, потому что не требуют переключения при торможении самих обмоток.

Необходимо подметить, что напряжение (U) источника постоянного тока должно быть малой величиной, потому что сопротивление обмотки статора мало. Ток выбирается из условия необходимого начального тормозного момента, обычно выбирают ~2Mном.

Преимущества режима динамического торможения:

– Относительная простота осуществления способа;

– Возможность торможения до полной остановки вала ротора;

– Высокая эффективность торможения, особенно при использовании комбинированного метода.

Основным недостатком является необходимость наличия источника постоянного тока.

Расчет величины тормозного сопротивления:

RT = 2·rф.ст + rт,

rт=RT – 2rф.ст,

где RT – полное сопротивление цепи источника постоянного тока,

rф.ст – сопротивление фазы статора.

Вышеприведенные формулы являются частным случаем (для понимания отношений величин сопротивления), когда постоянный ток протекает только по двум обмоткам статора, если же ток будет протекать по трем обмоткам, то коэффициент (количество фаз) перед сопротивлением фазы статора нужно соответственно изменить.

Советую вам прочесть статью про торможение противовключением, в которой подробно расписан данный вид остановки двигателя.

Источник: https://h4e.ru/elektricheskie-mashini/100-dinamicheskoe-tormozhenie-asinkhronnogo-dvigatelya

Торможение и реверсирование двигателей

Во многих станках, механизмах, автоматических и полуавтоматических линиях, применяемых в лесной промышленности, необходимо часто осуществлять торможение и реверсирование электродвигателей.

Использование механических устройств для торможения электродвигателей связано со многими неудобствами при эксплуатации машин и значительно усложняет их конструкцию. Поэтому процесс торможения рациональнее осуществлять самими электродвигателями.

Такой способ называется электрическим торможением.

Различают три основных способа электрического торможения:

  1. Электродинамическое.
  2. Противовключением.
  3. Рекуперативное.

Электродинамическое торможение асинхронного двигателя производится отключением статорной обмотки от источника переменного тока и подключением её к источнику постоянного тока (рис. 58а) путём размыкания рубильника Р1 и размыкания рубильника Р2. При этом по статорной обмотке потечёт постоянный ток, создающий неподвижное магнитное поле.

Так как ротор в силу инерции продолжает вращаться, в его обмотке будет наводиться э.д.с., вызывающая в ней ток. Этот ток, взаимодействуя с постоянным магнитным полем статора, создаёт тормозной момент на валу двигателя.

Величина тормозного момента при электродинамическом способе торможения зависит от напряжения источника постоянного тока, скорости вращения ротора и сопротивления статорной обмотки.

Электродинамическое торможение двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением осуществляется отключением якорной обмотки от источника питания и замыканием её на внешнее сопротивление Rв (рис. 58б). Якорь двигателя, вращаясь по инерции, пересекает магнитные силовые линии индуктора и в его обмотке наводится э.д.с.

Так как якорная обмотка замкнута на сопротивление Rв, то в ней возникает ток обратного направления по отношению к току при работе двигателя, взаимодействие которого с магнитным полем индуктора создаёт тормозной момент на валу электродвигателя.

Величина тока в якорной обмотке и тормозной момент пропорциональны скорости вращения якоря, а время торможения тем меньше, чем меньше маховый момент ротора двигателя.

Электродинамическое торможение двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением осуществляется по схеме, представленной на рис. 58в.

При торможении двигатель от источника питания отключается и якорная обмотка вместе с обмоткой возбуждения замыкаются на внешнее сопротивление Rв. За счёт остаточного магнетизма полюсов при вращении якоря в его обмотке индуктируется э.д.с., создающая в цепи ток.

Читайте также:  Степень защиты ip - расшифровка, примеры оборудования

Взаимодействие тока с магнитным полем будет тормозить якорь. Рассмотренный способ торможения можно применять только при определённых скоростях вращения двигателя, так

как при малых скоростях двигатель может не возбудится. При больших скоростях возникает значительный тормозной момент, приводящий к нежелательным ударам в механизме.

В двигателях с последовательным возбуждением электродинамическое торможение осуществляется более надёжно, чем в двигателях с параллельным возбуждением. Это объясняет тем, что в случае исчезновения напряжения в сети в момент торможения двигателей с параллельным возбуждением машина не сможет развить тормозной момент.

Электродинамическое торможение синхронных двигателей производится отключением обмотки статора от питающей сети и замыканием её на внешнее сопротивление. Явления, происходящее при этом в синхронном двигателе, аналогичным явлением в двигателе с последовательным возбуждением.

Т о р м о ж е н и е п р о т и в о в к л ю ч е н и е м асинхронных двигателей производится путём переключения двух любых фаз обмотки статора, что приводит к изменению направления вращения магнитного поля.

Ротор двигателя по инерции вращается в прежнем направлении, поэтому в его обмотке будет индуктироваться Э.Д.С. направленная противоположно Э.Д.С. , наводимой в роторной обмотке при работе двигателя.

Возникшей при этом ток роторной обмотки, взаимодействуя с вращающимся полем, создаёт тормозной момент на валу, и двигатель останавливается.

В момент останова ротора статорную обмотку необходимо отключить от питающей сети, иначе двигатель начнёт вращаться в обратную сторону. Для отключения обмотки статора при останове ротора в схемах автоматического торможения используют специальные реле скорости.

При торможении противовключением чрезмерного броска тока и тормозного момента не происходит, так как в начальный период торможения из – за резкого увеличения индуктивного сопротивления роторной обмотки ток в ней возрастает постепенно. Этот способ позволяет плавно и достаточно интенсивно осуществлять торможение двигателя.

Торможение противовключением двигателей постоянного тока достигается сменой полярности питания якорной обмотки. В двигателях постоянного тока способ торможения используется сравнительно редко, так как в момент смены полярности в якорной обмотке возникает большой ток. Этот способ применяют в основном при реверсировании, когда после торможения следует разгон двигателя в обратном направлении.

У синхронных двигателей торможение противовключением на практике почти не применяется в связи с большим увеличением тока при переключении обмотки статора.

Р е к у п е р а т и в н о е т о р м о ж е н и е асинхронных двигателей производится переключением статорной обмотки с меньшего числа пар полюсов на большее, что приводит к уменьшению скорости вращения магнитного поля.

Ротор в силу инерции не может мгновенно снизить скорость, и в начальный период торможения его скорость вращения будет больше скорости вращающегося магнитного поля. При этом в роторной обмотке появится ток противоположного направления по сравнению с направлением, которое он имел до переключения обмотки.

В результате этого на валу двигателя возникает тормозной момент, снижающий скорость вращения. Произведя ряд таких (стр.12)

переключении, можно значительно ускорить процесс торможения двигателя. При таком способе торможения машина работает в режиме генератора и не потребляет энергии из сети, а, наоборот, отдаёт ─ рекуперирует её в сеть. Поэтому такой способ называют торможением энергии.

Рассмотренный способ применяют преимущественно для короткозамкнутых многоскоростных асинхронных двигателей.

В двигателях постоянного тока торможение с рекуперированием энергии можно осуществить, если со стороны рабочего механизма к валу двигателя приложить вращающий момент.

Р е в е р с и р о в а н и е а с и н х р о н н ы х д в и г а т е л е й (смена направления вращения ротора) осуществляется переключением любых двух фаз, питающих обмотку статора. При этом вращающееся магнитное поле меняет направление вращения на противоположное, что приводит к изменению направления вращения ротора.

Реверсирование двигателей постоянного тока можно производить переключение обмотки якоря или обмотки возбуждения. Одновременная смена полярности обеих обмоток не изменит направления вращения двигателя.

Однако реверсирование двигателей постоянного тока осуществляется обычно сменой полярности якорной обмотки, так как изменение полярности обмотки возбуждения перемагничивает двигатель.

Глава VIII

Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 845;

Источник: https://poznayka.org/s22297t1.html

Пуск и реверс асинхронных двигателей

Лекция 11

При включении асинхронного двигателя в сеть трёхфазного переменного тока, пусковой ток IП = (5÷7)Iном.

Такое увеличение тока достигается за счёт большой частоты вращающегося магнитного поля статора при неподвижном роторе, имеющим скольжение S = 1.

Большая частота магнитного поля статора индуктирует большую ЭДС в цепи ротора, которая создает большой пусковой ток ротора. При увеличении частоты вращения ротора уменьшается скольжение, падает ЭДС и ток в цепи ротора.

Прямой пуск асинхронного двигателя допустим, в случае если мощность двигателя меньше мощности источника питания. В случае если мощности двигателя и питающей сети соизмеримы, то крайне важно использовать средства для уменьшения пускового тока.

Двигатель с фазным ротором (рис.6.11) снабжается трёхфазным пусковым реостатом ПР, который, при пуске двигателя, подключается в цепь ротора.

При этом сопротивление фаз ротора увеличивается на величину сопротивлений пускового реостата͵ подключенных к каждой фазе ротора.

При достижении двигателœем достаточной частоты вращения пусковой реостат выводится, и ротор становится короткозамкнутым.

Рис.7.11. Электрическая схема пуска асинхронного двигателя с помощью пускового реостата

На рис.6.12 изображены механические характеристики пуска асинхронного двигателя с фазным ротором с помощью пускового реостата.

Рис.6.12. Механические характеристики пуска асинхронного двигателя с фазным ротором с помощью пускового реостата

Пуск двигателя начинается с точки 1 с пусковым моментом Мп и происходит по характеристике 1 – 2 при полностью введённом сопротивлении реостата. Как

только двигатель наберёт обороты (точка 2), уменьшают сопротивление реостата и двигатель переходит в режим, соответствующий второй характеристике (точка 3).

При этом частота вращения двигателя увеличивается по характеристике 3 – 4.

Далее опять уменьшается сопротивление пускового реостата до его закорачивания, частота вращения двигателя переходит на характеристику 5 – 6 и двигатель преобретает номинальную частоту вращения при номинальном моменте вращения.

Пуск в ход асинхронных двигателœей с короткозамкнутым ротором осуществляется непосредственным включением в сеть с использованием средств уменьшения пускового тока.

На рис.6.13 изображена схема пуска асинхронного двигателя с помощью реактора. Трёхфазный реактор имеет элементы с реактивными сопротивлениями в каждой фазе. Реактор включается только в момент пуска двигателя, при этом рубильник S2 выключается, а рубильник S1 включает двигатель в сеть.

Пусковой ток при этом плавно возрастает до значения IП = 2Iном, двигатель увеличивает обороты. При достижении номинальных оборотов рубильник S2 включается.

На рис.6.14 изображена схема автотрансформаторного пуска асинхронного двигателя.

Рис.6.13. Схема пуска асинхронного двигателя с помощью реактора.

Рис.6.14. Схема автотрансформаторного пуска асинхронного двигателя.

В момент пуска двигателя включается рубильник S1 и постепенно увеличивают напряжение на двигателœе, используя трехфазный автотрансформатор АТ. После того как ротор двигателя раскрутится, через автотрансформатор АТ подают полное напряжение сети и включают рубильник S2.

На рис.6.15 изображена схема асинхронного двигателя с переключением со звезды на треугольник.

Пуск со звезды на треугольник осуществляется в случае, когда при пуске двигателя его нагрузка не превышает 40% номинальной мощности двигателя, кроме того, подобное переключение требует, чтобы напряжение на фазной обмотке соответствовало линœейному напряжению сети.

Рис.6.15. Схема асинхронного двигателя с переключением со звезды на треугольник

Это значит, что если линœейное напряжение сети 380В, двигатель подключают в сеть звездой, а, в случае если линœейное напряжение сети 220В, то двигатель следует подключать треугольником. В первом и во втором случае на обмотку фаз подается напряжение 220В.

При пуске двигателя рубильником S1 подключют сеть, а переключатель S2 устанавливается в положение “Пуск”. Пусковой ток при этом уменьшается в три раза. Двигатель набирает обороты и при номинальных оборотахпереключатель S2 устанавливается в положение “Работа”.

На рис.6.16 изображена блок-схема устройства симисторного пуска асинхронного двигателя.

Рис.6.16. Блок-схема устройства симисторного пуска асинхронного двигателя

Симисторы включаются в каждую фазу сетевого напряжения и используют положительный и отрицательный полупериоды переменного тока. Открытие симисторов осуществляется с блока управления БУ путем подачи электрических

ипульсов тока на управляющие электроды. При снятии напряжения с управляющих электродов, двигатель отключается от сети. Смещая по фазе угол импульса тока управления можно изменять сопротивление симисторов или напряжение на двигателœе, а, следовательно, и вращающий момент, чем осуществлять плавный пуск двигателя.

На рис.6.17 изображена схема пуска однофазного асинхронного двигателя, имеющего две статорные обмотки, магнитные оси которых располагаются под углом в 90°.

Рис.6.17. Пуск однофазного асинхронного двигателя

Такие машины имеют небольшую мощность до (1÷2) киловатт, их особенность отсутствие пускового момента Мп.

Для запуска двигателя необходимы пусковые устройства, к которым можно отнести элементы, имеющие реактивные сопротивления, к примеру конденсатор или катушку индуктивности.

На схеме таким пусковым устройством является конденсатор С, который, при пуске двигателя, включается ключом S2 в положение “Пуск”. При достижении двигателœем номинальных оборотов конденсатор выключается (положение “Работа”).

На рис.6.18 изображена схема пуска трёхфазного асинхронного двигателя от однофазной сети. При пуске двигателя ключ S2 замыкается на конденсатор С. При достижении двигателœем номинальных оборотов, ключ S2 размыкается.

Реверсом называют изменение направления вращения электрической машины.

Направление вращения асинхронного двигателя зависит от порядка следования фаз питающего напряжения.

Рис.6.18. Схема пуска трёхфазного асинхронного двигателя от однофазной сети

На рис.6.19 изображены векторные диаграммы прямого и обратного следования фаз статорных обмоток, соединœенных звездой, а также указаны направления вращения электрической машины.

Рис.6.19. Векторные диаграммы прямого и обратного следования фаз

питающего напряжения, поясняющие реверс асинхронного двигателя

Существует несколько способов управления пуском, реверсом и остановкой асинхронных двигателœей.

На рис.6.20 изображены схемы управления асинхронным двигателœем с помощью переключателя S и магнитного пускателя МП.

Реверс и остановка двигателя при управлении магнитным пускателœем осуществляется кнопками “Вперед”, ”Назад” и ”Стоп”, управляющими контакторами В и Н, которые имеют силовые контакты и контакты цепи управления, осуществляющих блокировку одновременного включения контакторов.

Рис.6.20. Схемы управления асинхронным двигателœем с помощью переключателя и магнитного пускателя

Читайте также:  Основные параметры переменного тока

Асинхронные двигатели большой мощности останавливают электроторможением методами противовоключения и рекуперации.

При торможении противовключением производится переключение двух фаз статора, изменяется направление вращения магнитного поля статора, скольжение становится больше единицы, и ротор двигателя останавливается.

Рекуперативное торможение производится при переводе двигателя в генераторный режим. При этом частота вращения ротора становится больше частоты вращающегося поля статора, скольжение становится меньше нуля, происходит торможение и остановка машины.

6.5. Регулирование частоты вращения трёхфазного асинхронного двигателя

Частота вращения ротора асинхронного двигателя определяется из выражения:

(6.16)

где- частота вращения магнитного поля статора в минуту,

– скольжение ротора,

– частота мгновенных токов в обмотках статора в секунду,

– количество пар полюсов статора.

Исходя из выражения (6.16), регулирование частоты вращения асинхронных двигателœей с короткозамкнутым ротором возможно путём изменения частоты тока, скольжения, и количества пар полюсов статора.

Регулирование частоты токав обмотках статора двигателя может осуществляться тиристорным регулятором частоты, конструкция которого достаточно сложна. При этом происходит плавное регулирование частоты вращения магнитного поля статора.

Регулирование скольженияпроизводится путём изменения подводимого напряжения в цепи статора с помощью трёхфазного автотрансформатора, либо симисторного регулятора, схемы которых приведены выше.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя путём изменения количества пар полюсов статора, является ступенчатым. Так, в случае если, то количество обмоток статора равно шести. На каждую фазу приходится по две обмотки.

При последовательном соединœении звездой двух обмоток, соединённых согласно (рис.6.

21), получим четырёхполюсное магнитное поле с количеством пар полюсов, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ будут вращаться с чатотой в минуту, или в два раза меньше, чем у двухполюсного магнитного поля с количеством пар полюсов, у которого частота вращения магнитного поля статора в минуту.

Рис.6.21. Схема последовательного соединœения обмоток статора асинхронного двигателя, соединённых звездой, и образующих четырёхполюсное магнитное поле

На рис.6.22 изображена схема параллельного соединœения статорных обмоток, подключенных встречно двойной звездой. Переключение секций фазных обмоток со звезды на двойную звезду происходит при постоянных значениях вращающегося максимального момента и пускового момента.

Рис.6.22. Схема параллельного соединœения обмоток статора асинхронного двигателя, соединённых двойной звездой, и образующих двухполюсное магнитное поле

Механические характеристики преключения фазных обмоток приведены на рис.6.23.

Рис.6.23. Механические характеристики асинхронного двигателя со ступенчатым регулированием частоты вращения

Для регулирования частоты вращения асинхронных двигателœей с фазным ротором применяется способ реостатного регулирования скольжения ротора путём изменения активного сопротивления его фазных обмоток.

Источник: http://referatwork.ru/category/obrazovanie/view/208580_pusk_i_revers_asinhronnyh_dvigateley

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Реверсирование асинхронных двигателей производят путем изменения направления вращающегося магнитного поля статора, для чего меняют местами два любых линейных привода, питающих статор. При частом реверсировании двигателей пользуются трехполюсным переключателем.  [1]

Переключение обмотки статора при реверсировании.  [2]

Реверсирование асинхронных двигателей достигается изменением порядка следования фаз на зажимах обмотки статора. При изменении положения переключателя меняется порядок следования фаз на зажимах двигателя ( А – В – С на Л – С – В), что приводит к изменению направления вращения магнитного поля, а следовательно, и к изменению направления вращения ротора.  [3]

Переключение обмотки статора при реверсировании.  [4]

Реверсирование асинхронных двигателей достигается изменением порядка следования фаз на зажимах обмотки статора. В – С на Л – С – В), что приводит к изменению направления вращения магнитного поля, а следовательно, и к изменению направления вращения ротора.  [5]

Дляреверсирования асинхронного двигателя необходимо изменить чередование фаз, что вызовет изменение направления вращения магнитного поля статора. На рис. 18.13 представлены в относительных единицах рабочие характеристики асинхронного двигателя.  [6]

Как производитсяреверсирование асинхронных двигателей.  [7]

Как осуществляетсяреверсирование асинхронных двигателей.  [8]

Реверсивный магнитный пускатель обеспечиваетреверсирование асинхронного двигателя.  [10]

Пуск, остановку, реверсирование асинхронных двигателей небольшой мощности с короткозамкну-тым ротором осуществляют обычно с помощью магнитных пускателей.  [11]

Для изменения направления вращения, реверсирования асинхронного двигателя необходимо поменять местами два любых – линейных провода, соединяющих трехфазную сеть со статором машины.

При таком переключении порядок чередования токов в фазах изменяется на обратный, что вызывает изменение направления вращения поля и направления вращения двигателя. Схема реверсирования двигателя представлена на рис.

12 – 28; положения / и 2 рубильника соответствуют различным порядкам чередования токов в фазах и, следовательно, противоположным направлениям вращения даига – теля.

Включение двигателя в обратном направлении обычно производится после его предварительного 2 торможения и полной остановки. В противном случае при переключении имеет место пик тока, превосходящий пусковой ток и сопровождаемый толчком, действующим на приводимый в движение механизм.  [12]

Для изменения направления вращения, реверсирования асинхронного двигателя необходимо изменить направление вращения его магнитного поля.

Для этого требуется поменять местами два любых линейных привода, соединяющих трехфазную сеть со статором машины.

При таком переключении порядок чередования токов в фазах изменяется на обратный, что вызывает изменение направления вращения поля ( § 7 – 6) и направления вращения двигателя.  [13]

Схема реверсирования асинхронного двигателя.  [14]

Для изменения направления вращения – реверсирования асинхронного двигателя – нужно лишь изменить соединения обмотки статора с сетью, так, чтобы зажим статора, соединенный первоначально, например, с фазой А сети, был присоединен к фазе В сети и соответственно было бы изменено соединение второго зажима статора с сетью.  [15]

Страницы:      1    2

Источник: http://www.ngpedia.ru/id387859p1.html

Реверс и торможение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Асинхронный двигатель — машина реверсивная. Для изменения направления вращения ротора необходимо изменить направление вращения магнитного поля (переключением подводящих проводов на зажимах двух фаз двигателя) – Схемы пуска и торможения двигателя

Механические характеристики для двух направлений вращения представлены на рис. 1.

Рис. 1. Семейство механических характеристик асинхронного двигателя для реверсивной работы в тормозном режиме с отдачей энергии в сеть (I), режиме противовключения (II) и двигательном (III) 1, 2 – естественные; 3 – искусственная.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором может использоваться не только в качестве двигателя, но и в качестве тормоза. В тормозном режиме любой электродвигатель всегда работает как генератор. У асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором при этом могут быть три тормозных режима.

В тормозном режиме с отдачей энергии в сеть машина работает с отрицательным скольжением. При этом скорость ротора превышает скорость вращения магнитного поля. Для перехода в этот режим, естественно, должен подводиться со стороны вала внешний активный момент.

Режим с отдачей энергии в сеть широко используется в подъемных установках.

При спуске система привода за счет потенциальной энергии груза может приобрести скорость, превышающую скорость вращения магнитного поля, и спуск будет происходить в установившемся режиме, соответствующем некоторой точке g на механической характеристике, когда статический момент, создаваемый спускающимся грузом, уравновешивается тормозным моментом двигателя.

В обычных приводах с реактивным статическим моментом рассматриваемый режим реализуется только посредством специальных схем управления, позволяющих снизить скорость вращения магнитного поля. Механические характеристики асинхронной машины для режима с отдачей энергии в сеть представлены на том же рис. 1.

Как было показано, максимальный момент в генераторном режиме несколько выше, чем в двигательном, а критическое скольжение по абсолютному значению такое же.

Асинхронные генераторы как таковые имеют очень узкую область применения, а именно ветроэлектрические станции. Так как сила ветра непостоянна и соответственно скорость вращения агрегата существенно изменяется, то в этих условиях асинхронный генератор является предпочтительным.

Наибольшее применение имеет тормозной режим – противовключение. Переход в этот режим асинхронных двигателей, так же как двигателей постоянного тока, возможен в двух случаях (рис. 1): при существенном увеличении статического момента (участок характериcтики аb) или при переключении обмотки статора для другого направления вращения (участок cd).

В обоих случаях двигатель работает при скольжении, большем 1, а токи при этом превышают пусковые. Поэтому для короткозамкнутого двигателя этот режим можно использовать только с целью быстрой остановки привода.

При достижении нулевой скорости двигатель должен быть отключен от сети, так как в противном случае он будет стремиться разогнаться в противоположном направлении.

При торможении противовключением двигателей с фазным ротором в цепь ротора следует вводить сопротивление реостата для ограничения тока и повышения тормозного момента.

Возможен также режим динамического торможения. Однако при этом возникают некоторые сложности. При отключении двигателя от сети одновременно исчезает и магнитное поле машины.

Возможно возбуждение асинхронной машины от источника постоянного тока, который подключается к статору, отключенному от сети переменного тока. Источник должен обеспечить ток в обмотке статора, близкий к номинальному.

Так как этот ток ограничивается только электрическим сопротивлением обмотки, то напряжение источника постоянного тока должно быть невелико (обычно 10 – 12 В).

Рис. 2. Подключение статора асинхронного двигателя к источнику постоянного тока в режиме динамического торможения при соединении треугольником (а) и звездой (б)

Для динамического торможения используется также режим самовозбуждения. К статору, отключенному от сети, подключаются конденсаторы.

Рис. 3. Схема динамического торможения асинхронного двигателя с самовозбуждением

При вращении ротора создается ЭДС в цепи статора за счет остаточного намагничивания и по обмоткам статора, а также через конденсаторы протекает ток.

При достижении некоторой скорости в цепи статора возникают условия резонанса: сумма индуктивных сопротивлений будет равна емкостному сопротивлению. Начнется интенсивный процесс самовозбуждения машины, который приведет к росту ЭДС.

Режим самовозбуждения за­вершится при равенстве ЭДС машины Е и падения напряжения в конденсаторах.

Максимум тормозного момента при увеличении емкости смещается в сторону более низких скоростей. Недостатки рассматриваемого тормозного режима — возникновение тормозного действия только внутри некоторой зоны скоростей и необходимость использования конденсаторов большой емкости для торможения при малых скоростях.

Положительная сторона — не требуется дополнительный источник электрической энергии. Этот режим всегда имеет место в таких установках, где для улучшения коэффициента мощности питающей сети к двигателю подключается батарея конденсаторов.

Смотрите также по этой теме: Схемы торможения асинхронных двигателей

Источник: http://Svet-elena.ru/akat16/25318-v-i-tmzhni-inchnng-dvigtlya–ktkzmknutim-tm

Ссылка на основную публикацию