Hamulec elektryczny trójfazowego silnika asynchronicznego
4.2 Hamowanie elektryczne trójfazowego silnika asynchronicznego
za. Wprowadzenie
W wielu systemach silnik jest zatrzymywany przez naturalne spowalnianie. Czas zatrzymania zależy tylko od bezwładności i momentu oporowego maszyny napędzanej przez silnik. Jednak w wielu przypadkach konieczne jest skrócenie tego czasu, a hamowanie elektryczne jest prostym i skutecznym rozwiązaniem. W porównaniu z mechanicznymi i hydraulicznymi układami hamulcowymi ma tę zaletę, że jest stosunkowo stabilny i nie wymaga stosowania żadnych części zużywających się.
b. Odwrotny prąd hamowania
Silnik jest odłączony od zasilania podczas pracy, a następnie ponownie podłączony do zasilania za pośrednictwem innego kanału. Jest to bardzo skuteczny układ hamulcowy, moment obrotowy jest zwykle wyższy niż moment rozruchowy, dlatego musi zostać zahamowany tak wcześnie, jak to możliwe, aby zapobiec uruchomieniu silnika w przeciwnym kierunku.
Gdy prędkość zbliża się do zera, proces zatrzymania kontrolowany jest przez kilka automatycznych urządzeń:
● Detektor zatrzymania tarcia, detektor zatrzymania wirówki.
● Precyzyjny sprzęt do pomiaru czasu.
● Pomiar częstotliwości lub przekaźnik napięcia wirnika (silnik pierścieniowy ślizgowy).
Silnik klatki wiewiórki
Naprężenie termiczne podczas hamowania jest ponad trzykrotnie większe niż naprężenia termiczne generowane podczas przyspieszania. Przy hamowaniu wartości szczytowe prądu i momentu obrotowego są znacznie wyższe niż wartości początkowe.
Aby zapewnić płynne hamowanie, każda faza stojana jest często połączona szeregowo z rezystorem przy przełączaniu na prąd wsteczny. W ten sposób można zminimalizować moment obrotowy i prąd jak w przypadku rozruchu stojana. Hamowanie prądem wstecznym w silnikach klatkowych ma znaczące wady, dlatego ten system jest stosowany tylko w niektórych silnikach o małej mocy.
2. ślizgowy silnik pierścieniowy
Po włączeniu prądu rzeczywiste napięcie wirnika jest dwa razy dłuższe niż przerwa, a w niektórych przypadkach wymagane są odpowiednie miary izolacji. Podobnie jak w przypadku silnika klatkowego, duża ilość energii zostaje uwolniona do obwodu wirnika. Jest całkowicie rozpraszany (z wyjątkiem niewielkiej straty) w rezystorze.
Silnik może zostać automatycznie zatrzymany za pomocą jednego z powyższych urządzeń lub przekaźnika napięcia lub częstotliwości w obwodzie wirnika. Ten system utrzymuje obciążenie napędu przy średniej prędkości. Jego właściwości są bardzo niestabilne (tak długo, jak moment zmienia się nieznacznie, prędkość zmienia się bardzo często).
do. Poprzez wstrzykiwanie prądu stałego układu hamulcowego
Prostowany prąd wytwarza stały strumień magnetyczny w szczelinie powietrznej silnika. Aby wytworzyć właściwy strumień i zapewnić prawidłowy efekt hamowania, prąd musi być 1,3 razy większy niż prąd znamionowy. Lekki nadmiar prądu może powodować nadmierne straty ciepła, które jest kompensowane przez pauzę po hamowaniu.
Ponieważ aktualna wartość jest całkowicie ustalona przez rezystancję uzwojenia stojana, napięcie na prostowanym źródle jest niskie. Źródło rektyfikowane jest zwykle dostarczane przez prostownik lub kontroler prędkości. Muszą być w stanie wytrzymać przejściowe przepięcia napięcia, które właśnie wychodzą z uzwojeń odłączonych od źródła prądu zmiennego, takich jak 380 V rms. Między ruchem wirnika a stałym polem magnetycznym występuje poślizg (pole magnetyczne obraca się w kierunku przeciwnym do układu prądu wstecznego). Zachowanie silnika jest podobne do działania synchronicznego generatora, który rozładowuje się w wirniku. W porównaniu do systemów prądu wstecznego, charakterystyka rektyfikowanych układów wtryskowych jest bardzo zróżnicowana:
• Mniej energii rozprasza się w rezystorze lub klatce wirnika. Jest to tylko odpowiednik energii mechanicznej uwalnianej przez poruszający się materiał. Energia kinetyczna uzyskana ze źródła prądu służy tylko do uruchamiania stojana.
● Jeżeli ładunek nie napędza ładunku, silnik nie uruchomi się w przeciwnym kierunku.
● Jeżeli ładunek napędza obciążenie, system często hamuje i utrzymuje obciążenie z małą prędkością. Jest to hamulec opóźniający zamiast hamulca postojowego. Jego charakterystyka jest znacznie stabilniejsza niż prąd wsteczny.
W przypadku silnika z pierścieniem ślizgowym charakterystyka prędkości obrotowej zależy od wybranego rezystora. W przypadku silnika klatkowego, system może łatwo regulować moment hamowania za pomocą prądu rozruchowego DC. Jeśli jednak silnik pracuje z dużą prędkością, moment hamowania będzie niższy. Aby zapobiec poważnemu przegrzaniu, odpowiednie urządzenie musi zostać użyte do odcięcia prądu w stojanie po zakończeniu hamowania.
