Торможение противовключением

Режим противовключения возникает в том случае, когда ротор вращается в направлении, противоположном направлению вращения магнитного поля статора. Так же, как и в ЭП постоянного тока, данный режим осуществляется в процессе реверса при переходе от одного направления вращения к другому и при ограничении скорости спуска тяжелых грузов.

В первом случае, чтобы ввести АД в режим противовключения, необходимо поменять местами 2 фазы статора (рис. 4.19, а, б). Из-за перемены фаз поле статора меняет направление вращения, а ротор в первоначальный момент по инерции продолжает вращаться в прежнюю сторону. Так как витки ротора движутся навстречу магнитному полю статора, то скольжение s = (– ₀ – )/– ₀ > 1, а из-за изменения направления вращения поля статора меняется фаза ЭДС и активной составляющей тока ротора. Соответственно меняет направление момент АД, который для вращающегося в прежнем направлении ротора будет являться тормозным. Из-за большого скольжения в начальный период резко возрастают ток I₂ = Е_2s/ √R₂²+ Х₂²_s и индуктивное сопротивление ротора Х_2s = 2f₁sL₂, а соs ₂ уменьшается.Несмотря на большой ток ротора, его активная составляющая вследствие низкого соs ₂ мала и соответственно малое значение имеет тормозной момент АД. У двигателя с фазным ротором уменьшение броска тока и увеличение тормозного момента достигаются вводом добавочных резисторов в цепь ротора. Для АД с короткозамкнутым ротором уменьшение тока осуществляется вводом резисторов в цепь статора. В этом случае резко снижается и тормозной момент. Под действием тормозного момента, а также статического момента сопротивления (когда последний отрицателен) ротор затормаживается, и вследствие этого скольжение уменьшается.

Рис. 4.19. Торможение противовключением асинхронных двигателей:

а, -схемы подключения двигателей соответственно с короткозамкнутым и фазным роторами; б - механические характеристики

Из-за снижения скольжения уменьшается ЭДС и индуктивное сопротивление ротора, что приводит к увеличению активной составляющей тока (резкое повышение соs ₂) и соответствующему возрастанию тормозного момента. Если при  = 0 двигатель не отключить от сети, то ротор будет разгоняться в обратном направлении до угловой скорости, которая определяется нагрузкой на валу (рис. 4.19, б). Механические характеристики 1 и 1΄ относятся к короткозамкнутому АД, а 2 и 3—к фазному при различных значениях резисторов противовключения Rпр₂ >Rпр_1. Очевидно, начальный тормозной момент короткозамкнутого АД весьма мал, а у АД с фазным ротором он тем больше, чем больше сопротивление противотока.

Следует отметить, что возрастание тормозного момента происходит при увеличении активного сопротивления до определенного значения, и если это значение превысит значение индуктивного сопротивления Х_2s, соответствующего начальному периоду реверса, то тормозной момент уменьшается. Подобный случай может также иметь место в ЭП вентиляторов машинного отделения и трюмов, которые приводятся в движение АД: в отключенном состоянии рабочие колеса всегда вращаются потоком воздуха, и пуск возможен в этом режиме.

Для Ад с фазным ротором режим торможения противовключением можно использовать с целью получения посадочных скоростей при опускании тяжелых грузов. Необходимым условием его осуществления является ввод больших активных сопротивлений в цепь ротора, при котором критическое скольжение s > 1, а пусковой момент АД меньше статического, создаваемого силой тяжести груза. В свою очередь критический момент АД должен быть больше статического момента. При этих условиях, несмотря на включение АД в сторону подъема, ускорение его ротора будет происходить в сторону опускания. Увеличение угловой скорости приводит к увеличению скольжения s = (₀– )/₀ и, следовательно, возрастают ЭДС, ток ротора и тормозной момент. Когда значение последнего станет равным статическому моменту, АД будет работать в сторону опускания с установившейся угловой скоростью – _т. Искусственная характеристика 4 на рис. 4.19,б соответствует случаю тормозного спуска груза в данном режиме.