4.4 Тормозные режимы асинхронных электродвигателей
Торможение асинхронных электродвигателей возможно в трех режимах: генераторном, динамическом, торможении противовключением, а соответствующие схемы включения приведены на рис.16.
Генераторное
(рекуперативное) торможение возможно
при вращении ротора со скоростью выше
синхронной, при этом скольжение
отрицательное
Торможение используется в подъемных установках, эскалаторах, метро, электровозах.
Механические
характеристики расположены во втором
квадранте и являются продолжением
механических характеристик двигательного
режима, рис.17. Достоинства рекуперативного
торможения – возврат энергии в сеть,
надежность; недостаток – невозможность
торможения при
.
Режим
противовключения. Ротор электродвигателя
вращается в противоположном направлении
вращению поля статора, поэтому скольжение
будет иметь положительное значение
т.к.
,
то это значит, что мощность на валу
ротора будет отрицательной, т.е. она
берется от рабочей машины. Электродвигатель,
преобразуя механическую энергию,
работает генератором, одновременно он
потребляет мощность из сети, следовательно,
электродвигатель расходует суммарную
мощность, которая рассеивается в виде
тепла. Механические характеристики
располагаются в четвертом квадранте,
переход в режим торможения возможен в
подъемных установках. Если момент
электродвигателя сделать меньшим
статического, то под действием груза
ротор принудительно будет вращаться в
сторону противоположную вращению поля
статора.
На рис.18. во втором квадранте показана механическая характеристика (3) для остановки механизма, полученная противовключением двигателя. Механическая характеристика (2), расположенная в четвертом квадранте, полученная при введении добавочного сопротивления, характерна для случаев опускания грузов.
Достоинства торможения противовключением – надежность, возможность полной остановки, быстрое торможение.Недостатки – выделение большой мощности на электродвигателе, возможность реверса.
Динамическое торможение. При динамическом торможении обмотки статора электродвигателя отключают от сети переменного тока и на одну из фаз подают напряжение от источника постоянного тока. Постоянный ток, протекая по обмоткам статора, создает в нем неподвижное магнитное поле, при пересечении которого во вращающих обмотках ротора наводится ЭДС имеющая переменный характер. Это ЭДС в обмотках ротора вызывает переменный ток, который взаимодействует с полем статора, создает тормозной момент. При полной остановке двигателя ЭДС в роторе равна нулю. Механические характеристики в режиме динамического торможения приведены на рис. 19.
Расчётное задание №2
По
расчётной модели двигателя, полученной
при выполнении контрольного задания
№1 (пункты 3.1.1. и 3.1.2.) выбрать асинхронный
двигатель с фазным ротором по справочным
данным, приведённым в таблице №9 из
условия, что
.
Для выбранного двигателя проделать пункты 3.1.5, 3.1.6, 3.1.7, 3.1.8.
Начертить схему пуска, механические характеристики режимов генераторного торможения, динамического торможения и характеристику торможения противовключением. Все характеристики построить в одних осях.
При определении синхронной скорости, число пар полюсов «Р» асинхронного двигателя берётся равным последней цифре в обозначении двигателя, разделенной на два. Например, двигатель АК-112-6. Число пар полюсов у двигателя равно 3.
Приложение.
Исходные данные для расчёта нагрузочных диаграмм контрольных заданий №1 и №2.
Таблица 7
Предпоследняя цифра зачётки |
М1, Н*м |
t1, c |
М2, Н*м |
t2, c |
Последняя цифра зачётки |
М3, Н*м |
t3, c |
М4, Н*м |
t4, c |
Скорость вращенияРад*с |
0 |
125 |
200 |
120 |
900 |
0 |
15 |
200 |
100 |
20 |
100 |
1 |
138 |
800 |
140 |
100 |
1 |
45 |
60 |
350 |
55 |
118 |
2 |
145 |
1200 |
50 |
80 |
2 |
55 |
600 |
40 |
10 |
120 |
3 |
100 |
1100 |
80 |
100 |
3 |
90 |
300 |
80 |
1200 |
105 |
4 |
140 |
1200 |
75 |
105 |
4 |
135 |
400 |
120 |
1500 |
75 |
5 |
310 |
1100 |
165 |
110 |
5 |
300 |
400 |
260 |
1600 |
65 |
6 |
210 |
1200 |
125 |
120 |
6 |
220 |
410 |
200 |
1500 |
117 |
7 |
770 |
1000 |
450 |
160 |
7 |
800 |
390 |
750 |
1400 |
50 |
8 |
850 |
1100 |
560 |
120 |
8 |
880 |
400 |
825 |
1300 |
62 |
9 |
820 |
1000 |
470 |
110 |
9 |
830 |
400 |
780 |
1200 |
90 |
Технические данные двигателей постоянного тока с независимым (параллельным) возбуждением.
Таблица 8
№ |
Тип двигателя |
Pн, кВт |
UН, В |
IН, А |
nН, об/мин |
G Д^2, кг*м^2 |
|
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 |
П21 П22 П31 П41 П32 П42 П31 П42 П32 П51 П31 П41 П42 П61 П51 П61 П71 П52 П62 П72 П61 П81 П62 П82 П71 П61 П82 П62 П92 П81 П101 П92 П102 П91 П112 П102 П112 П111 П111 П112 П111 П112 П140 |
0,3 0,45 0,7 1,0 1,0. 1,5 1,5 2,2 2.2 3,2 3,2 3,2 4,5 4,5 6,0 6,0 7,0 8,0 8,0 10,0 11,0 14,0 14,0 17,0 19,0 19,0 25,0 25,0 32,0 32,0 42,0 42,0 55,0 55,0 70,0 75,0 85,0 95,0 100 125 160 200 250 |
220 110 110 110 110 110 220 110 220 110 110 220 110 220 110 220 220 110 220 220 110 110 220 220 110 220 110 220 110 220 110 220 110 220 220 220 440 440 220 220 440 220 220 |
2,0 5,55 8,6 13 11,5 18,8 8,7 26.0 12,0 37,3 35,0 18,4 51,0 26,0 65,5 32,6 42,0 86,0 43,0 58,0 118 157 73,5 93,0 210 98,6 208 128 333 166 446 219 578 287 371 385 220 240 511 632 400 1000 1240 |
1000 1000 1000 750 1000 750 1500 1000 1500 1000 3000 1500 1500 750 1500 1000 750 1500 1000 750 1500 1000 1500 750" 1500 3000 1000 3000 750 1500 750 1000 750 1500 600 1000 750 1000 1000 1000 1500 1500 500 |
0,042 0,052 0,09 0,15 0,116 0,18 0,09 0,18 0,116 0,35 0,09 0,16 0,18 0,56 0,35 0,56 1,4 0,4 0,65 1,6 0,56 1,6 0,65 3,1 1,4 0,56 3,1 0,65 7,0 2,7 10,3 7,5 12,0 5,9 23,0 12,0 23,0 20,4 20,4 23,0 20,4 23,0 225 |
68,5 73,5 74,0 70,0 79,5 72,5 78,5 77,0 83,5 78,0 83,0 79,0 80,0 78,0 83,5 83,5 76,0 84,5 85,0 78,5 34,5 79,5 86,5 83,0 82,5 67,5 83,5 88,5 35,0 87,5 35,5 37,0 86,5 97,0 88,0 88,5 88,0 90,0 89,0 90,0 91,0 91,0 91,5 |
|
Технические данные асинхроных двигателей с фазным ротором
Таблица 9
№ |
Тип |
Pн, кВт |
nН, об/мин |
I1, А |
КПД % |
cos |
ротор |
|
G Д^2, кг*м^2 |
||
220 В |
320 В |
I2, А |
U2,В |
||||||||
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 |
АК-52-4 АК-60-4 АК-61-4 АК-62-1 АК-72-6 АК-72-4 АК-82-4 АМ6-115-10 АК-82-4 АМ6-115-8 АК-91-4 АМ6-П7-8 АМ6-125-8 АК-92-4 АМ-226-8 АМ6-114-4 АМ6-116-4 АМ6-115-4 АМ6-125-6 АМ6-П6-4 АМ6-117-4 АМ6-127-6 АМ6-126-4 АМ6-128-6 АМ6-137-8 АМ6-136-6 АК-102-6 АК-102-6 АК-102-4 АК-103-4 АМ6-126-4 АМ6-127-4 АМ6-136-6 АМ6-138-6 АК-ИЗ-6 АМ6-137-6 АМ6-128-4 АК-112-4 |
4,5 7,0 10,0 14,0 20,0 28,0 40,0 45 55 70 75 80 95 100 ПО 115 125 135 130 155 180 185 225 215 210 240 100 125 160 200 215 260 240 245 250 280 300 320 |
1400 1400 1420 1420 950 1420 1440 575 1440 725 1460 730 730 1460 730 1460 1460 1470 980 1470 1470 980 1480 980 735 985 975 975 1465 1470 1480 1480 985 735 980 985 1480 1470 |
17,8 27,0 37,0 50,5 76,3 56,0 137,0 107 186 244 247 277 318 330 367 376 30,5 436 426 492 398
327 405 |
10,3 15,5 21,5 29,3 44,2 42,8 79,5 80,2 108 141 143 160 184 191 212 217 300 252 246 284 93 347 408 400 396 450 189 234 298 360 408 470 450 455 454 516 535 575 |
80,0 82,0 83,5 84,5 85,0 87,0 88,0 88,7 89,0 90,5 90,0 91,0 91,0 90,5 91,5 91,5 90,5 92,5 92,0 93,0 93,0 93,0 93,0 93,5 92,5 93,0 91,5 92,3 92,5 93,5 93,0 93,0 93,0 93,0 93,6 93,3 93,5 93,8 |
0,83 0,84 0,85 0,86 0,81 0,87 0,87 0,76 0,87 0,83 0,88 0,83 0,86 0,88 0,86 0,88 0,88 0,88 0,87 0.89 0,89 0,88 0.90 0,88 0,87 0,87 0,87 0,88 0,89 0,89 0,9 0,9 0,87 0,88 0,89 0,88 0,91 0,90 |
22,0 33,5 32,0 35,0 63,0 71,0 74,0 37 72 218 115 260 248 117 283 170 226 206 192 247 268 248 336 286 340 258 286 348 322 405 336 385 258 380 441 300 400 448 |
131 144 207 262 212 250 336 220 480 200 383 190 245 520 250 420 348 410 430 390 415 475 410 470 395 584 220 225 310 304 410 425 584 410 349 595 455 440 |
2,2 2,2 2,2 2,2 2,0 2,6 2,6 1,9 2,6 2,6 2,6 2,6 2,0 2,8 2,0 2,0 2,3 2,2 1,8 2,2 2,2 1,8 2,4 1,8 1,8 1,9 2,3 2,3 2,2 2,4 2,4 2,4 1,9 1,9 2,2 2,0 2,3 2,1 |
0,27 0,45 0,55 0,63 2,1 1,3 2,5 25 3,0 23,0 6,2 31,0 45,0 7,6 51,0 16,0 20,0 18,0 40,0 20,0 22,0 49,0 37,0 54,0 85,0 76,0 25,0 29,0 17,0 20,0 37,9 40,0 76,0 94,0 75,0 84,0 44,0 47,0 |