Лекция 23 тормозные режимы ад

Асинхронный двигатель является обратимой электрической машиной, способной работать как в двигательном, так и в генераторном режиме. При появлении на валу избыточной механической энергии двигатель переходит в генераторный режим.

1. Рекуперативное торможение

Рекуперативное торможение асинхронного двигателя - избыточная активная электрическая энергия возвращается в сеть за вычетом потерь в статорных и роторных цепях машины.

Рекуперативное торможение осуществляется в том случае, когда скорость АД превышает синхронную ω₀ и он работает в генераторном режиме параллельно с сетью.

Проводники ротора опережают поле статора и в них наводится ЭДС, вектор которой меняет направление на обратное по отношению к двигательному режиму. Появляется ток ротора, от взаимодействия тока ротора с потоком возникает тормозной момент. Направление потока мощности по сравнению с двигательным режимом - обратное, с вала двигателя в сеть.

Режим рекуперативного торможения возникает:

- при переходе двухскоростного АД с высокой скорости на низкую., т.е. происходит изменение числа пар полюсов. Предположим, что в исходном положении АД работал по характеристике 1 в точке а (рис.103), вращаясь со скоростью ω_уст1. При увеличении числа пар полюсов АД переходит на работу по характеристике 2 в точке b, участок bс, которому соответствует торможение с рекуперацией (отдачей) энергии в сеть;

- в системе «преобразователь частоты - двигатель» при останове АД или его переходе с характеристики на характеристику. Для этого осуществляется уменьшение частоты выходного напряжения ПЧ, а значит, и синхронной скорости ω₀. В силу механической инерции текущая скорость АД ω будет изменяться медленнее, чем скорость вращения магнитного поля ω₀, т. е. будет постоянно ее превышать. За счет этого и возникает режим торможения с отдачей энергии в сеть;

Рисунок 103 – Механические характеристики в режиме рекуперативного торможения

- в ЭП грузоподъемных механизмов при спуске грузов. Для этого АД включается в направлении спуска груза (характеристика 3 на рис. 104). После окончания разбега он будет работать в точке с со скоростью -ω _уст2. При этом осуществляется процесс спуска груза с отдачей энергии в сеть.

Механическая характеристика при рекуперативном торможении является продолжением механической характеристики двигательного режима во второй (или четвертый) квадрант.

Достоинства режима рекуперативного торможения:

- жёсткие механические характеристики;

- высокая экономичность, избыточная электрическая энергия возвращается в сеть;

- необходимость наличия потребителя энергии рекуперации отпадает при распределении электроэнергии на переменном токе.

Рисунок 104 – Механические характеристики в режиме рекуперативного торможения

Недостатком режима рекуперативного торможения является потребление из сети реактивной энергии при возвращении в сеть активной энергии, в результате токовая нагрузка сети практически не снижается.

Область применения рекуперативного торможения ограничена грузоподъемными механизмами (краны, лифты и т.п.) и системами с индивидуальными преобразователями (ПЧ - АД).

Рекуперативное торможение является наиболее экономичным видом торможения АД.