5.5. Тормозные режимы работы асинхронных двигателей

При определенных условиях электродвигатель может развивать отрицательный момент, т.е. момент, действующий навстречу вращению электропривода. Такой режим работы двигателя называется тормозным.

Тормозной режим может быть установившимся и переходным. Установившийся режим, торможения возникает при спуске груза движении и т.д. Он может возникнуть только при наличии в приводе положительного актив­ного статического момента. Переходный режим торможения возникает при остановке привода или переходе его с одной установившейся частоты вращения на другую при любом статическом моменте сопротивления и на холостом ходу.

Электродвигатели могут работать в различных тормозных режимах. На практике распространены три способа торможения: рекуперативное, динамическое и противовключением.

Рекуперативное торможение.

Рекуперативное торможение асинхронных двигателей начинается тогда, когда частота вращения ротора под действием внешних сил превысит частоту вращения поля. Скольжение при этом становится отрицательным, и двигатель переходит в режим асинхронного генератора, работающего параллельно с генераторами электростанции.

Рекуперативное торможение отличается высокой экономичностью, поскольку энергия тормозящихся масс превращается в электроэнергию и отдается в сеть. Практически это приводит к тому, что нагрузка на генераторы электростанции уменьшается. Очень важно также, что при переходе из двигательного режима в тормозной и наоборот никаких переключений в схеме управления двигателем не делается. Все зависит от действия внешних сил. Например, при спуске холостого гака или легкого груза двигатель работает в силовом режиме, а при спуске более тяжелого груза он автоматически переходит в тормозной режим при этом же положении поста управления лебедкой или краном.

Если на судне одновременно переходят в режим рекуперативного торможения несколько относительно мощных электродвигателей, они могут полностью разгрузить генератор на электростанции, который в свою очередь перейдет в режим работы двигателя, и защита от обратной мощности (тока) выключит его. Такая ситуация нередко возникает во время грузовых операций, когда лебедки или краны, скажем, двух трюмов спускают груз одновременно, а остальная нагрузка на генератор невелика.

Недостатком рекуперативного торможения является то, что торможение осуществляется только при частоте вращения большей, чем частота вращения идеального холостого хода.

Динамическое торможение.

Режим динамического торможения асинхронных двигателей возникает тогда, когда обмотка статора отключается от сети переменного тока и подключается к сети постоянного тока. При этом постоянный ток, протекающий по обмотке статора, создает неподвижное магнитное поле. Оно индуктирует во вращающемся роторе э. д. с, под действием которой в обмотке ротора потечет ток, а его взаимодействие с неподвижным полем создаст тормозной момент. Кинетическая энергия торможения превращается в электрическую, выделяясь в виде тепла в цепи ротора.

Динамические торможение происходит до полной остановки привода. Однако энергия тормозящихся масс полезно не используется, и в случае перехода от двигательного режима к тормозному должна переключаться схема управления.

Динамическое торможение применяют чаще всего для быстрой и точной остановки электропривода, например в рулевом устройстве, в приводе поворота башни крана.

Торможение противовключением.

Когда двигатель включен на вращение в одну сторону, но под действием внешних сил вращается в другую, происходит торможение противовключением. Этот режим является тяжелым для двигателей переменного тока, так как связан с резким увеличением тока. Здесь не только энергия тормозящихся масс, но и значительная энергия, потребляемая из сети, превращается в тепло на сопротивлениях обмоток двигателя и на реостатах.

Торможение противовключением применяют иногда в случае быстрой остановки привода с последующим реверсом.

Для асинхронных двигателей с фазным ротором применяют однофазное торможение (электропривод брашпиля судов типа «Андижан», «Повенец»), при котором трехфазная обмотка статора включается на две фазы сети, а в цепь ротора вводится реостат большого сопротивления.