Kondenzatorsko kočenje asinkronih motora

Kondenzatorsko kočenje elektromotora

Kondenzatorsko kočenje asinkronih motora male snage i kombinirane metode kočenja s njegovom upotrebom postale su naširoko korištene posljednjih godina. U pogledu brzine kočenja, skraćivanja puta kočenja i poboljšanja točnosti, kondenzatorsko kočenje često daje bolje rezultate od drugih metoda kočenja elektromotora.

Kondenzatorsko kočenje temelji se na korištenju fenomena samouzbude asinkronog stroja ili, točnije, kapacitivne uzbude asinkronog stroja, budući da se reaktivna energija potrebna za pobudu generatorskog moda dovodi preko kondenzatora spojenih na namot statora. U ovom načinu rada stroj radi s negativnim u odnosu na rotirajuće magnetsko polje stvoreno slobodnim strujama pobuđenim u namotu statora, klizeći, razvijajući moment kočenja na osovini. Za razliku od dinamičkog i restorativnog, ne zahtijeva potrošnju uzbudljive energije iz mreže.

Kočni krugovi kondenzatora za elektromotore

Kondenzatorsko kočenje asinkronih motora

Slika prikazuje krug za uključivanje motora tijekom isključivanja kondenzatora. Kondenzatori su uključeni paralelno s namotom statora, obično spojeni u trokut.

Kad je motor isključen iz električne mreže struje pražnjenja kondenzatora ja stvaram magnetsko poljemala kutna brzina rotacije. Stroj ulazi u način regenerativnog kočenja, brzina vrtnje se smanjuje na vrijednost koja odgovara brzini vrtnje pobuđenog polja. Tijekom pražnjenja kondenzatora dolazi do velikog momenta kočenja, koji opada kako se smanjuje brzina vrtnje.

Na početku kočenja, kinetička energija pohranjena u rotoru brzo se apsorbira s kratkim putem kočenja. Zaustavljanje je oštro, udarni momenti dosežu 7 Mnom. Vršna vrijednost struje kočenja pri najvišim vrijednostima kapaciteta ne prelazi struju pokretanja.

Kako se kapacitet kondenzatora povećava, moment kočenja se povećava i kočenje se nastavlja na manju brzinu. Studije pokazuju da je optimalna vrijednost kapaciteta u rasponu od 4-6 spavanja. Zaustavljanje kondenzatora se zaustavlja pri brzini od 30 - 40% nazivne brzine kada brzina rotora postane jednaka frekvenciji rotacije statorskog polja od slobodnih struja koje nastaju u statoru. U ovom slučaju, više od 3/4 kinetičke energije pohranjene u pogonu apsorbira se u procesu kočenja.

Za potpuno zaustavljanje motora prema shemi slike 1, a, potrebno je imati moment otpora osovine. Opisana shema povoljno se uspoređuje s odsutnošću sklopnih uređaja, jednostavnošću održavanja, pouzdanošću i učinkovitošću.

Kada su kondenzatori čvrsto spojeni paralelno s motorom, smiju se koristiti samo oni tipovi kondenzatora koji su predviđeni za kontinuirani rad u krugu izmjenične struje.

Ako se gašenje provodi prema dijagramu na slici 1 sa spajanjem kondenzatora nakon isključivanja motora iz mreže, moguće je koristiti jeftinije i male papirne kondenzatore tipa MBGP i MBGO, dizajnirane za rad u shemama konstantne i pulsirajuće struje, kao i suhe polarne elektrolitske kondenzatore (CE, KEG i dr.).

Kondenzatorsko kočenje s kondenzatorima labavo spojenim po trokutnom krugu preporuča se koristiti za brzo i precizno kočenje električnih pogona, na čijem vratilu djeluje moment opterećenja od najmanje 25% nazivnog momenta motora.

Za kondenzatorsko kočenje može se koristiti i pojednostavljena shema: jednofazno preklapanje kondenzatora (sl. 1.6). Da bi se postigao isti učinak kočenja kao kod uključivanja trofaznog kondenzatora, potrebno je da kapacitet kondenzatora u jednofaznom krugu bude 2,1 puta veći od kapaciteta u svakoj fazi u krugu na sl. 1, a. U ovom slučaju, međutim, kapacitet u jednofaznom krugu iznosi samo 70% ukupnog kapaciteta kondenzatora kada su spojeni u tri faze.

Gubici energije u motoru pri kondenzatorskom kočenju su najmanji u odnosu na druge vrste kočenja, zbog čega se preporučuju za elektromotorne pogone s velikim brojem pokretanja.

Prilikom odabira opreme treba imati na umu da kontaktori u krugu statora moraju biti ocijenjeni za struju koja teče kroz kondenzatore.Da bi se premostio nedostatak kondenzatorskog kočenja — zaustavljanje djelovanja do potpunog zaustavljanja motora — koristi se u kombinaciji s dinamičkim magnetskim kočenjem.

Kočni krugovi dinamičkog kondenzatora

Krugovi kondenzatorsko-dinamičkog kočenja magnetskim kočenjem.

Dva osnovna DCB kruga prikazana su na slici 2.

U krugu se istosmjerna struja dovodi do statora nakon zaustavljanja kočenja kondenzatora. Ovaj lanac se preporučuje za precizno kočenje pogona. DC napajanje mora biti izvedeno kao funkcija putanje stroja. Pri smanjenoj brzini, dinamički moment kočenja je značajan, što osigurava brzo konačno zaustavljanje motora.

Učinkovitost ovog dvostupanjskog kočenja može se vidjeti iz sljedećeg primjera.

Kod dinamičkog kočenja motora AL41-4 (1,7 kW, 1440 o/min) s vanjskim momentom tromosti vratila, koji iznosi 22% momenta tromosti rotora, vrijeme kočenja je 0,6 s, a kočenje udaljenost je 11 ,5 okretaja osovine.

Kada se kočenje kondenzatorom i dinamičko kočenje kombiniraju, vrijeme kočenja i udaljenost smanjuju se na 0,16 s i 1,6 okretaja osovine (pretpostavlja se da je kapacitet kondenzatora 3,9 Sleep).

U dijagramu na sl. 2b, modovi se preklapaju s istosmjernim napajanjem do kraja procesa isključivanja kondenzatora. Drugi stupanj je kontroliran PH naponskim relejem.

Kondenzatorsko-dinamičko kočenje prema dijagramu na si. 2.6 omogućuje smanjenje vremena i puta kočenja za 4-5 puta u usporedbi s dinamičkim kočenjem s kondenzatorom prema shemi na sl. 1, a.Odstupanja vremena i staze od njihovih prosječnih vrijednosti u sekvencijalnom djelovanju kondenzatora i modovima dinamičkog kočenja su 2 - 3 puta manja nego u krugu s preklapajućim modovima.