Способ торможения асинхронного электродвигателя

/д : / я/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Павлодарский индустриальный институт(56) Авторское свидетельство СССР В 299926, кл. Н 02 Р 3/20, 1969.Андреев В.П., Сабинин Ю,А, Основы электропривода. М.-Л.: Госэнергоиэдат, 1963, с. 131-134,(54) СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных электроприводах с активным моментом статического сопротивления на валу двигателя, Цель иэобре ения - уменьшение времени торможения.Способ обеспечивает снижение потерив двигателе при торможении за счетпонижения напряжения при реверсе иконтроля направления активной мощности на статоре двигателя. Эффективность торможения повышается на начальном этапе торможения за счетснижения потребления электроэнергиииз сети и постоянства изменения скорости во времени. Повышение надежности обеспечивается в результате ограничения бросков электромагнитногополя статора на противоположное направление вращения,"что повышает срокслужбы двигателя, механизма и передаточного устройства, 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано васинхронных электроприводах с активным моментом статического сопротивления на валу двигателя, например, вэлектроприводах механизации подъемаподъемно-транспортных машинЦель изобретения - уменьшение времени торможения.На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ торможения асинхронного двигателя,Устройство содержит асинхронныйэлектродвигатель 1, автоматическийпереключатель 2 в цели питания электродвигателя, предохранители 3, триконтактора с катушками 4-6 и контактами 7-1, катушка 18 реле направления активной мощности на статореэлектродвигателя 1 включена междудвумя фазами статорной обмотки, одинконтакт 19 реле направления активноймощности включен между катушкой 5контактора и контактом 17, которыйчерез последовательно соединенныеконтакты 9 и 13 соединен с одним изпредохранителей 3 и с одним из выводов контакта 20 реле направления активной мощности, два симистора 21,включенные перекрестно мехду двумяфазами статорной обмотки электродвигателя, блок 22 управления симисторами одним входом через контакт 11подсоединен к источнику задающегонапряжения,Включающая кнопка 23, шунтируемая контактом 8, через отключающую кнопку 24 соединена с контактом 20, контакт 25 кнопки 24 шунтирует контакт 13, другой вывод кнопки 23 через контакты 12 и 16 соединен с одним выводом катушки 4 другой вывод контакта 20 через контакт 26 конечногс выключателя и последовательно соединенные контакты 10 и 14 подсоединен к одному выводу катушки 6, другие выводы катушек 4-6 объединенъ и соединены с другим предохранителем,датчик 27 момента, установленный на валу электродвигателя, подсоединен к одному иэ входов блока 28 суммирования, к другому входу которого подается заданное напряжение Ц, въжод блока 28 подключен к другому входу блока 22 управления симисторами,Устройство работает следующим образом, разом,40 Я)Дпя пуска двигателя включаетсяавтоматический переключатель 2, замыкается кнопка 23, катушка 4 первого контактора получает питание поцепи: кнопки 24 и 23, контакты 12 и16, катушка 4, и контактор срабатывает, Замыкаются силовые замыкающиеконтакты 7 первого контактора, обмотка статора двигателя 1 подключается к сети, двигатель 1 запускается в работу и после окончания режимапуска работает в установившемся режиме, соответствующем моменту статического сопротивления М на валу искорости вращения сд,При этом замыкается блокировочныйконтакт 8, шунтируя кнопку 23, и размыкаются размыкающие контакты 9 и 10,исключая включение второго и третьего контакторов, Схема приведена висходное состояние, предшествующееначалу реализации способа торможенияасинхронного двигателя. Способ торможения асинхронного двигателя осуществляют следующим сб Для переводя двигателя 1 из двигательнсгс режима в тормозной нажимается отключающая кнопка 24, размыкается ее размыкающий контакт 25 питания катушки 4 первого контактора и замыкается замыкаюший контакт в пепи питания катушки 5 второго контакта, Катушка 4 теряет питание, первый контактср отключается, размыкаются его силовые контакты 7 и обмотка статора двигателя 1 отключается ст сети с номинальным напряжением, а размыкающиеконтакты 9 и 10 замыкаются. При этомполучает питание катушка 5 второгоконтактора по цепи контакты 25,9,17и 9, катушка 5, второй контакторсрабатывает, замыкается его замыкаюший контакт 11 и на вход блока 22 управления симисторами 21 подается сигнал Ц из разомкнутой или замкнутойсистем управления реверсом. Блок 22начинает формировать управляющие импульсы на симисторы 21 при соответствующем значению Ц угле управленияи они открываются. Обмотки статорадвигателя 1 подключаются к сети, причем чередование фаз на статоре двигателя 1 изменяется (например, с А,В,С на С,В,А), а в результате чего двигатель 1 переводится в режим торможения противовключением.1226Кроме изменения чередования фаз, и, следовательно, изменения направления вращения электромагнитного поля статора, симисторы 21 обеспечивают понижение напряжения П на статоре 5 асинхронного двигателя до величины, при которой момент М двигателя определяется разностью заданного тормозного момента М и момента статическо 3го сопротивления М (-М=-М - -Если момент статического сопротивления остается неизменным в процессе работы электропривода, то для реализации способа может использоваться 5 разомкнутая система управления, При этом, исходя из известных М и М определяется момент М = Мз-М двигателя и на основании его значения ипараметров двигателя рассчитывается Ю напряжение на статаре двигателя. По значению напряжения находят величину задающего напряжения Б. В процессе торможения величина Б может изменяться, например в функции времени, 25 с целью сохранения постоянного момента двигателя.Если момент статического сопротивления изменяется в процессе работы электропривода, или при торможении двигателя, то.необходимо для реализации данного способа применить замкнутую систему управления. Дпя ее реализации устанавливается датчик 27 момента на валу двигателя 1, выходной сигнал П которого поступает на первый вход блока 28 суммирования, на второй вход которого подается сигналпропорциональный заданному тормозному моменту М , В блоке суммиро вания происходит их вычитание(П - щ ), что соответствует операции М - М= М.Таким образом, в результате алгебраического суммирования сигналов Г и 1 о определяется на выходе блока 28 сигнал Б , пропорциональный моменту М двигателя 1, Сигнал Ь пос 5 тупает на нижний вход блока 22 и задает необходимый угол управления с симисторами и, следовательно, необходимое напряжение У на статоре двигателя 1, В процессе торможения заданный тормозной момент М сохраня 9 ется неизменным,После окончания торможения двигателя 1 происходит его пуск в противоположном направлении, т.е. реверс 598 4 двигателя. При этом также сохраняется заданный тормозной момент, постоянство ускорения ротора, снижение потребления электроэнергии и уменьшение потерь, Причем, реверс двигателя производится в основном за счет активного момента статнческого сопротивления, Катушка 18 реле направления активной мощности остается при реверсе, как и при двигательном режиме, отключенной, так как направление активной мощности не изменяется(от сети к двигателю). Второй контактор, срабатывая, размыкает размыкающий контакт 12 в цепи питания катушки 4 первого контактора, замыкает замькающий контакт 13, шунтируя контакт 25 отключающей кнопки, и размыкает размыкающий контакт 14 в цепи питания катушки 6 третьего контактора.В результате реверса, скорость двигателя 1 под действием суммарного момента (М + М ) приближается к значению синхронной скорости М скольжение уменьшается, а затем изменяет знак на отрицательный, При этом потребляемая из сети активная мощность уменьшается до нуля, а затем изменяет свое направление, так как двигатель переходит в режим рекуперативного торможения. В момент изменения направления активной мощности на статоре двигателя 1 катушка 18 реле направления активной мощности включается, размыкает свой размыкающий контакт 9 в цепи питания катушки 5 второго контактора, обесточивая ее, и замыкает замыкающий контакт 20 в цепи питания катушки 6 третьего контактора - второй контактор отключаетсяЭ размыкает свой контакт 11, снимаются управляющие импульсы с симисторов 21, госледние закрываются и отключают двигатель от сети с пониженным напряжением. При этом замыкается размыкающий контакт 14 и катушка 6 третьего контактора получает питание по цепи: контакты 20,26,10 и 14 и катушка 6. Третий контактор срабатывает и замыкает свои силовые контакты 15, Обмот.ки статора двигателя 1 подключаются вновь к сети с номинальным напряжением и с аналогичным реверсу чередованием фаз (противоположным направле. нием вращения электромагнитного поля статора по отношению к двигательному режиму). Двигатель 1 продолжает уве1226598 1 11 одписное 2144/5 т р роизв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 личивать скорость, рекуперируя энергию торможения в питающую сеть. Переходный процесс заканчивается при равенстве момента двигателя моменту статического сопротивления По исте чении времени рекуперативного торможения размыкается размыкающий контакт 26 путевого выключателя, катуш. ка 6 третьего контактора теряет питание, третий контактор отключается,10 размыкает силовые контакты 15, двига.тель 1 отключается от сети и переводится в режим снижения скорости, например, путем срабатывания тормозных15 электромагнитов,Предлагаемый способ торможения используют и при питании асинхронного двигателя от полупроводникового преобразователя. Его применение по 20 сравнению с известными способами обес; печивает ряд преимуществ. Существенно снижаются потери в двигателе при торможении за счет понижения напряжения при реверсе и контроля направле- Й 5 ния активной мощности на статоре двигателя, Повышается эффективность торможения на начальном этапе торможения за счет снижения потребления электро - энергии из сети и постоянства измене ния скорости во времени. Повышается надежность, так как ограничиваются броски электромагнитного момента двигателя при переключении электромагнитного поля статора на противоположное направление вращения, что повышает срок службы двигателя, механизмаи передаточного устройства,Формула и з о б р е т е н и я Способ торможения асинхронногоэлектродвигателя, при котором производят изменение чередования фаз статорной обмотки, после чего отключаютдвигатепь от источника питания, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью уменьшения времени торможения,определяют момент на валу электродвигателя, сравнивают его с заданнымзначением и в случае неравенства моментов одновременно с изменением чередования фаз статорной обмотки умень.шают напряжение на статоре электродвигателя до величины, при которойрезультат сравнения момента на валуэлектродвигателя и заданного моментастановится равным нулю, контролируютнаправление активной мощности на статоре и при изменении ее знака увеличивают напряжение на статоре до номинального значения, после чего отключают электродвигатель от источника питания,