Elektrisch vrij van polyfase -inductiemotoren:
Elektrisch remmen van polyfase -inductiemotoren die uit verschillende typen bestaat, namelijk,
- Vertakking (of tegenstroomremmen)
- Dynamisch (of reostatisch) remmen
- Regeneratief remmen
1. Vertakking (of remmen tegen het tij)
De plug kan worden gemaakt in een inductiemotor door eenvoudigweg twee van de drie fasen om te keren die de richting van het roterende magnetische veld veroorzaken.
Bij het wijzigen van de motor in de plug -in -positie, werkt de motor in de richting die tegenover die van het veld is en de relatieve snelheid is ongeveer twee keer [(2 – s)] van synchrone snelheid, dat wil zeggen dat de verschuiving zeer bijna gelijk is aan twee, gelijk aan twee, gelijk aan (2 – s).
De in de rotor geïnduceerde spanning zal daarom tweemaal van spanning zijn die normaal bij de stop wordt geïnduceerd en de wikkeling moet worden geleverd met extra isolatie om deze grote spanning te weerstaan.
Tijdens de verbindingsperiode werkt de motor als een rem en absorbeert de kinetische energie van de altijd roterende belasting die de daling in zijn snelheid veroorzaakt. Het bijbehorende PMECH -vermogen wordt gedissipeerd in de vorm van warmte in de motor.
Tegelijkertijd blijft de rotor ook het vermogen uit de stator trekken die ook wordt verdwenen in de vorm van warmte. Vanwege de toename van de rotorfrequentie zijn er extra ijzerverliezen in de rotor.
Aldus is de warmte die in de rotor is ontwikkeld tijdens de remperiode ongeveer drie keer de warmte die is ontwikkeld tijdens de startperiode (of in een geblokkeerde rotortoestand).
De grootte van de inductiemotor waar de plug moet worden toegepast, wordt daarom niet bepaald door de omstandigheden alleen te laden, maar ook door de remmen.
In het geval van een eekhoornkooi -engine wordt de energie volledig in de machine gedissipeerd; Terwijl in het geval van een wondrotormotor, wordt deze energie ook gedissipeerd in de externe weerstand die in het rotorcircuit is toegevoegd voor dit doel.
De elektrische remomstandigheden van polyfase -inductiemotoren kunnen worden bestudeerd door de motor schreeuwcurves van de motor te overwegen wanneer ze worden uitgebreid voorbij het punt van 100%, zoals weergegeven in figuur 1.103 (a).
De ordinaat in punt B vertegenwoordigt het koppel ten tijde van de plug en we kunnen zien dat het koppel geleidelijk toeneemt naarmate de motor de stop nadert, waarna het natuurlijk, als de stroomlijn niet wordt losgekoppeld, het opnieuw in de tegenovergestelde richting opnieuw zal verbinding
We zien dus dat om de motor terug te brengen, het essentieel is om de voeding met nulsnelheid met nul te verbreken.
Uit de koppelglijdende krommen getoond in figuur 1.103 (a) wordt waargenomen dat de omvang van het remkoppel zeer laag is in vergelijking met het maximale koppel dat door de motor wordt uitgeoefend. Dit is vooral dus voor de lage weerstand van de rotor.
Naarmate meer en meer weerstand in het rotorcircuit wordt ingebracht, treedt het maximale koppel op bij toenemende waarden.
Dit is de reden waarom de inductiemotoren van de eekhoornkooi, die voornamelijk zijn ontworpen voor maximale efficiëntie en daarom voor lage weerstand niet geschikt zijn voor een dergelijk soort remmen.
In het geval van rotordrivers van de wonden, geeft de toevoeging van weerstand in het rotorcircuit aanleiding tot steeds meer remkoppel en daarom zijn de stuurprogramma’s van de rotor van de wonden geschikter voor de plug.
Als de verandering in rotorweerstand wordt aangepast om aan te passen dat het maximale remkoppel overal wordt uitgeoefend, wordt ten minste een optimaal remmen bereikt
De uitdrukking van het remkoppel dat de impedantie van de stator en de magnetiserende reactantie verwaarloost, kan worden afgeleid en wordt gegeven als
De stroom van de rotor kan worden bepaald tijdens de remperiode uit de volgende relatie en wordt getraceerd, zoals weergegeven in figuur 1.103 (b).
Of
- E2 is de EMF induceert in elke fase van de rotor bij een stop,
- R2 is de weerstand tegen rotor per fase en
- X2 is de reactantie van de rotorstop per fase en
- S is de verschuiving.
Tijdens de gelukzaligheidsperiode, omdat de EMF in de rotor induceert, is zeer hoog, zoals hierboven al aangegeven, de stroom van de rotor en de stroom van de stator zijn daarom erg hoog. De remstroom kan echter worden verminderd door een externe weerstand in het rotorcircuit in te voegen.
Vanaf dit punt zijn ook de stuurprogramma’s van de rotor van de wonden gunstig in vergelijking met de motoren van de rotor van eekhoornkooi.
De kooi-motoren van een uitlaatklep van ongeveer 20 kW zijn direct verbonden, met behulp van de sterrenverbinding als een star-delta-schakelaar wordt verstrekt. Grotere motoren hebben statorweerstand nodig. Wondrotormotoren gebruiken rotorweerstanden voor de beperking van de stroom en de ontwikkeling van hogere remparen.
Problemen met thermische beoordeling kunnen optreden voor frequente remrechten, zoals hierboven al uitgelegd, en contactoren kunnen frequent onderhoud nodig hebben.
De gelijktijdige omkering van statorverbindingen en de opname van rotorweerstand in de wortemotoren van de wonden is heel goed mogelijk, maar hetzelfde effect kan worden verkregen door satuators in de rotorwikkelingen op te nemen.
Als alternatief kan een diepe balkrotorkooi een toename van de effectieve weerstand van de rotor na de werking van de stekker geven, omdat de glijdende frequentie plotseling wordt verhoogd van SF naar (2 – s) F waarbij F de voedingsfrequentie is.
In de praktijk, om de schijven om te keren waar remmen en het starten van de inductiemotor in de tegenovergestelde richting de stappen van hetzelfde continue proces omvatten, wordt de plug voordelig gebruikt.
De stekker -in -bewerking kan ook worden uitgelegd met behulp van een kwadrantdiagram getoond in figuur 1.103 (c). De kenmerken van de versnellingsbak in figuur 1.103 (c) zijn in feite een uitbreiding van de kenmerken van de motor in het tweede en het vierde kwadrant. De uitleg van figuur 1.103 (c) is exact identiek aan één voor figuur 1.94 (a) of 1.94 (b).
2. Dynamisch (of reostatisch) remmen
Bij dit elektrische remmen van polyfase -inductiemotoren kan reostatisch remmen worden verkregen door de wikkeling van de AC -stroomstator los te koppelen en door een CC -bron te spannen om een stationair DC -veld te produceren.
Bij reostatisch remmen wordt de statorwikkeling gebruikt als een DC -veldwikkeling en de rotorwikkeling als kronkelend van het frame. Met een wondrotormachine kunnen externe weerstanden in het rotorcircuit worden ingebracht om een belasting te bieden. Met eekhoornkooi -machines moet de rotor van de rotor zelf echter de belasting vormen.
De bron van opwinding kan worden verstrekt door een onafhankelijke CC -bron, of van de AC -sector via een set transformator gelijkrichters, zoals weergegeven in figuur 1.105.
Verschillende methoden voor het aansluiten van de stator met een CC -bron worden weergegeven in figuur 1.104. Hoewel de verbindingen getoond in Fig. 1.104 (c) en 1.104 (f) een uniforme stroom van de drie fasen geven, maar gecompliceerd zijn bij de schakelbewerking.
In dit opzicht eenvoudiger zijn, de verbindingen getoond in Fig. 1.104. (a) en (b) worden over het algemeen gebruikt.
Een typisch verbindingsdiagram wordt gegeven in figuur 1.105; De machine werkt als een motor met de gesloten contactoren, terwijl met de open en b gesloten, een directe stroom wordt geleverd door twee statorfasen, waarbij de derde in open circuit wordt achtergelaten.
De weerstand R ‘wordt ingevoegd in het statorcircuit om de stroom te beperken. In het geval van wondrotormotoren wordt extra weerstand ingevoegd in het rotorcircuit om het remeffect te regelen.
Terwijl de machine normaal werkt in de vorm van een motor, loopt de magnetische veldstator met een synchrone snelheid in dezelfde richting als die van de rotor, maar iets sneller dan de rotorgeleiders.
Wanneer de statorwikkelingen worden losgekoppeld van de AC -kracht en opgewonden met DC, zal het geproduceerde magnetische veld onbeweeglijk zijn in de ruimte, waardoor rotorgeleiders het veld overschrijden met een snelheid (1 – s) NS of SNS.
De stromingen die worden geïnduceerd in rotordrivers zullen worden verzet in de richting van die overeenkomstig de automotive -werking, waardoor een remkoppel wordt geproduceerd.
Hoewel de lucht-gap-stroom stationair is, zal er hetzelfde aantal polen zijn als wanneer de machine is geëxciteerd met AC en de rotorstromen daarom een frequentie hebben die dicht bij de frequentie ligt die overeenkomt met de synchrone snelheid (dat wil zeggen ns) aanvankelijk, maar die afneemt met de snelheid van de rotor en nero tot stand komt, is het de frequentie van rotoren.
Evenzo neemt de EMF geïnduceerd in de rotor een maximum af wanneer de rotor wordt uitgevoerd, nul tot de stop.
Met andere woorden, de EMF geïnduceerd in de rotor zal worden gegeven door SE2, waar E2 de amplitude is van de EMF die in de rotor wordt geïnduceerd wanneer deze met NS -snelheid voor het veld loopt.
Het is dus te zien dat rotoromstandigheden tijdens het reostatische DC -remmen met de snelheid die van synchroon valt om te stoppen bijna hetzelfde is als wanneer de motor normaal versnelt.
Bijgevolg kan het equivalente circuit van de rotor worden weergegeven zoals aangegeven in figuur 1.106 (a). Door de spanning en de impedantie door S te delen, hebben we het geïllustreerde circuit in figuur 1.106 (b) met dezelfde stroom I2.
Aangezien de statorwikkeling alleen directe stroom vervoert, heeft de inductie van de stator geen effect onder de operatie in permanent regime. De CC -spanning die wordt aangebracht door de statorwikkeling wordt alleen bevestigd door weerstand tegen de statorwikkeling. Er zal geen verlies van ijzer in de stator -kern zijn.
Maar het verlies van de kern van de rotor zal van aanzienlijke grootte zijn en daarom wordt de weerstandswaarde voor de rotor teruggegeven aan de stator, die bepaalt het tijdens het remmen ontwikkelde paar, moet worden gecorrigeerd om rekening te houden met het in aanmerking komende, de EMF -induces in de rotor, bij synchronisatiesnelheid, e’2 zal worden gegeven door IMXM waar IM de magnetisatie -stroom van de magnetisatie -reactantie weergeeft.
Het geïllustreerde circuit in figuur 1.106 (b) kan worden gemodificeerd in een geïllustreerd circuit in figuur 1.106 (c). Het fasediagram dat overeenkomt met dit gemodificeerde circuit wordt geïllustreerd in figuur 1.106 (d),
Opgemerkt kan worden dat de rotorstroom afwisselt, zoals deze wordt geproduceerd door een constante stroom, veroorzaakt door een magnetiserende MMF IMN1, die stationair in de ruimte blijft.
Wanneer ze echter van de rotor worden gezien, lijken de MMF -magneticator en de resulterende stroom in de stator echter afwisselend te zijn.
Aangezien de rotor-ampère-contraties I2N2 (= i′2N1) bovendien moeten worden uitgebalanceerd door de tators van stator ampère om de IMN1-magnetisatie-torens te behouden, vertegenwoordigt de torens van de stator i1n1 als de rotor, de fasoureuze som van imn1 en i′2N1.
De huidige wisselstroom I1 hangt af van de amplitude van de directe stroom die wordt getransporteerd door de stator en de aard van de statorwikkelverbindingen, zoals hierboven uitgelegd.
Uit de bovenstaande discussie kan worden geconcludeerd dat de werking van de motor tijdens het reostatische DC -remmen kan worden geanalyseerd met behulp van het equivalente circuit (het type waarvan we al bekend zijn) getoond in figuur 1.106 (c).
Het remkoppel kan worden bepaald uit de relatie
De bovenstaande vergelijking stelt ons in staat om het remkoppel te bepalen met elke snelheid van een gegeven inductiemotor, wanneer deze wordt geëxciteerd door directe stroom, I1 die overeenkomt met een equivalente AC, die dezelfde MMF zou hebben geproduceerd als die door de reële directe stroom die door de statorwikkelingen wordt getransporteerd.
De vergelijking onderscheiden. (1.83) WRT S en assimileren deze voor een maximum tot nul, we hebben een verschuiving die overeenkomt met het maximale remkoppel
en maximaal stel,
De typische prestatiekenmerken van een inductiemotor worden geïllustreerd in figuur 1.107.
De amplitude van het door de motor ontwikkelde remkoppel hangt af van de excitatie (weerstand van het veld ontwikkeld door de rol van de stator), de weerstand van het rotorcircuit en de snelheid van de motor.
Het effect van de variatie van de I1 -opwinding en de rotor R2 -weerstand wordt ook geïllustreerd in figuur 1.107 (a). Voor ontwerpdoeleinden worden de krommen van weerstand tegen de rotor van het koppel geïllustreerd in figuur 1.107 (b) soms gebruikt.
Met de toename van RO2 -rotorweerstand neemt de snelheid waarmee het maximale remkoppel ook toeneemt. Het maximale koppel zou echter niet toenemen in verhouding tot het huidige vierkant (I21), zoals aangegeven door de vergelijking.
(1.85), omdat de XM -magnetisatie -reactantie afneemt als gevolg van verzadiging veroorzaakt door een toename van de stroom I1.
De stabiele rembewerking bevindt zich op het Steeway -deel van de koppelsnelheidcurve [dat wil zeggen aan de linkerkant van de maximale koppelpositie in figuur 1.107 (a)].
Als het onbedoeld is, stijgt de snelheid boven die waaraan het koppel maximaal is, een nieuwe snelheidstoename wordt veroorzaakt door een afname van het remkoppel, wat kan leiden tot een nieuwe toename van snelheid in het geval van een lading van de referentie.
Aan het begin van de remtoepassing hebben we daarom een hoge weerstand nodig in het rotorcircuit, dat geleidelijk moet worden verminderd met een afname van de snelheid.
Het remkoppel kan worden gecontroleerd door een of de volgende twee methoden: (i) door de du du du du du du Duc (II) te besturen door de weerstand tegen de rotor te variëren.
Dynamisch AC-remmen kan worden verkregen met zelfuitzetting door statorwikkelingen te verbinden met een bank van statische condensatoren, zoals weergegeven in figuur 1.108. In dit geval werkt de inductiemachine als een inductiegenerator die zijn AC -opwinding ontvangt van statische condensatoren.
De gegenereerde elektrische energie wordt gedissipeerd in de vorm van warmte in het rotorcircuit. Dynamisch AC -remmen is niet populair vanwege de relatief hoge kosten van condensatorbanken.
Dynamisch DC -remmen heeft weinig kracht van de voeding en biedt een soepel remkoppel, nuttig voor mijnwikkelingen en hoge traagheidsbelastingen.
De voordelen in vergelijking met de plug is de afwezigheid van het tegenovergestelde rotatieveld [en daarom geen neiging tot de machine om terug te rennen] en een verlies van lagere rotor. Door de rotorweerstand te vergroten, kan het remkoppel bij hogere snelheden effectiever worden gemaakt.
Deze methode is daarom zeer geschikt voor late beoordelingskosten. In het geval van een eekhoornkooi -motor, omdat de weerstand tegen de rotor klein is, zal het het remkoppel met zeer lage snelheden aanbrengen en daarom alleen nuttig om de belasting te brengen.
De komst van automatische controle van dynamisch remmen in het elektrische remmen van polyfase -inductiemotoren met behulp van gesloten lussystemen, maakte inductiemotoren populairder dan DC -motoren, met name voor het gebruik van schijven in mijnbouwpalans.
Figuur 1.109 toont de kwadrantale kenmerken van de inductiemotor in dynamische remconditie.
3. Regeneratief remmen
Regeneratief remmen is een inherent kenmerk van een inductiemotor, omdat deze werkt als een inductiegenerator wanneer het zich uitstrekt op snelheid boven synchroon en het vermogen terugbrengt naar de stroomlijn.
De drie -fasen inductiemotor kan worden ontworpen om op hoge snelheid te werken tot synchrone snelheid met behulp van een van de volgende processen.
- Ga naar een lage -frequentievoorziening in frequentiegeregelde inductiemotoren om de bedrijfssnelheid van de lezer te verminderen.
- Beweging van een geladen hefmechanisme zoals kranen, Palans, graafmachines, enz.
- Ga naar een grotere poolbewerking van een kleinere in multi-versnellingen eekhoornkooi-motoren.
In alle bovenstaande processen wordt de ontwikkelde verschuiving en koppel negatief, zoals weergegeven in figuur 1.110, en daarom werkt de machine als een generator, die mechanische energie ontvangt en het herstelt naar het voedingssysteem in de vorm van elektrische energie.
Als de belasting de motor boven de synchrone snelheid veroorzaakt, is geen schakelbewerking vereist. Zodra de machine boven de synchrone snelheid is gereden, begint de rembewerking automatisch.
Het bedieningspunt hangt af van de amplitude van het laadkoppel en de aard van de kenmerken van de koppelsnelheid van de machine tijdens de generatie.
Door de weerstand in het rotorcircuit te variëren, is het mogelijk om op elke snelheid boven de synchrone snelheid tijdens het remmen te werken.
In het geval dat het laadkoppel van de belasting het maximale remkoppel overschrijdt, waarvan de machine in staat is, wordt het systeem onstabiel en zal de snelheid verder toenemen, waarschijnlijk tot een rampzalige waarde, omdat hoe meer de machine snel zal werken, het minste zal worden ontwikkeld het remkoppel.
In het geval van een inductiemotor van de eekhoornkooi wordt een stabiele snelheid verkregen met een snelheid die aanzienlijk hoger is dan de synchrone snelheid en kan het regeneratief remmen alleen worden toegepast als de motor speciaal is ontworpen om overmatige snelheid te weerstaan.
Regeneratief remmen heeft het nadeel van de mogelijkheid om alleen te remmen met super synchrone snelheden en wordt bijgevolg seldome gebruikt voor het remmen.
Deze elektrische remmethode van polyfase-inductiemotoren kan alleen worden gebruikt in het type hefmechanisme of met een multi-versnellingen eekhoornkooi-motor. Het is ook voordelig op bergspoorwegen.
Het retourneert ongeveer 20% van de totale energie naar bepaalde spoorwegraces en bespaart veel remschoenkleding.