Kondensatorbremsung von Asynchronmotoren

Kondensatorbremsung von Elektromotoren

Kondensatorbremsung von Asynchronmotoren mit geringer Leistung und kombinierte Bremsmethoden mit ihrer Verwendung haben in den letzten Jahren weit verbreitete Anwendung gefunden. Im Hinblick auf die Bremsgeschwindigkeit, die Verkürzung des Bremswegs und die Verbesserung der Genauigkeit liefert die Kondensatorbremsung oft bessere Ergebnisse als andere Methoden zum Bremsen von Elektromotoren.

Die Kondensatorbremsung basiert auf der Nutzung des Phänomens der Selbsterregung einer Induktionsmaschine oder genauer gesagt der kapazitiven Erregung einer Induktionsmaschine, da die zur Anregung des Generatormodus erforderliche Blindenergie von an die Statorwicklung angeschlossenen Kondensatoren geliefert wird. In diesem Modus arbeitet die Maschine mit einem negativen relativ zum rotierenden Magnetfeld, das durch freie Ströme erzeugt wird, die in der Statorwicklung angeregt werden, gleiten und ein Bremsmoment an der Welle entwickeln. Im Gegensatz zu dynamischen und restaurativen Verfahren ist kein Verbrauch von Erregerenergie aus dem Netzwerk erforderlich.

Kondensatorbremskreise für Elektromotoren

Kondensatorbremsung von Asynchronmotoren

Die Abbildung zeigt die Schaltung zum Einschalten des Motors während der Kondensatorabschaltung. Parallel zur Statorwicklung sind Kondensatoren enthalten, die normalerweise in einem Dreiecksmuster geschaltet sind.

Wenn der Motor vom Stromnetz getrennt ist Kondensatorentladeströme Ich erschaffe MagnetfeldDrehung mit geringer Winkelgeschwindigkeit. Die Maschine geht in den regenerativen Bremsmodus über, die Drehzahl wird auf einen Wert reduziert, der der Drehzahl des erregten Feldes entspricht. Beim Entladen der Kondensatoren entsteht ein großes Bremsmoment, das mit abnehmender Drehzahl abnimmt.

Zu Beginn des Bremsvorgangs wird die vom Rotor gespeicherte kinetische Energie bei kurzem Bremsweg schnell absorbiert. Das Stoppen ist scharf, die Aufprallmomente erreichen 7 Mnom. Der Spitzenwert des Bremsstroms bei den höchsten Kapazitätswerten überschreitet nicht den Anlaufstrom.

Mit zunehmender Kapazität der Kondensatoren erhöht sich das Bremsmoment und die Bremsung wird bis zu einer niedrigeren Geschwindigkeit fortgesetzt. Studien zeigen, dass der optimale Kapazitätswert im Bereich von 4-6 Schlafplätzen liegt. Der Kondensatorstopp stoppt bei einer Drehzahl von 30–40 % der Nenndrehzahl, wenn die Rotordrehzahl aufgrund der im Stator entstehenden freien Ströme gleich der Rotationsfrequenz des Statorfeldes wird. In diesem Fall werden mehr als 3/4 der vom Antrieb gespeicherten kinetischen Energie beim Bremsvorgang absorbiert.

Für einen vollständigen Stopp des Motors gemäß dem Schema in Abbildung 1, a ist ein Widerstandsmoment der Welle erforderlich. Das beschriebene Schema zeichnet sich durch das Fehlen von Schaltgeräten, einfache Wartung, Zuverlässigkeit und Effizienz aus.

Bei fester Parallelschaltung der Kondensatoren zum Motor dürfen nur solche Kondensatortypen verwendet werden, die für den Dauerbetrieb im Wechselstromkreis ausgelegt sind.

Wenn die Abschaltung gemäß dem Diagramm in Abbildung 1 mit dem Anschluss von Kondensatoren nach dem Trennen des Motors vom Netzwerk durchgeführt wird, können günstigere und kleinere Metallpapierkondensatoren der Typen MBGP und MBGO verwendet werden, die für den Betrieb in Schaltkreisen ausgelegt sind von konstantem und pulsierendem Strom sowie trockene polare Elektrolytkondensatoren (CE, KEG usw.).

Zum schnellen und präzisen Abbremsen elektrischer Antriebe, auf deren Welle ein Lastmoment von mindestens 25 % des Nennmoments des Motors wirkt, empfiehlt sich die Kondensatorbremsung mit lose nach der Dreieckschaltung geschalteten Kondensatoren.

Für die Kondensatorbremsung kann auch ein vereinfachtes Schema verwendet werden: die einphasige Kondensatorschaltung (Abb. 1.6). Um die gleiche Bremswirkung wie beim dreiphasigen Kondensatorschalten zu erzielen, ist es notwendig, dass die Kapazität des Kondensators in einem einphasigen Stromkreis 2,1-mal größer ist als die Kapazität in jeder Phase im Stromkreis von Abb. 1, a. In diesem Fall beträgt die Kapazität in einem einphasigen Stromkreis jedoch nur 70 % der Gesamtkapazität der Kondensatoren, wenn diese in drei Phasen geschaltet sind.

Die Energieverluste im Motor sind beim Kondensatorbremsen im Vergleich zu anderen Bremsarten am geringsten und werden daher für Elektroantriebe mit vielen Starts empfohlen.

Bei der Geräteauswahl ist zu beachten, dass die Schütze im Statorkreis für den durch die Kondensatoren fließenden Strom ausgelegt sein müssen.Um den Nachteil der Kondensatorbremsung zu überwinden – das Anhalten der Aktion bis zum vollständigen Stillstand des Motors – wird sie in Kombination mit der dynamischen Magnetbremsung eingesetzt.

Dynamische Kondensatorbremskreise

Schaltungen der kondensatordynamischen Bremsung durch magnetische Bremsung.

Die beiden grundlegenden DCB-Schaltungen sind in Abbildung 2 dargestellt.

Im Stromkreis wird dem Stator Gleichstrom zugeführt, nachdem die Kondensatorbremsung gestoppt wurde. Diese Kette empfiehlt sich zum präzisen Abbremsen des Antriebs. Die Gleichstromversorgung muss maschinenwegabhängig erfolgen. Bei reduzierter Geschwindigkeit ist das dynamische Bremsmoment erheblich, das für einen schnellen Endstopp des Motors sorgt.

Die Wirksamkeit dieser zweistufigen Bremsung lässt sich anhand des folgenden Beispiels erkennen.

Bei der dynamischen Bremsung des AL41-4-Motors (1,7 kW, 1440 U/min) mit dem äußeren Trägheitsmoment der Welle, das 22 % des Trägheitsmoments des Rotors beträgt, beträgt die Bremszeit 0,6 s und die Bremsung Der Abstand beträgt 11,5 Umdrehungen der Welle.

Bei der Kombination von Kondensatorbremsung und dynamischer Bremsung reduzieren sich Bremszeit und -weg auf 0,16 s und 1,6 Wellenumdrehungen (die Kapazität der Kondensatoren wird mit 3,9 Sleep angenommen).

Im Diagramm von Abb. In 2b überschneiden sich die Modi mit der Gleichstromversorgung bis zum Ende des Kondensatorabschaltvorgangs. Die zweite Stufe wird vom PH-Spannungsrelais gesteuert.

Kondensatordynamisches Bremsen gemäß dem Diagramm in Abb. 2.6 ermöglicht eine Verkürzung der Zeit und des Bremswegs um das 4- bis 5-fache im Vergleich zum dynamischen Bremsen mit einem Kondensator gemäß dem Schema in Abb. 1, a.Die Abweichungen der Zeit und des Weges von ihren Durchschnittswerten bei der sequentiellen Wirkung des Kondensators und den dynamischen Bremsmodi sind 2-3-mal geringer als in der Schaltung mit überlappenden Modi.