Inverti e ferma il motore a induzione a gabbia di scoiattolo

Un motore a induzione è una macchina reversibile. Per cambiare il senso di rotazione del rotore, è necessario cambiare il senso di rotazione del campo magnetico (commutando i fili di alimentazione ai terminali delle due fasi del motore) — Circuiti di avviamento e frenatura del motore

Le caratteristiche meccaniche per due sensi di rotazione sono mostrate in Fig. 1.

Riso. 1. Famiglia di caratteristiche meccaniche di un motore a induzione per funzionamento reversibile in modalità di arresto con alimentazione di energia alla rete (I), modalità di opposizione (II) e motore (III) 1, 2 - naturale; 3 — artificiale.

Un motore a induzione a gabbia di scoiattolo può essere utilizzato non solo come motore ma anche come freno. In modalità di arresto, ogni motore elettrico funziona sempre come un generatore. In questo caso, un motore elettrico a induzione con rotore a gabbia di scoiattolo può avere tre modalità di frenatura.

Nella modalità di frenata rigenerativa, la macchina funziona con scorrimento negativo. In questo caso, la velocità del rotore supera la velocità di rotazione del campo magnetico.Naturalmente, per passare a questa modalità, è necessario applicare un momento attivo esterno al lato dell'albero.

La modalità feed-back è ampiamente utilizzata negli impianti di sollevamento. Durante la discesa il sistema di propulsione, per effetto dell'energia potenziale del carico, può acquisire una velocità superiore alla velocità di rotazione del campo magnetico, e la discesa avverrà in uno stato di equilibrio corrispondente ad un certo punto g sulla caratteristica meccanica , quando il momento statico creato dal carico in discesa, è bilanciato dalla coppia frenante del motore.

Negli azionamenti tradizionali a coppia statica reattiva, la modalità in questione è implementata solo mediante appositi circuiti di controllo, che consentono di ridurre la velocità di rotazione del campo magnetico. Nella stessa figura sono riportate le caratteristiche meccaniche di una macchina ad induzione per modalità feed-back. 1.

Come mostrato, la coppia massima in modalità generatore è leggermente superiore a quella in modalità motore e lo scorrimento critico in valore assoluto è lo stesso.

I generatori asincroni in quanto tali hanno una gamma molto ristretta, vale a dire centrali eoliche... Poiché la forza del vento non è costante e, di conseguenza, la velocità di rotazione del dispositivo cambia in modo significativo, in queste condizioni è preferibile un generatore asincrono.

La più utilizzata è la modalità di frenata — opposizione. Il passaggio a questa modalità dei motori asincroni, così come dei motori CC, è possibile in due casi (Fig. 1): con un aumento significativo della coppia statica (sezione ab) o quando si cambia l'avvolgimento dello statore per un diverso senso di rotazione ( sezione cd).

In entrambi i casi il motore funziona con uno scorrimento maggiore di 1 finché le correnti non superano le correnti di avviamento. Pertanto, per un motore a gabbia di scoiattolo, questa modalità può essere utilizzata solo per arrestare rapidamente l'azionamento.

Quando si raggiunge la velocità zero, il motore deve essere scollegato dalla rete, altrimenti tenderà ad accelerare nella direzione opposta.

Quando si frena con motori a rotore contrapposto, è necessario introdurre una resistenza reostatica nel circuito del rotore per limitare la corrente e aumentare la coppia frenante.

È anche possibile modalità di frenata dinamica… Tuttavia, questo solleva alcune difficoltà. Quando il motore viene scollegato dalla rete, scompare anche il campo magnetico della macchina. È possibile eccitare una macchina ad induzione da una sorgente di corrente continua che è collegata ad uno statore disconnesso dalla rete di corrente alternata. La sorgente dovrebbe fornire una corrente nell'avvolgimento dello statore vicino al valore nominale. Poiché questa corrente è limitata solo dalla resistenza elettrica della bobina, la tensione della sorgente CC deve essere bassa (tipicamente 10-12 V).

Riso. 2. Collegamento dello statore di un motore a induzione a una sorgente CC in modalità di frenatura dinamica quando collegato a triangolo (a) e stella (b)

L'autoeccitazione viene utilizzata anche per la frenata dinamica. I condensatori sono collegati allo statore scollegato dalla rete.

Riso. 3. Schema della frenatura dinamica di un motore asincrono autoeccitato

Quando il rotore ruota, viene creata una EMF nel circuito dello statore a causa della magnetizzazione residua e del flusso di corrente attraverso gli avvolgimenti dello statore e attraverso i condensatori.Al raggiungimento di una certa velocità nel circuito statorico si verificano condizioni di risonanza: la somma delle resistenze induttive sarà uguale alla resistenza capacitiva. Inizierà un intenso processo di autoeccitazione della macchina, che porterà ad un aumento dell'EMF. La modalità di autoeccitazione terminerà quando l'EMF della macchina E e la caduta di tensione attraverso i condensatori saranno uguali.

La coppia frenante massima con l'aumentare della capacità si sposta a velocità inferiori. Gli svantaggi della modalità di frenatura considerata sono la comparsa dell'azione frenante solo all'interno di una determinata zona di velocità e la necessità di utilizzare condensatori di grandi dimensioni per frenare a basse velocità.

Tra i lati positivi, non è necessaria alcuna fonte aggiuntiva di energia elettrica. Questa modalità è sempre implementata negli impianti dove al motore è collegata una batteria di condensatori per migliorare il fattore di potenza della rete di alimentazione.

Vedi anche su questo argomento: Circuiti frenanti per motori asincroni