Frenatura a condensatore di motori asincroni

Frenatura a condensatore di motori elettrici

La frenatura del condensatore di motori asincroni a bassa potenza e i metodi di frenatura combinati con il suo utilizzo sono diventati ampiamente utilizzati negli ultimi anni. In termini di velocità di frenata, accorciamento dello spazio di frenata e miglioramento della precisione, la frenatura del condensatore offre spesso risultati migliori rispetto ad altri metodi di frenatura dei motori elettrici.

La frenatura del condensatore si basa sull'utilizzo del fenomeno dell'autoeccitazione di una macchina a induzione o, più correttamente, dell'eccitazione capacitiva di una macchina a induzione, poiché l'energia reattiva necessaria per eccitare la modalità del generatore è fornita da condensatori collegati all'avvolgimento dello statore. In questa modalità la macchina opera con un campo magnetico rotante negativo rispetto al campo creato dalle correnti libere eccitate nell'avvolgimento dello statore, strisciando, sviluppando una coppia frenante sull'albero. A differenza di dinamico e riparatore, non richiede il consumo di energia eccitante dalla rete.

Circuiti di frenatura a condensatore per motori elettrici

Frenatura a condensatore di motori asincroni

La figura mostra il circuito per l'accensione del motore durante lo spegnimento del condensatore. I condensatori sono inclusi in parallelo con l'avvolgimento dello statore, solitamente collegati a triangolo.

Quando il motore è scollegato dalla rete correnti di scarica del condensatore io creo campo magneticorotazione a bassa velocità angolare. La macchina entra in modalità di frenata rigenerativa, la velocità di rotazione viene ridotta ad un valore corrispondente alla velocità di rotazione del campo eccitato. Durante la scarica dei condensatori si verifica un'elevata coppia frenante, che diminuisce al diminuire della velocità di rotazione.

All'inizio della frenata, l'energia cinetica immagazzinata dal rotore viene rapidamente assorbita con un breve spazio di frenata. L'arresto è brusco, i momenti di impatto raggiungono i 7 Mnom. Il valore di picco della corrente di frenatura ai valori più alti della capacità non supera la corrente di avviamento.

All'aumentare della capacità dei condensatori, la coppia frenante aumenta e la frenatura continua a una velocità inferiore. Gli studi dimostrano che il valore di capacità ottimale è compreso tra 4 e 6 posti letto. L'arresto del condensatore si arresta a una velocità del 30-40% della velocità nominale quando la velocità del rotore diventa uguale alla frequenza di rotazione del campo dello statore dalle correnti libere che si verificano nello statore. In questo caso, più di 3/4 dell'energia cinetica immagazzinata dall'azionamento viene assorbita nel processo di frenatura.

Per un arresto completo del motore secondo lo schema di figura 1,a, è necessario disporre di un momento resistente dell'albero. Lo schema descritto si confronta favorevolmente con l'assenza di dispositivi di commutazione, facilità di manutenzione, affidabilità ed efficienza.

Quando i condensatori sono saldamente collegati in parallelo al motore, possono essere utilizzati solo quei tipi di condensatori progettati per il funzionamento continuo nel circuito CA.

Se l'arresto viene eseguito secondo lo schema di Figura 1 con il collegamento dei condensatori dopo aver scollegato il motore dalla rete, è possibile utilizzare condensatori di carta metallica più economici e di piccole dimensioni dei tipi MBGP e MBGO, progettati per il funzionamento in Schemi di corrente costante e pulsante, nonché condensatori elettrolitici polari secchi (CE, KEG, ecc.).

Si consiglia di utilizzare la frenatura del condensatore con condensatori collegati liberamente secondo il circuito delta per la frenatura rapida e precisa di azionamenti elettrici, sull'albero del quale agisce una coppia di carico di almeno il 25% della coppia nominale del motore.

Uno schema semplificato può essere utilizzato anche per la frenatura del condensatore: commutazione del condensatore monofase (Fig. 1.6). Per ottenere lo stesso effetto frenante della commutazione di condensatori trifase, è necessario che la capacità del condensatore in un circuito monofase sia 2,1 volte maggiore della capacità in ciascuna fase nel circuito di Fig. 1, un. In questo caso, tuttavia, la capacità in un circuito monofase è solo il 70% della capacità totale dei condensatori quando sono collegati in tre fasi.

Le perdite di energia nel motore durante la frenatura del condensatore sono le più piccole rispetto ad altri tipi di frenatura, motivo per cui sono consigliate per azionamenti elettrici con un numero elevato di avviamenti.

Quando si sceglie l'apparecchiatura, è necessario tenere presente che i contattori nel circuito dello statore devono essere classificati per la corrente che scorre attraverso i condensatori.Per superare lo svantaggio della frenatura del condensatore - l'arresto dell'azione fino all'arresto completo del motore - viene utilizzato in combinazione con la frenatura magnetica dinamica.

Circuiti frenanti a condensatore dinamico

Circuiti di frenatura condensatore-dinamica mediante frenatura magnetica.

I due circuiti DCB di base sono mostrati in Figura 2.

Nel circuito, la corrente continua viene fornita allo statore dopo l'arresto della frenatura del condensatore. Questa catena è consigliata per una frenata precisa della trasmissione. L'alimentazione DC deve essere realizzata in funzione del percorso della macchina. A velocità ridotta, la coppia frenante dinamica è significativa, il che garantisce un rapido arresto finale del motore.

L'efficacia di questa frenatura a due stadi può essere vista dal seguente esempio.

Nella frenata dinamica del motore AL41-4 (1,7 kW, 1440 giri/min) con il momento di inerzia esterno dell'albero, che è il 22% del momento di inerzia del rotore, il tempo di frenata è di 0,6 s e la frenata la distanza è di 11,5 giri dell'albero.

Quando si combinano la frenatura del condensatore e la frenatura dinamica, il tempo e la distanza di frenatura vengono ridotti a 0,16 se 1,6 giri dell'albero (si presume che la capacità dei condensatori sia 3,9 Sleep).

Nello schema di fig. 2b, le modalità si sovrappongono con l'alimentazione CC fino alla fine del processo di spegnimento del condensatore. Il secondo stadio è controllato dal relè di tensione PH.

Frenatura dinamica del condensatore secondo lo schema di fig. 2.6 consente di ridurre il tempo e lo spazio di frenata di 4 - 5 volte rispetto alla frenata dinamica con un condensatore secondo lo schema di fig. 1, un.Le deviazioni del tempo e del percorso dai loro valori medi nell'azione sequenziale del condensatore e le modalità di frenatura dinamica sono 2-3 volte inferiori rispetto al circuito con modalità sovrapposte.