Виды торможения двигателя

При использовании асинхронного электродвигателя (ЭД), в роли составной части привода, часто появляется необходимость в искусственном торможении двигателя. Существует множество различных методов остановки асинхронного ЭД, разберем некоторые из них.

Динамическое торможение ЭД

Если отсоеденить обмотки ЭД от сети переменного тока и подсоединить их к источнику постоянного тока, то произойдет динамическое торможение. Т.к при протекании через статорную обмотку постоянного тока, появляется неподвижное магнитное поле. При вращении в нем, в роторной обмотке наводиться ЭДС, под действием которой начнет течь ток, взаимодействующий с неподвижным статорным полем и при этом появится тормозной момент, который будет направлен в противоположную сторону направления вращения ротора. В итоге двигатель начнет постепенное торможение, причем скорость его остановки зависит от силы постоянного тока, протекающего по статору и от запасенной кинетической энергии привода.

Схема динамического торможения двигателя

В двигателе с фазным ротором, величину тормозного момента, а следовательно, скорость торможения, можно изменять, изменяя величину добавочных сопротивлений в цепи ротора.

Генераторное торможение (рекуперативное)

Генераторное торможение асинхронного электродвигателя используется в основном в роли небольшого подтормаживания перед основным торможением ЭД, либо при спуске какого-либо груза, например в лифтах.

Чтобы произошло рекуперативная остановка ЭД, требуется чтобы частота вращения ротора была выше синхронной частоты вращения. В этом случае двигатель начнет отдавать накопленную энергию в сеть, то есть станет генератором. При этом электромагнитный момент ЭД будет отрицательным, и окажет существенный тормозной эффект.

Осуществить генераторное торможение можно несколькими методами. Допустим, в двухскоростных и более ЭД, при переключении с большей на меньшую скорость. При этом ротор будет вращатся по инерции с частотой более высокой, чем новая синхронная частота. Генерируется тормозной момент, который снизит скорость до новой номинальной.

Допустим, в начальный момент времени ЭД работал на характеристике 1 в точке A, после снижения скорости он перешел на вторую характеристику в точку B, а затем под действием тормозного момента достигнет точки С, но с гораздо более меньшей частотой оборотов.

Генераторное торможение электродвигателя

Рекуперативное торможение можно выполнить, если снизить частоту питания двигателя. Это вполне возможно, если ЭД питается от преобразователя частоты на тиристорах. При снижении частоты напряжения, уменьшается и синхронная частота вращения ротора. А т.к он вращается по инерции, то она опять окажется выше, появится тормозной момент, который и далее уменьшит частоту вращения ротора вплоть до полной остановки.

Торможение асинхронного электродвигателя способом противовключения

Торможение методом противовключения используется в случае необходимости для быстрой остановки двигателя. Оно может быть выполнено несколькими способами. В первом варианте, в работающем ЭД, меняют две фазы местами, при этом направление вращения магнитного поля статорной обмотки изменяется в противоположную сторону. Возникнет большой тормозной момент, и бдвигательыстро останавится. Но для того чтобы снизить большие токи в момент увеличения тормозного момента, требуется ввести в обмотку ротора или статора добавочный резистор.

Торможение асинхронного электродвигателя методом противовключения с помошью замены фазы

Во втором методе ЭД используют как тормоз для груза. Т.е, если груз спускается, то двигатель должен работать на подъем. Для этого в роторную цепь двигателя добовляется большое сопротивление. Поэтому его пусковой момент окажется ниже чем момент нагрузки, и ЭД работает при небольшой скорости, обеспечивая плавный спуск. По своей прямой сути, торможение противовключением происходит по схеме реверса двигателя.

Торможение асинхронного электродвигателя при самовозбуждении

Если питание ЭД отсоединить, то его магнитное поле начнет затухать только через некоторый промежуток времени. Если в этот момент успеть подсоединить к статорной обмотке ЭД конденсаторную батарею, то энергия магнитного поля перейдет сначала в заряд емкостей, а только затем возвратится в статорную обмотку. При этом появится тормозной момент, который остановит ЭД. Такое торможение еще могут называть конденсаторным.

конденсаторное торможение электродвигателя

Величина тормозного момента зависить от емкости конденсаторов, чем она выше, тем больше момент торможения. Емкости могут быть включены постоянно, а могут отсоединяться во время работы ЭД с помощью контактора.

В принципе можно обойтись и совсем без емкостей, просто замкнув обмотку статора по схеме “звезда” с помощью тумблеров SA, предварительно отсоединив ее от сети с помощью контактора K. Тогда торможение будет происходить заметно быстрее, за счет остаточного магнетизма. Такое торможение еще называется магнитным.

Магнитное торможение двигателя