CC BY
49
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ “НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 97"
МОСКВА, МГТУ, 3.02.67 — 7.02.97 СЕМИНАР 4 “ГОРНАЯ ТЕХНИКА: ПРОБЛЕМЫ И ТЕНДЕНЦИЯ РАЗВИТИЯ1*
А.К. Малиновский, П.И. Шелков
Московский государственный горный университет
КОНДЕНСАТОРНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ГОРНЫХ МАШИН
Конденсаторное торможение относится к одной из схем динамического торможения асинхронной машины (АМ) с фазным ротором. Такой способ торможения является высокоэкономичным, так как для его создания из питающей сети не потребляется электроэнергия. Начальный ток возбуждения подается в статор АМ при разряде конденсатора, включенного в выпрямленную цепь ротора. Заряд же конденсатора происходит при работе АМ в двигательном режиме.
Для реализации конденсаторного торможения АМ необходимо определить условия наступления тормозного режима или, иными словами, момента, когда со стороны ротора начинает протекать выпрямленный ток, поступающий в обмотки статора. Этот момент соответствует режиму самовозбуждения, когда намагничивающий ток статора полностью создается выпрямленным током ротора.
В роторе действуют два напряжения - это напряжение на обкладках конденсатора и выпрямленная ЭДС ротора. В начальный момент подключения конденсатора к обмоткам статора для создания начального тока возбуждения его напряжение больше ЭДС ротора на выходе выпрямителя, т. е. ис > £^.Рост разрядного тока вызывает увеличение а разряд конденсатора -снижение ис. Наступает момент, когда сначала Ем становится равной 11с, а затем Ем
> ис.
Рис.1. Зависимости критической скорости Угр от коэффициента а и электромагнитной постоянной Т3і
При этом условии со стороны ротора начинает протекать выпрямленный ток, поступающий в обмотки статора АМ. Наступает режим динамического торможения и конденсатор прекращает свою работу. Угловая скорость, при которой начинается режим самовозбуждения зависит как от параметров АМ, так и от параметров конденсатора (напряжение заряда конденсатора и его емкость). Как показали исследования, режим самовозбуждения наступает не всегда. Минимальная скорость, при которой наступает режим самовозбуждения, называется граничной и обозначается через шгр или гра-
НИЧНЫМ скольжением Угр = Шг/тйо, где ТЇЇ0-синхронная угловая скорость АМ.
Для нахождения зависимости от параметров АМ и конденсатора были проведены исследования переходного процесса при переходе АМ из двигательного режима в режим конденсаторного торможения. После отключения АМ от сети и подключения конденсатора к обмоткам статора начинается его разряд на цепочку, состоящую из последовательно соединенных активного и индуктивного сопротивлений. Переходный процесс при этом описывается дифференциальным уравнением второго порядка и может носить как апериодический, так и колебательный характер.
Рис.2. Зависимость угр от электромагнитной по-стоянной времениТ32, напряжения заряда и емкости конденсатора
В случае, когда (Я/2 Ь^)2 > У/£ц С (где /? - полное активное сопротивление обмоток статора, Ь\х - индуктивность контура намагничивания АМ, С - емкость конденсатора) переходный процесс носит апериодический характер. Аналитические рас-
четы и экспериментальные исследования позволили определить граничную скорость хЗгр и скольжение Угр и их зависимости от параметров АМ, которые представлены на рис.1 (где а - Т,2 / Тэ!; Тэ2 = С ¿ц,' Тэ1 -
¿ц/Д).
Из графиков следует, что граничное скольжение увеличивается с увеличением электромагнитной постоянной времени Т9/ АМ, что аналогично увеличению коэффициента а.
На рис. 2 приведены зависимости граничной скорости от емкости электролитических конденсаторов С и постоянной времени Тэ2 при различных напряжениях заряда конденсатора. Из графиков следует, что увеличение емкости конденсатора и напряжения заряда приводит к снижению граничной скорости угр.
Расчеты зависимостей, представленных на рис. 1 и 2, проведены для асинхронной машины типа МТН412-6 мощностью Риом = 30 кВт.
При (И/2 Ьц)2 < 1/ Лц, С переходный процесс носит колебательный характер. Условия наступления тормозного режима остаются прежними. Различие состоит лишь в том, что переходный процесс носит быстротечный характер и заканчивается тем быстрее, чем меньше емкость конденсатора. Граничное скольжение угр в этом случае определяется из условия, когда ДIIв > £Л(где А и * - падение напряжения в вентилях выпрямительного моста).
Применение конденсаторного торможения позволяет создать тормозной режим АМ при отсутствии электроэнергии, что является существенным достоинством этой схемы по сравнению с другими схемами динамического торможения.
© А.К.Мапиновский, П.И.Шелков
