Metodi e schemi per la frenatura dei motori elettrici
La frenatura del motore elettrico viene utilizzata se è necessario ridurre il tempo di funzionamento libero e fissare il meccanismo in una posizione specifica. Esistono diversi tipi di arresto forzato del dispositivo. È meccanico, elettrico e combinato. Il dispositivo meccanico è una puleggia montata su un albero con pastiglie. Dopo aver scollegato il dispositivo, i cuscinetti vengono premuti contro la puleggia. A causa dell'attrito, l'energia cinetica viene convertita in calore, ad es. c'è un processo di frenata. Altri metodi e schemi per frenare un motore elettrico saranno discussi più avanti nell'articolo.
Metodi di frenatura elettrica per azionamenti elettrici
Per arrestare rapidamente il dispositivo o fornire una velocità di rotazione costante, vengono utilizzati i metodi di arresto elettrico. A seconda del circuito di commutazione, le modalità di frenatura sono suddivise in:
- opposizione;
- dinamico;
- rigenerativa.
Opposizione
La modalità di opposizione viene applicata quando è necessario un arresto rapido. Rappresenta un cambiamento di polarità sull'avvolgimento dell'armatura di un motore a corrente continua o la commutazione di due fasi sugli avvolgimenti motore a induzione.
In questo caso, il rotore ruota nella direzione opposta al campo magnetico dello statore. La rotazione del rotore rallenta. Quando la velocità di rotazione è vicina allo zero, viene ricevuto un segnale dal relè di controllo della velocità, scollegando il meccanismo dalla rete.
La figura seguente mostra il circuito di opposizione di un motore elettrico asincrono.
Dopo la commutazione degli avvolgimenti, si verificano un aumento della tensione effettiva e un aumento della corrente. Per la sua limitazione, negli avvolgimenti rotore o statore stabilire ulteriori resistenze. Limitano le correnti negli avvolgimenti in modalità di frenata.
Guidare l'arresto dinamico
Questo metodo viene utilizzato su macchine asincrone collegate all'alimentazione CA. Consiste nello scollegare gli avvolgimenti dalla rete di tensione CA e fornire corrente continua all'avvolgimento dello statore.
La figura sopra mostra uno schema di frenatura per un motore a corrente continua trifase.
La tensione CC viene fornita mediante un trasformatore step-down per la frenatura dinamica. Sottotensione da CA a CC ponte a diodi e alimentato all'avvolgimento dello statore. Un'ulteriore fonte CC può essere utilizzata per frenare il motore elettrico.
In questo caso, il rotore può essere realizzato sotto forma di "gabbia di scoiattolo" o il suo avvolgimento è collegato a resistori aggiuntivi.
La tensione costante crea un flusso magnetico stazionario.Quando il rotore vi ruota dentro Emf, cioè il motore elettrico passa in modalità generatore. La forza elettromotrice risultante viene dissipata sull'avvolgimento del rotore e sulle resistenze aggiuntive. Viene creato un momento di frenata. Quando il meccanismo si arresta, la tensione costante viene disattivata dal segnale del relè di velocità.
Meccanismi in cui viene utilizzato un motore elettrico con autoeccitazione, viene eseguito un arresto dinamico collegando i condensatori. Sono collegati da un triangolo o una stella.
Lo schema è mostrato nella figura seguente.
Sulla costa, l'energia residua del campo magnetico passa nella carica dei condensatori e quindi alimenta l'avvolgimento dello statore. L'effetto frenante risultante arresta il meccanismo. Il banco di condensatori può essere collegato in modo continuo o collegato al momento della disconnessione dalla rete. Tale schema è chiamato "frenatura a condensatore di un motore a induzione".
Se è necessario arrestare rapidamente il motore, dopo aver disconnesso dalla rete, cortocircuitare i contatti senza spegnere le resistenze. Quando si collegano gli avvolgimenti in cortocircuito, sorgono grandi correnti in essi. Per ridurre le correnti, le resistenze di limitazione della corrente sono collegate agli avvolgimenti.
La figura seguente mostra un circuito con resistori di limitazione della corrente.
Modalità di frenatura dei motori DC
La frenatura dinamica del motore CC viene eseguita dopo averlo scollegato dalla rete con la chiusura dell'avvolgimento del rotore sul reostato del freno. L'energia elettrica rilasciata viene dissipata sul reostato.
La figura sopra mostra il circuito frenante reostatico di un motore DC.
Frenatura rigenerativa di macchine elettriche
La frenata rigenerativa del motore elettrico è caratterizzata dal trasferimento del motore in modalità generatore. In questo caso, l'elettricità generata viene restituita alla rete o utilizzata per ricaricare la batteria.
Questa modalità è ampiamente utilizzata in locomotive elettriche, treni, tram e filobus. Al momento della frenata, l'elettricità generata ritorna alla rete elettrica.
La modalità di frenata rigenerativa viene utilizzata per ricaricare le batterie in auto ibride, auto elettriche, scooter elettrici, biciclette elettriche.
Questa modalità è la più economica e possibile a condizione che: la velocità del rotore superi la velocità del minimo. Questa condizione è soddisfatta quando l'EMF del motore elettrico supera la tensione di alimentazione. E la corrente di armatura e il flusso magnetico cambiano direzione. La macchina elettrica entra in modalità generatore, c'è un momento di frenata.
La figura mostra il circuito di frenatura del motore di trazione a) con eccitazione indipendente e resistenza stabilizzante, b) con antieccitazione dell'agente patogeno.
Modalità di rigenerazione in macchine elettriche asincrone
La modalità di rigenerazione non viene utilizzata solo nei motori DC. Può essere utilizzato anche nei motori a induzione.
Inoltre, questa modalità è possibile nei seguenti casi:
- Se si modifica la frequenza della tensione di alimentazione con convertitore di frequenza. Cosa è possibile se il motore elettrico asincrono è alimentato dal dispositivo con la capacità di controllare la frequenza della rete di alimentazione. L'effetto frenante si verifica quando la frequenza della tensione di alimentazione diminuisce. In questo caso, la transizione alla modalità generatore si verifica quando la velocità del rotore diventa maggiore di quella nominale (sincrona).
- Le macchine asincrone, che strutturalmente hanno la possibilità di cambiare gli avvolgimenti, cambiano la velocità.
- In meccanismi di sollevamento in cui viene utilizzata la discesa di potenza. Montarono un motore elettrico con un rotore di fase. In questo caso, la velocità viene controllata modificando il valore della resistenza collegata agli avvolgimenti del rotore. Il flusso magnetico inizia a superare il campo dello statore e lo scorrimento diventa maggiore di 1.Il motore elettrico passa in modalità generatore, l'elettricità generata viene restituita alla rete, si verifica un effetto frenante.
Modalità combinata
Le modalità di frenatura combinata vengono utilizzate nelle macchine elettriche, se è necessario arrestare e bloccare rapidamente il meccanismo. Per fare ciò, utilizzare un'unità di frenatura meccanica in combinazione con la frenatura elettrica. La combinazione potrebbe essere diversa. Questo può essere un circuito elettrico con modalità di opposizione, dinamiche e rigenerative.
Quindi abbiamo esaminato i principali metodi e schemi per frenare i motori elettrici. Se hai domande, chiedile nei commenti sotto l'articolo!
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