Изучение и анализ принципов работы системы динамического торможения на основе асинхронного двигателя токарного станка

В процессе эксплуатации асинхронного двигателя токарного станка часто возникает необходимость осуществления торможения его ротора. Такое торможение может быть выполнено различными способами, однако наиболее распространенным и эффективным является динамическое торможение с использованием электродинамического противовключения.

Суть схемы динамического торможения заключается в противопоставлении двигателю постоянного направления тока и создании в его обмотках электродинамического момента против движения ротора. При этом скорость двигателя начинает снижаться, а его момент сопротивления увеличиваться. Длительность и характеристика торможения зависят от числа обмоток в цепи тормозной обмотки и параметров контура торможения.

Основные преимущества динамического торможения состоят в возможности рекуперативного использования энергии, которая в противном случае была бы потеряна при простой остановке двигателя. Кроме того, использование динамического торможения позволяет значительно уменьшить избыток энергии в сети и снизить нагрузку на контактора и пускатели. В результате этого удается достичь более плавной и нормально регулируемой остановки двигателя.

Схема динамического торможения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Для обеспечения динамического торможения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором используется специальная схема. Данная схема позволяет регулировать момент торможения и обеспечивает эффективное рекуперативное торможение.

Основной элемент схемы — тормозной контактор, который включается в режиме нажатия кнопки «стоп». При этом, цепь электродинамического торможения двигателяного потока включается через контактор. Тормозная цепь представляет собой контуры сопротивления, подключаемые к обмоткам двигателя, которые создают ток торможения в обмотке ротора.

В результате такого торможения асинхронный двигатель переходит в режим динамического торможения, где момент торможения возрастает до максимального значения. Кроме того, использование электродинамического торможения позволяет снизить минимум частоты его торможения.

Классическое торможение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором основывается на пускателях и работе на обмотках магнитных чисел. Однако, схема динамического торможения позволяет более точно контролировать и регулировать момент торможения.

Преимущества использования схемы динамического торможения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором включают в себя возможность регулирования момента торможения, рекуперативное торможение, а также более низкую частоту торможения и минимум потерь на тормозной момент.

Схема динамического торможения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором является эффективным решением для обеспечения нормальной работы двигателя в режиме торможения и позволяет достичь высоких характеристик торможения.

Пуск асинхронного двигателя с кз ротором

Для пуска асинхронного двигателя с кз ротором применяется специальная схема с противовключением обмоток ротора, которое осуществляется при помощи пускателей. В этой схеме пускатели чередуются таким образом, чтобы создать эффект частотных торможений на роторе. Суть такого торможения заключается в противодействии потоку, создаваемому в роторе при его движении.

Однако подобный режим пуска с кз ротором может вызвать перегрузки и повышенное износ обмоток двигателя. Поэтому необходимо контролировать длительность такого торможения и число его повторений.

В схеме динамического торможения асинхронного двигателя токарного станка, используются различные виды торможения, такие как торможение электродинамическим, насыщения и динамическое торможение. Останавливают двигатель в сети или же на постоянном сопротивлении, поскольку в этом случае возникает избыток тока. Поток в цепи двигательного вала менее нормального, поэтому торможение осуществляется посредством схемы противовключения обмоток двигателя. В этой схеме противовключения, обмотки двигателя подключаются к сети через специальные пускатели.

Во время пуска асинхронного двигателя с кз ротором, электрический ток в обмотках ротора принимает высокие значения, поэтому требуется специальный расчет расчета схемы пуска. Также важно учесть возможное время работы двигателя в этом режиме, поскольку длительное время работы с кз ротором может привести к его повреждению.

Останов асинхронного двигателя с кз ротором

Классическое динамическое торможение осуществляется путем подачи постоянного напряжения на обмотки статора двигателя после его отключения от сети. При этом на роторе, находящемся в кз, создается намагничивающий поток. Роторное самовозбуждение возникает за счет обратного включения ротора через обмотки статора по счет в значений постоянного напряжения. Это позволяет получить максимальный момент сопротивления вращению и обеспечить быструю остановку двигателя.

Для торможения асинхронного двигателя с кз ротором также применяется рекуперативное торможение. В этом режиме работа двигателя происходит на основе обратного включения ротора через обмотки статора. Однако, в отличии от классического динамического торможения, напряжение на обмотках статора устанавливается ниже значения постоянного напряжения, что позволяет снизить момент сопротивления и обеспечить более мягкую остановку двигателя.

Для остановки асинхронного двигателя с кз ротором существуют различные схемы и пускатели. В каждой схеме или пускателе есть некая кривая, которая характеризует процесс остановки двигателя. В зависимости от требуемого времени остановки и точности остановки выбирается соответствующая кривая и схема торможения.

Основные моменты, на которые следует обратить внимание при торможении асинхронного двигателя с кз ротором, это сопротивление цепи двигателя и значения постоянного напряжения на обмотках статора. Для расчета этих параметров часто применяются специальные формулы и методы расчета, которые основываются на характеристике двигателя и его электрических параметрах.

Такое торможение асинхронного двигателя с кз ротором позволяет быстро и точно остановить его движение при нажатии на кнопку стоп. Значение постоянного напряжения на обмотках статора подбирается таким образом, чтобы достичь минимума момента сопротивления при остановке и избежать избытка момента, который может повредить станок или обрабатываемую деталь.

Виды и схемы динамического торможения асинхронного двигателя

Динамическое торможение асинхронного двигателя представляет собой способ остановки машины путем преобразования кинетической энергии двигателя в электрическую энергию, которая затем рассеивается во внешней цепи торможения. Это позволяет обеспечить быструю и эффективную остановку двигателя и механизма.

Одним из видов динамического торможения является торможение с помощью короткозамкнутых роторных обмоток. В этом случае, при нажатии на контактор, формируется короткозамкнутая цепь на роторе двигателя, что приводит к созданию тормозного момента и замедлению скорости вращения ротора. Для этого необходимо использовать специальную схему, которая обеспечит правильное включение и отключение тормозной цепи.

Другим видом динамического торможения является торможение с использованием электродинамического противовключения. В этом случае, при остановке двигателя, энергия, накопленная в индуктивностях обмоток статора, передается на ротор двигателя. При этом энергия превращается в тормозной момент, который замедляет скорость вращения ротора. Этот вид торможения также требует специальной схемы, позволяющей передать энергию с обмоток статора на ротор.

Схема динамического торможения асинхронного двигателя может быть реализована с помощью пускателей и плавных регуляторов, которые обеспечивают выбор оптимального режима торможения и длительности тормозного процесса. Классическое динамическое торможение предусматривает использование контактора и сопротивления во внешней цепи торможения.

Торможение асинхронного двигателя в динамическом режиме обладает рядом преимуществ, таких как быстрая остановка машины, эффективность торможения и возможность изменить характеристику торможения в зависимости от требуемого режима. Также динамическое торможение позволяет осуществлять остановку двигателя с высокой точностью и безопасностью во всех режимах работы машины.

Итак, виды и схемы динамического торможения асинхронного двигателя предоставляют возможность эффективно и надежно останавливать машину во всех режимах ее работы.

Асинхронный двигатель и его работа

Работа асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей — статора и ротора. Статор представляет собой намагничивающую обмотку, которая создает магнитное поле вокруг себя. Ротор — это вращающаяся часть двигателя, которая под действием этого магнитного поля начинает двигаться.

В отличие от синхронного двигателя, асинхронный двигатель не имеет постоянного момента. Его момент равен нулю при нулевой скорости вращения и максимальный при максимальной скорости вращения. Поэтому асинхронный двигатель не подходит для работы в режиме постоянной скорости.

Для торможения асинхронного двигателя применяется схема динамического торможения. Она заключается в подаче токов противовключения на обмотки ротора при его остановке. Это позволяет снизить скорость двигателя до минимума и остановить его без избытка времени.

Схемы динамического торможения

Существует несколько схем динамического торможения асинхронного двигателя. Одна из таких схем — это использование контактора для подачи тока противовключения на обмотки ротора. Вторая схема — это использование магнитных пускателей для подачи тока противовключения на обмотки ротора. Оба варианта обеспечивают эффективность остановки двигателя и минимальное время остановки.

Важно отметить, что асинхронный двигатель также может работать в режиме самовозбуждения. Это означает, что двигатель способен намагничивать свои обмотки без внешнего источника, что позволяет ему работать без подачи постоянного тока на обмотки статора.

Что такое динамическое торможение

В режиме динамического торможения, при нормально работающей асинхронной машине, избыточная энергия, создаваемая при тормозном процессе, передается насосу и поэтому эффективность этого типа торможения меньше, чем у классического.

Использование динамического торможения позволяет минимизировать постоянное напряжение на обмотках ротора и сети, поскольку включается только тормозной контактор, а контакторы пускателей остаются открытыми.

Основной принцип динамического торможения заключается в создании короткозамкнутого магнитных цепей сети на роторе. Для расчета характеристики динамического торможения используется специальная кривая КЗ, которая позволяет определить значения тормозного момента при разных частотах вала.

В схеме динамического торможения основное время процесса происходит насыщение ротора, а затем возникает осатнов. Поскольку динамическое торможение обладает высокой эффективностью, оно часто применяется в различных технических устройствах, где необходимо быстрое и точное торможение асинхронного двигателя.

Основные виды динамического торможения

В схеме динамического торможения асинхронного двигателя токарного станка применяется несколько основных видов торможения, которые позволяют эффективно остановить двигатель и предотвратить его повреждение.

Торможение в обмотках

Динамическое торможение в обмотках статора осуществляется путем подачи переменного тока через обмотки, что создает магнитное поле, противоположное намагничивающему ротору. Это приводит к снижению скорости вращения ротора и замедлению движения.

Торможение в короткозамкнутом режиме

В данном режиме торможения происходит быстрая остановка двигателя путем создания короткозамкнутой цепи в обмотке ротора. Короткозамкнутый ротор создает высокий электромагнитный момент, останавливающий двигатель.

В отличии от торможения в обмотках, торможение в короткозамкнутом режиме реализуется специальной схемой, которая включается при противовключении пускателей. Это позволяет эффективно и быстро останавливать двигатель.

Внимание! При торможении в короткозамкнутом режиме важно учесть, что ротор остается под напряжением после остановки, поэтому требуется заземление обмоток для безопасной работы.

Торможение в режиме постоянного сопротивления

Торможение в режиме постоянного сопротивления осуществляется путем подачи постоянного тока через обмотки, что создает постоянное электромагнитное поле и замедляет движение ротора до полной остановки.

Особенность данного режима торможения заключается в том, что снижение скорости вращения ротора соответствует характеристике момента противовключения контактора. При этом, работа двигателя в режиме постоянного сопротивления против включения осуществляется до избытка времени и значений момента, равна нулю.

Использование различных видов динамического торможения позволяет эффективно остановить асинхронный двигатель токарного станка и предотвратить его повреждение.

Виды динамического торможения

Динамическое торможение асинхронного двигателя токарного станка осуществляется с использованием различных методов. Каждый метод имеет свои характеристики и особенности, которые определяются обмотками, ротором и работой двигателя в различных режимах.

Основное различие между видами динамического торможения заключается в способе подключения обмоток двигателя к сети и видах токов, создаваемых при торможении.

Один из возможных видов динамического торможения – это торможение с противовключением обмоток статора двигателя. При этом обмотки подключаются параллельно к источнику постоянного напряжения, что позволяет создать токи, противодействующие движению ротора и тормозящие его.

Второй вид динамического торможения – это торможение с управляемым короткозамкнутым соединением обмоток. При данном виде торможения обмотки двигателя соединяются ведущими проводниками, создавая короткозамкнутое соединение. Это приводит к созданию в обмотках двигателя токов, противодействующих его вращению.

Третий вид динамического торможения – это торможение с противовключением разомкнутых обмоток двигателя. В этом случае путем разомкнутого соединения обмоток создается ток, который противодействует вращению ротора и тормозит двигатель.

И, наконец, четвертый вид динамического торможения – это торможение с противовключением обмоток статора и ротора двигателя. При этом создаются токи в обмотках статора и ротора, которые противодействуют их вращению и обеспечивают тормозной момент.

Каждый вид динамического торможения имеет свои особенности и применяется в зависимости от требуемых характеристик и режима работы двигателя токарного станка. Важно выбирать правильный вид динамического торможения, чтобы обеспечить быструю и надежную остановку машины.

Классическое динамическое торможение

В основе классического динамического торможения лежит использование электродинамической схемы, в которой насыщение ротора происходит за время отключения переменного потока в обмотках двигателя. Это позволяет создать высокий электромагнитный момент на роторе и быстро остановить его.

При классическом динамическом торможении работа двигателя переводится в режим торможения, поэтому его скорость быстро падает. Для этого включается специальная сеть, которая устанавливает постоянное сопротивление в обмотках двигателя. Это создает электрическую энергию, которая поступает в схему рекуперативного торможения.

Классическое динамическое торможение применяется, когда требуется быстрая остановка двигателяного вала машины. В отличие от рекуперативного торможения, которое используется для сохранения энергии, классическое торможение работает на основе потерь энергии и не позволяет ее сохранить.

Однако, важно отметить, что при классическом динамическом торможении двигатель токарного станка работает в режиме торможения и, следовательно, при этом возникают значительные электрические потери и большое тепловыделение. Поэтому такое торможение следует использовать лишь на коротких временных интервалах.

Рекуперативное торможение

Рекуперативное торможение происходит благодаря использованию электродинамического торможения, основанного на противовключении двигателя к сети. В этом режиме двигатель работает как генератор, преобразуя кинетическую энергию в электрическую и передавая ее обратно в сеть.

Основной принцип рекуперативного торможения заключается в использовании энергии потоков, возникающих в магнитных обмотках статора и ротора во время движения. При торможении эти потоки индуцируются движением ротора и создают электрическое напряжение в обмотках статора. Это напряжение подавляет нажатие контактора на ротор и приводит к остановке двигателя.

Рекуперативное торможение позволяет регулировать скорость остановки машины, сохраняя при этом нормальную работу двигателя во всех режимах. Это позволяет уменьшить износ механических частей, снизить энергопотребление и повысить эффективность работы машины.

Длительность рекуперативного торможения зависит от момента инерции машины, достигнутой скорости и оснащенности механической системы. Рекуперативное торможение обычно происходит на более низкой скорости и требует более быстрого торможения, чем торможение динамическим тормозом.

Рекуперативное торможение также обеспечивает более точную остановку машины по сравнению с другими видами торможения. Это особенно важно в процессах, требующих высокой точности и стабильности.

Преимущества рекуперативного торможения:

• Экономия энергии и снижение энергопотребления
• Увеличение эффективности работы машины
• Уменьшение износа механических частей
• Более точная и стабильная остановка машины
• Регулировка скорости остановки

Рекуперативное торможение является одним из эффективных способов торможения асинхронного двигателя токарного станка и находит применение во многих областях промышленности.

Торможение противовключением

В процессе торможения противовключением, сеть включается в обмотки статорной обмотки двигателя, в результате чего обмотки образуют сопротивление, которое ограничивает поток тока и скорость ротора. При этом происходит рекуперативное торможение, то есть кинетическая энергия двигателя преобразуется в электрическую энергию и возвращается в источник электроэнергии.

В отличие от торможения противотока, при торможении противовключением пускатели выполняют роль задержки потока электроэнергии на вращающийся ротор. Кривая торможения такого двигателя имеет постоянное значение момента и может быть регулирована путем изменения сопротивления в контуре самовозбуждения.

При торможении противовключением ротор асинхронного двигателя включается в цепь постоянного тока, что в результате создает постоянный магнитный поток. При нажатии на пускатель торможение начинается, и скорость двигателя начинает снижаться.

Тормозной момент во время торможения противовключением зависит от числа включений ротора в цепь постоянного тока. Поэтому с увеличением числа включений ротора тормозной момент увеличивается, а с уменьшением — уменьшается. Это позволяет регулировать скорость торможения и обеспечить оптимальную эффективность работы станка.

Режимы торможения противовключением:

1. Рекуперативное торможение — процесс обратной конверсии кинетической энергии двигателя в электрическую энергию, которая возвращается в сеть.

2. Динамическое торможение — процесс замедления скорости вращения ротора путем создания тормозящего момента в обмотке ротора асинхронного двигателя.

Преимущества торможения противовключением:

— Возможность регулирования скорости торможения в широком диапазоне значений.

— Высокая эффективность работы, поскольку рекуперативное торможение позволяет возвращать часть энергии в сеть.

— Снижение тепловых нагрузок на двигатель и его обмотки, что повышает надежность и продлевает срок службы.

— Возможность использования такого режима торможения на различных режимах работы станка.

Торможение противовключением является эффективным и универсальным методом торможения асинхронного двигателя токарного станка.

Торможение самовозбуждением

Для основных режимов торможения асинхронного двигателя токарного станка применяется схема динамического торможения самовозбуждением. В этом режиме, в отличие от короткозамкнутой схемы, на роторе создается заданный момент, который противодействует скорости вала.

Схема торможения самовозбуждением состоит из специальной обмотки, которая включается параллельно основным обмоткам двигателя. При этом обмотки основного режима и обмотки самовозбуждения соединены посредством пускателей.

В режиме торможения самовозбуждением количество обмоток, которое включается в схему, равно числу обмоток ротора. Этот режим также называется режимом полного самовозбуждения. Сопротивление обмоток самовозбуждения подбирается так, чтобы поддерживать постоянное время нарастания тока. В этом режиме происходит избыток магнитных токов на роторе, что способствует более быстрой остановке машины.

Эффективность торможения самовозбуждением в том, что снижается длительность торможения по сравнению с другими видами торможения. Видимость торможения в этом режиме достигается за счет постоянного момента силы на роторе, который соответствует моменту инерции вала и скорости его вращения.

Как происходит динамическое торможение асинхронной машины

В основе схемы динамического торможения асинхронного двигателя токарного станка есть применение короткозамкнутого контура, в котором обмотки статора подключены в сеть, а обмотки ротора через резистор. Такое сопротивление позволяет регулировать скорость движения вала и остановку машины.

При динамическом торможении асинхронного двигателя во время остановки происходит изменение постоянного магнитного потока, создаваемого обмотками. В результате происходит счетный эффект — скорость движения вала уменьшается с увеличивающейся длительностью торможения.

Принцип работы

Время торможения в динамическом режиме равно нормальному времени остановки, поскольку двигатель останавливается за счет электродинамического воздействия. При этом эффективность такого торможения более высокая, чем при использовании переменного сопротивления или других методов.

Во время динамического торможения ротор двигателя оказывается короткозамкнутым, и его обмотка замыкается через резистор на сеть. Такое соединение позволяет быстро снизить скорость движения и остановить машину.

Расчет динамического торможения

Для расчета динамического торможения асинхронного двигателя необходимо использовать характеристику времени остановки и кривую ускорения и замедления движения. На основе этих данных можно определить не только длительность торможения, но и оптимальные параметры работы резисторов и противовключений.

В схеме динамического торможения асинхронной машины использование резисторов позволяет регулировать скорость движения и обеспечивает более быструю остановку. Однако такое торможение требует большего числа пускателей и рассчета характеристики времени остановки.

Основные принципы динамического торможения:
Применение самовозбуждения двигательного контура
Использование контура противовключения обмоток ротора
Регулирование скорости двигателя посредством сопротивления
Остановка машины путем изменения постоянного магнитного потока

Видео:

динамическое торможение асинхронного двигателя

динамическое торможение асинхронного двигателя by Electrical life 14,171 views 9 years ago 31 seconds