СПОСОБ ОПТИМАЛЬНОГО ТОРМОЖЕНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
METHOD OF OPTIMUM BRAKING OF ASYNCHRONOUS MOTOR WITH SQUIRREL-CAGE ROTOR

Предлагаемое изобретение относится к электроприводам переменного тока с управлением посредством преобразователей частоты, а именно к режимам электрического торможения. Известен способ электрического торможения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, противовключением, которое осуществляется при команде «Стоп». При этом способе торможения происходит изменение чередования трех фаз переменного тока питания обмоток статора двигателя, что приводит к мгновенному изменению направления вращения магнитного поля статора, изменению направления электромагнитного момента и торможению двигателя и связанного с ним исполнительного механизма [1].
В описанном способе электрического торможения изменение чередования фаз питания обмоток статора происходит при номинальном напряжении, поэтому электромагнитный тормозной момент в начале торможения приблизительно равен по модулю моменту пусковому и возрастает в процессе торможения до максимального значения. Это обстоятельство приводит к ударным нагрузкам на двигатель и связанный с ним исполнительный механизм. По окончании процесса торможения электродвигатель по сигналу датчика скорости отключается от питающей сети. Недостатками описанного способа торможения является невозможность снижения ударной нагрузки на двигатель и связанный с ним исполнительный механизм, регулирование тормозного момента и задания интенсивности и времени торможения.
Предлагаемый способ позволяет оптимизировать торможение асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и исключить ударные нагрузки в электроприводе в режиме торможения.
з.n
T
3.U1,f1
c
c
1
1
oc
c
M
На фиг.1 представлена структурная схема реализации предлагаемого способа торможения, которая содержит следующие узлы и элементы: ПЛК - программируемый логический контроллер. ПЧ - преобразователь частоты; СУ - система управления ПЧ; М - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; ИДС - импульсный датчик скорости (энкодер); РМ - рабочая машина; U.- напряжение задания частоты вращения (двигательный режим); Uз.t. - напряжения задания времени торможения; U - напряжение задания частоты и амплитуды выходного напряжения ПЧ; U - трехфазное переменное напряжение сети; f - частота напряжения сети; U,f - напряжение и частота на выходе ПЧ; N - кодовое значение выхода датчика скорости; n, M, M - частота вращения, вращающий момент и момент сопротивления на валу АД, соответственно; ИМ - исполнительный механизм; J - момент инерции ИМ.
1
1
1
Способ оптимального торможения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором осуществляется, согласно схеме, следующим образом: при команде «Стоп» с пульта управления электроприводом сигнал поступает на вход программируемого логического контролера ПЛК, который через систему управления СУ устанавливает напряжение U и частоту f на выходе преобразователя частоты ПЧ, равное нулю, и одновременно подается сигнал на изменение чередования фаз выходного напряжения U. После этого регулятор скорости системы управления СУ обеспечивает плавное нарастание от нуля амплитуды и частоты выходного напряжения ПЧ, которое подается на обмотки статора двигателя М привода, что в свою очередь обеспечивает торможение электропривода без ударных нагрузок на двигатель и связанный с ним исполнительный механизм. Заданное время и интенсивность торможения устанавливается с помощью ПЛК. После окончания процесса торможения по сигналу датчика скорости ИДС происходит запирание ПЧ.
Структурная схема, обеспечивающая двигательный и предлагаемый режим электрического торможения электропривода реализуется на элементах общепромышленного применения, выполняющих стандартные функции. Алгоритм режима электрического торможения задается промышленным логическим контроллером.
Таким образом, предлагаемый способ торможения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором обеспечивается в электроприводе переменного тока с частотным регулированием скорости без применения специализированных тормозных блоков или элементов, а за счет изменения алгоритма работы элементов электропривода.
Источники информации
1. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. - 6-5 изд., доп. и перераб. - М.: Энергоиздат, 1981 г. - 576 с., ил.