ЯРИНЦИПЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТОРМОЖЕНИЯ

Конденсаторное торможение характеризуется ограниченностью зоны действия, возможностью получения значительных тормозных моментов в начале торможения при высокой скорости привода и непрерывным уменьшением величины тормозного jiOMeHTa. Большие тормозные моменты достигаются при токах, превышающих номинальный, поэтому получение их при постоянной частоте вращения ограничено перегревом двигателя. Этот вид торможения весьма экономичен, поскольку происходит практически без потребления- энергии из сети. Электрическая энергия W, преобразующаяся в тепло в процессе торможения и рассеиваемая в цепях двигателя, создается за счет энергии, запасаемой вращающимися массами W, электрическим полем конденсаторов и магнитным полем двигателя W. Следовательно,

W, = W, + W, + W. (17)

Энергия электрического поля трехфазного конденсатора и его мощность принимают условно равными сумме максимальных энергий (мощностей) отдельных фаз. При соединении конденсаторов с равной величиной емкости С (мкФ) треугольником и подключении к сети напряжением U{B) их суммарная энергия

= 10-6 Дж, • (18)

а реактивная мощность

Рэ = ЗсоШ = 2со1Гз В-А. " (19)

* При стандартной частоте сети 50 Гц и напряжении 380 В

]: W, = 0,216С Дж;

Рэ = 0,13бС кВ-А.

Эти соотношения показывают, что даже при значительной реактивной мощности запас энергии в конденсаторах весьма мал.

Запас энергии магнитного поля асинхронного двигателя может быть принят равным запасу энергии в конденсаторах при коэффициенте компенсации (12), равном единице. Для асинхронных двигателей единых серий запас энергии магнитного поля при номинальном напряжении составляет 2-4% величины кинетической энергии, запасаемой ротором при синхронной скорости. Следовательно, даже при значительной емкости воз-«буждающих конденсаторов суммарная энергия, запасаемая в их электрическом поле и магнитном поле двигателя, не превышает 15-200/о запаса кинетической энергии привода в начале торможения. Можно приблизительно считать, что суммарные потери в двигателе примерно в 2 раза меньше, чем при дина-

мическом торможении или при пуске, и в 6 раз меньше, чем при противотоковрм торможении. Поэтому конденсаторное торможение является весьма эффективным способом быстрого поглощения основной части кинетической энергии привода при малой величине тормозного пути и незначительном нагреве двигателя в процессе торможения.

При глухом подключении конденсаторов торможение начинается сразу после отключения двигателя от сети и не требует для своей реализации дополнительных, коммутационных аппаратов. Подключение незаряженных конденсаторов после отключения двигателя от сети дает возможность управлять формой момента и интенсивностью торможения и получать плавное торможение с постепенным увеличением тормозного момента без заметных рывков. Торможение осуществляется и при исчезновении напряжения питающей сети.

Применение конденсаторного торможения особенно рационально для:

эффективной остановки .механизмов станков, имеющих постоянную составляющую статического момента не ниже 0,3 номинального момента двигателя; поглощения основной части кинетической энергии вращающихся масс с целью разгрузки, уменьшения износа и повышения надежности механических тормозов и различного рода фиксаторов, предварительного снижения частоты вращения перед реверсом двигателя для уменьшения его нагрева и повышения как эффективности противотокового торможения, так и допустимого числа реверсов; предварительного снижения частоты вращения дёигателя и повышения эффективности других способов торможения, создающих тормозной момент при низких скоростях.

При практическом применении КТ необходимо производить предварительную оценку эффективности, определять параметры тормозного устройства и тормозного процесса. Основным параметром является величина емкости, необходимой для. поглощения в процессе торможения заданной части запаса кинетической энергии вращающихся масс привода.

Часть этой энергии, выраженная в долях от величины кинетической энергии вращающихся масс привода при синхронной скорости

ДГ=1 . (20)

где (Огк.11 выражена в долях синхронной скорости.

Из (20) с учетом уравнения (16) можно получить выражение для определения емкости (в долях от номинальной) конденсатора, который нужно включить сим.метрично в каждую фазу для поглощения энергии AWi

-.д 0,8

Из этого урабнения следует, что поглощение, например 90% • кинетической энергии вращающихся масс привода достигается дод действием КТ при восьмикратной по отношению к номинальной величине емкости. Выражения (20) и (21) получены с

лальнои . , . , , .

использованием некоторых усредненных параметров двигателей иной серии и дают хорошее совпадение с опытными данными 1[Для иллюстрации возможностей конденсаторного торможе-5уГв табл. 1 приведены некоторые опытные данные для двига-

Таблица 1

Параметры торможения двигателей общего применения

йия I

телей, часто применяемых в приводе станков. Величины статического момента и момента инерции привода даны в долях от.номинального момента и момента инерции ротора двигателя.

Определение емкости, необходимой для .получения в ограниченном интервале времени заданной величины замедления или тормозного пути, связано с расчетом зависимостей M=f(t) и <i)r=f{t), что может быть выполнено относительно точно только с помощью ЭВМ {1, 17]. Предварительно время и путь торможения приближенно можно определить на основании линейной зависимости тормозного момента от скорости при наиболее •часто используемой величине возбуждающей емкости симметрично подключенных конденсаторов в пределах 4-8 Са на фазу. В этом случае зависимость Мт=/(со,.) может быть представлена ш виде

(22)

где Мт.м - максимальная величина тормозного момента при начальной частоте вращения двигателя оь-о, часто принимаемой равной синхронной соо-

Величина ТИт.м может быть определена относительно точно "ТОЛЬКО расчетом по экспериментальным данным конкретного двигателя 1[1]. Более просто с достаточной для практических