этих режимах особенно велико влияйие электромагнитных пе-р,еходных моментов, которые часто полностью определяют характер всего тормозного процесса. Здесь особенно важным оказывается формирование оптимальной динамической характеристики с ограничением пиков переходных моментов, без чего невозможно в большинстве случаев получить высокую эффективность торможения. Способы решения этой задачи зависят в. значительной, степени от конкретных схемных решений, выбор-которых связан с управлением динамикой режима. Особенно сложной и своеобразной, оказывается физика режимов динамического торможения при тиристорном управлении величиной возбуждающего тока.

При быстром изменении вращения скорости (скольжения) асинхронного двигателя в его роторе наводится ЭДС, связанная с изменением величины .токов ротора, определяемой величиной скольжения; и тем большая, чем больше это изменение. Наводимая ЭДС стремится препятствовать изменению величины токов. Вследствие этого возникает рассогласование между фактической величиной роторных токов и величиной, которая должна иметь место при данной величине скольжения. Это явление особенно сказывается в зонах, где небольшому изменению скорости соответствует значительное изменение величины токов, как, например, это имеет место в зоне малых скольжений при двигательном режиме.

Динамическая характеристика показывает, что при синхронной скорости (s==0) двигатель развивает вращающий момент и, следовательно, токи в роторе не равны нулю,, как это имеет место в установившемся режиме. Этот переходный вращающий момент разгоняет двигатель до скорости выше синхронной. При отрицательном скольжениивозникает тормозной- момент, под действием которого происходит замедление привода. Однако и. здесь из-за действия переходных токов и момента двигатель проходит положение равновесия, которое достигается только поСле нескольких колебаний. Чем меньше момент инерции привода и больше соответственно величина его ускорения при подходе к .синхронной скорости, тем больше размах колебаний и их число. Статический момент нагрузки оказывает, естественно, демпфирующее действие. Аналогичное явление может иметь место и при динамическом торможении.

Приведенные соображения показывают общие пути учета влияния электромагнитных переходных явлений на динамические характеристики режимов торможения аси;нхронных- электроприводов. Конструирование рациональных тормозных устройств для эффективного торможения подвижных элементов-станков возможно только при учете особенностей динамических характеристик конкретных тормозных режимов. При анализе таких характеристик практически всех способов торможения приходится сталкиваться с эффектом магнитного) торможения..

ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМА МАГНИТНОГО ТОРМОЖЕНИЯ

При работе асинхронного двигателя его магнитный поток вращается в пространстве с синхронной скоростью. После от-ключения двигателя от сети магнитный поток не исчезает мгновенно, но сцепляется с замкнутой обмоткой ротора и вращается .в пространстве вместе с ним. Амплитуда потока, величина и частота ЭДС, наводимой этим затухающим потоком в обмотках статора, постепенно уменьшаются. Если в цепи ст!атора образовать замкнутый контур, то возникшие в нем под Действием наведенной затухающей ЭДС свободные токи будут препятст.- .вовать вращению потока и его скорость вращения станет меньше скорости вращения ротора. Скорость вращения магнитного шотока будет зависеть теперь как от скорости вращения ротора, так и от параметров замкнутых контуров статора и ротора. Бследствие изменения положения оси магнитного потока относительно осей замкнутых контуров обмоток стаГора и ротора наводимые в них токи препятствуют этому изменению, создавая тормозящий ротор двигателя момент до тех пор, пока магнитный поток машины не затухнет полностью.

Этот своеобразный кратковременный генераторный режим асинхронной машины возбужда-ется за счет энергии остаточного затухающего магнитного поля.Время затухания потока и, следовательно, существования тормозного режима определяется «го начальной величиной и параметрами замкнутых контуров. Величина кинетической энергии вращающихся масс, прербразу-.лощаяся в электрическую и рассеиваемая в замкнутых контурах, имеет конечное значение, но значительно превышает величину энергии, запасаемой магнитным полем двигателя.

Такое магнитное торможение (МТ) может быть использовано как самостоятельно для станочных малоинерционных приводов с двигателями небольшой мощности, так и в качестве составной части многих комбинированных способов эффективного торможения. Особая важность МТ состоит в том, что оно проявляется при любом способе электрического торможения, которое начинается при незатухшем остаточном магнитном поле Двигателя, что практически всегда имеет место при использовании современной быстродействующей коммутационной станочной аппаратуры. Поэтому действие МТ должно учитываться при анализе тормозных режимов и конструировании рациональных тормозных устройств. Остановимся на основных свойствах МТ и способах его реализации.

Достоверный качеств-енный и количественный анализ такого электромеханического переходного процесса возможен путем решения нелинейных дифференциальных уравнений математической модели асинхронного двигателя в этом режиме с помощью ЭВМ [10]. Анализ и многочисленные эксперименты позволили установить, что пик тормозного момента является квад-

ратичной функцией начальной величины магнитного потока, и зависит от коэффициентов затухания потока. Поскольку с ростом мощности двигателя коэффициенты затухания уменьшаются то относительная величина пиков тормозного момента возрастает. У шестиполюсных двигателей коэффициенты затухания больше, чем у четырехполюсных, и соответственно меньше пики момента. При увеличении активного сопротивления статорной цепи коэффициенты затухания увеличиваются и пики тормозного момента уменьшаются.

Величина кинетической энергии вращающихся масс привода, поглощаемая в процессе торможения, и соответственно снижение скорости привода, характеризующие торможение пропорциональны квадрату начальной величины магнитного потока и зависят прежде всего от индуктивных сопротивлений рассеяния замкнутых контуров статора и ротора. Изменение активных сопротивлений этих контуров в достаточно широких пределах мало влияет на эффект торможения, который зависит главным образом от соотношения между величинами энергий, запасаемых соответственно вращающимися массами привода и магнитным полем двигателя. С ростом мощности двигателя энергия, запасаемая магнитным полем, растет медл.еннее, чем момент инерции ротора и, следовательно, величина кинетической энергии, поэтому эффект торможения с увеличением мощности двигателя уменьшается. Аналогично уменьшается эффективность данного способа торможения с увеличением числа полюсов двигателя.

Типичная осци>1лограмма изменения скорости (Иг, тока статора / и тормозного момента М в процессе магнитного торможения, реализуемого симметричным коротким замыканием ста-торных обмоток двигателя при номинальной величине магни.т-ного потока, представлена на рис. 4, а. Исследования показывают, что при номинальном напряжении на зажимах двигателя в момент короткого замыкания пики моментов в среднем составляют 4-б.Мн для шестиполюсных и 6-7 для четырехполюсных двигателей. Пики тормозного момента достигают максимума в течение первого полупериода после замыкания обмоток и вызывают интенсивное снижение скорости, которое продолжается 0,02-0,06 с независимо от мощности и инерционности привода. Тормозной путь весьма мал и для вала двигателя составляет доли оборота. Пики тормозного момента относительно больше пиков тока.

Осциллограмма, полученная при замыкании статора двигателя на резистор с сопротивлением 0,18 в каждой фазе (рис. 4, б), иллюстрирует высказанные выше соображения о влиянии сопротивления статорной цепи на процесс торможения. Обе ос циллограммы сняты при одинаковой начальной величине магнитного потока двигателя, работавшего вхолостую с добавочным моментом инерции, равным 0,4 момента ротора. -Зависи-