Рис. 50. Осциллограммы конденсаторного торможения двигателя АОЛ-2М в начале (а) и конце (б) деполяризации ПЭК типа КЭ-2-М 450 В, 3X40 мкф

различное время в тормозном режиме, приведены на рис. 50. При подключении ПЭК с малой степенью деполяризации (рис. 50, а) в тормозном моменте явно выражена переменная составляющая утроенной частоты. По мере деполяризации переменная составляющая заметно уменьшается, а постоянная увеличивается (рис. 50,6). Важно отметить, что из-за высокой частоты переменной составляющей пульсации момента не отражаются «а скорости ротора, которая монотонно убывает. Деполяризация ПЭК делает их практически тождественными обычным бумажным конденсаторам.

ПЭК можно успешно применять в устройствах конденсаторного торможения при подключении их к статору асинхронного двигателя только на время торможения. При этом должна быть исключена возможность приложения к ПЭК напряжения питающей сети переменного тока. Допустимо и рационально использование ПЭК для торможения станочных приводов, для которых некоторое изменение тормозного эффекта со временем не ухудшает качественных н количественных показателей работы механизма. Целесообразность применения ПЭК возрастает при необходимости минимизации объема и с1оимости тормозного устройства.

ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА ПЭК ДЛЯ ТОРМОЗНЫХ УСТРОЙСТВ

По изложенным выше соображениям в тормозных устройствах следует применять ПЭК на рабочее напряжение не ниже 300 В. Практически для торможения двигателей, подключаемых к сети 380 В, лучше всего применять ПЭК на 450 В. Из-за особенностей технологии изготовления фактические параметры ПЭК имеют значительные отклонения от нормируемых номинальных. Допустимые отклонения в величинах емкости устанавливают в пределах от г~10 до -f 250%. Для тангенса угла потерь регламентируют лишь верхний предел. Существенный разброс наблюдается в величинах сопротивления электролита и испытательного напряжения. Поэтому при комплектовании 98

конденсаторной батареи необходимо измерятьфактические параметры конденсаторов и комплектовать группы из параллельно включенных конденсаторов с параметрами, отличающимися не более чем на ±10%.

Отобранные таким образом конденсаторы должны быть проверены на допустимость работы по условиям нагрева пр-и заданном времени торможения или числа торможений в единицу времени. При этом выделяющаяся в конденсаторах энергия потерь не должна нагревать их выше допустимого предела. Точный расчет температуры ПЭК практически невозможен. Затруднительно и точное определение потерь в конденсаторах. Для практических инженерных расчетов рекомендуется приближенный метод, апробированный длительным применением.

Максимальная температура конденсатора (в °С) в зависимости от температуры окружающей среды то, величины мощности Ps греющих потерь при длительной работе конденсатора и его размеров может быть определена по следующим выражениям [18]:

для цилиндрических ПЭК

шах - 0 "Ь

для ПЭК, имеющих иную форму.

(42)

W = To4-, (43)

где ip.-множитель, величина которого для вертикальных ци-линдров зависит от высоты цилиндра, а для горизонтальных цилиндров равна 1; у - коэффициент, зависящий от расположения цилиндров, Y=331-10- для вертикальных цилиндров, Y = 346.-10- для горизонтальных цилиндров; d - диаметр цилиндра, см; h - высота цилиндра, см; а - коэффициент теплоотдачи, а=Ы0-з (Вт/(см2-К); S - поверхность охлаждения I корпуса, см.

I Задаваясь Ттах и То по условиям эксплуатации ПЭК, из f выражений (42) или (43) определяют величину Ps допусти-. мой мощности греющих конденсатор потерь. Величина фактических потерь энергии, выделяющейся в конденсаторе, определяется характером данного тормозного режима и схемной реализации тормозного устройства. При простом конденсаторном торможении величину потерь энергии в конденсаторе определяют по выражению <32). Мощность потерь, выделяющихся в конденсаторе за одно торможение привода, ....

э=-т«-«У Вт, , . (44)

.где согн и согк - скорость вращения двигателя соответственно I 4* - 99

в начале и конце торможения, с-; т -число параллельно включенных ПЭК: - время торможения, с.

Выражение (44) получено на основе допущений, облегчающих фактический температурный режим ПЭК. Эти допущения оправданы разбросом и нестабильностью характеристик конденсаторов, вследствие чего при параллельном включении нескольких ПЭК потери распределяются неравномерно и некоторые из конденсаторов оказываются в худщих условиях.

При использовании выражения (44) допустимая по нагреву ПЭК длительность одного торможения

t.- . f:r- с. (45)

В других тормозных режимах изменяются только выражения для определения потерь в конденсаторах. Так, при конденсаторно-динамическом торможении потери в конденсаторе определяются двумя состайляющими; потерями, создаваемыми составляющей переменного напряжения, обусловленного самовозбуждением асинхронной машины в режиме конденсаторного торможения, и потерями от приложения к конденсаторам пульсирующего напряжения выпрямителя. Мощность второй составляющей потерь

Р„ = [UI + шС tg Ьи1ф] 1- Вт, (46)

где / - ток утечки. А; U-напряжение постоянной составляющей выпрямленного тока. В; со - угловая частота переменной составляющей выпрямленного тока, с-*; ?7эф - эффективное значение переменной составляющей напряжения выпрями- теля, В.

Если по расчету не обеспечивается нужное время тормозного цикла, то для облегчения теплового режима ПЭК можно последовательно с ними включать резисторы. Величина сопротивлений резисторов может изменяться в широких пределах, обычно применяют величины от 4 до 20 Ом. Введение резисторов должно быть учтено при определении параметров тормозного режима. 1