Brzdění

Trojfázový indukční motor – brzdění

Tato lekce se zabývá způsoby zastavení indukčních strojů.

Brzdění indukčních asynchronních motorů

Stejně jako u stejnosměrných cize buzených motorů existují tři základní způsoby brzdění:

generátorické (rekuperační)
protiproudé
stejnosměrné (dynamické)

Generátorické brzdění

Při zvýšení rychlosti nad ω₀ se dostává motor do oblasti generátorického, tj. rekuperačního brzdění, kde je skluz s < 0. Jiná možnost, jak dosáhnout tohoto režimu, je snížení rychlosti ω₀=60f/p_p (p_p je počet pólpárů), čehož lze dosáhnout snížením frekvence napájecího napětí f (tohoto způsobu se používá právě u – dnes by se dalo říci již hromadně používaných – měničů kmitočtu), anebo přepnutím vinutí na vyšší počet pólpárů p_p (výtahové motory). Pracovní bod se při tom pohybuje z bodu P₁ do P₂ nebo při brzdném spouštění břemene do P₃.

obrazek

Obr. 1: Momentová charakteristika [1]

Brzdění protiproudem

Obrácením sledu fází napájecího napětí dojde ke změně smyslu točivého pole, takže rotor se otáčí proti smyslu pole (křivka a), skluz s > 1. Indukované napěti s U₂₀ i rotorová frekvence f₂ = s · f₁ vzrostou v okamžiku přepnutí téměř na dvojnásobek (s = 2). Proto u kroužkového motoru je zapotřebí zařadit do každé fáze rotoru odpor dvojnásobné hodnoty, než je odpor pro spouštění (křivka b). K zabránění rozběhu v protisměru je nutno motor při dosažení nulové rychlosti odpojit od sítě, např. odstředivým vypínačem.

Při brzdném spouštění břemene je pracovní bod P₂ ve IV. kvadrantu. U motorů nakrátko je při přepnutí náraz statorového proudu asi o 20% větší než při přímém připojení na síť, navíc všechno teplo se vyvíjí v rotoru. Tyto skutečnosti omezují rozsah výkonů, kde lze použít protisměrného brzdění u motorů nakrátko.

obrazek

Obr. 2: Schéma zapojení a mechanické charakteristiky protiproudého brzdění [1]

Stejnosměrné brzdění

Při stejnosměrném brzdění se odpojí stator od střídavé sítě a připojí se na zdroj stejnosměrného napětí. Nejčastější zapojení statoru jsou znázorněny na obr. 3, včetně celkového odporu R_c a činitele magnetizačního proudu K_μ. Při dynamickém brzdění se stroj chová jako střídavý generátor. Energie se ztrácí ve formě tepla v rotorových odporech.

Stejnosměrný proud statoru I_ss vytvoří stojící magnetické pole, v němž se otáčí kotva motoru. Tvar mechanických charakteristik je na obrázku, kde vystupuje poměrná rychlost v. Na vlastní charakteristice je ν velmi malé, což vede k malému brzdnému momentu při vyšších rychlostech. Proto u větších motorů se zařazuje do rotoru přídavný odpor R_p, který se může postupně vyřazovat – pouze u kroužkových motorů. V kombinaci s řízením budícího proudu I_ss lze splnit libovolné požadavky na tvar charakteristik.

obrazek