Po odcięciu zasilania silnik nadal musi się obracać przez pewien czas, zanim zatrzyma się na skutek własnej bezwładności.W rzeczywistych warunkach pracy niektóre obciążenia wymagają szybkiego zatrzymania silnika, co wymaga kontroli hamowania silnika.Tzw. hamowanie polega na nadaniu silnikowi momentu obrotowego przeciwnego do kierunku obrotów, aby szybko się zatrzymał.Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa rodzaje metod hamowania: hamowanie mechaniczne i hamowanie elektryczne.
Hamowanie mechaniczne wykorzystuje konstrukcję mechaniczną do całkowitego hamowania.Większość z nich wykorzystuje hamulce elektromagnetyczne, które wykorzystują ciśnienie wytwarzane przez sprężyny do dociskania klocków hamulcowych (szczęk hamulcowych) w celu wytworzenia tarcia hamującego z kołami hamulcowymi.Hamowanie mechaniczne ma wysoką niezawodność, ale podczas hamowania będzie wytwarzać wibracje, a moment hamowania jest niewielki.Jest powszechnie stosowany w sytuacjach o małej bezwładności i momencie obrotowym.
Hamowanie elektryczne generuje moment elektromagnetyczny przeciwny do kierunku skrętu podczas procesu zatrzymywania silnika, który działa jak siła hamowania zatrzymująca silnik.Metody hamowania elektrycznego obejmują hamowanie wsteczne, hamowanie dynamiczne i hamowanie regeneracyjne.Wśród nich hamowanie z odwrotnym połączeniem jest powszechnie stosowane do hamowania awaryjnego silników niskiego napięcia i małej mocy;hamowanie regeneracyjne ma specjalne wymagania dotyczące przetwornic częstotliwości.Generalnie do hamowania awaryjnego stosuje się silniki małej i średniej mocy.Skuteczność hamowania jest dobra, ale koszt jest bardzo wysoki, a sieć energetyczna musi to wytrzymać.Sprzężenie zwrotne energii uniemożliwia hamowanie silników dużej mocy.
W zależności od położenia rezystora hamowania, hamowanie energochłonne można podzielić na hamowanie energochłonne DC i hamowanie energochłonne AC.Rezystor hamowania pobierający energię prądu stałego należy podłączyć po stronie prądu stałego falownika i ma on zastosowanie wyłącznie w przypadku falowników ze wspólną szyną prądu stałego.W tym przypadku rezystor hamowania zużywający energię prądu przemiennego jest podłączony bezpośrednio do silnika po stronie prądu przemiennego, co ma szerszy zakres zastosowań.
Rezystor hamowania jest skonfigurowany po stronie silnika tak, aby zużywał energię silnika w celu uzyskania szybkiego zatrzymania silnika.Pomiędzy rezystorem hamowania a silnikiem znajduje się wyłącznik próżniowy wysokiego napięcia.W normalnych okolicznościach wyłącznik próżniowy jest w stanie otwartym, a silnik pracuje normalnie.Regulacja prędkości lub praca na częstotliwości sieciowej, w sytuacji awaryjnej wyłącznik próżniowy między silnikiem a przetwornicą częstotliwości lub siecią energetyczną jest otwarty, a wyłącznik próżniowy między silnikiem a rezystorem hamowania jest zamknięty, a zużycie energii hamowanie silnika realizowane jest poprzez rezystor hamujący.uzyskując w ten sposób efekt szybkiego parkowania.Schemat jednoliniowy systemu wygląda następująco:
Schemat jednoliniowy hamulca awaryjnego
W trybie hamowania awaryjnego i zgodnie z wymaganiami dotyczącymi czasu zwalniania, prąd wzbudzenia jest dostosowywany w celu dostosowania prądu stojana i momentu hamowania silnika synchronicznego, uzyskując w ten sposób szybką i kontrolowaną kontrolę zwalniania silnika.
W projekcie stanowiska testowego, ponieważ fabryczna sieć energetyczna nie pozwala na sprzężenie zwrotne mocy, w celu zapewnienia bezpiecznego zatrzymania systemu zasilania w określonym czasie (mniej niż 300 sekund) w sytuacji awaryjnej, zastosowano system zatrzymania awaryjnego oparty na energii rezystora skonfigurowano hamowanie zużyciem.
Elektryczny układ napędowy składa się z falownika wysokiego napięcia, silnika wysokonapięciowego z podwójnym uzwojeniem o dużej mocy, urządzenia wzbudzającego, 2 zestawów rezystorów hamowania i 4 szafek wyłączników wysokiego napięcia.Falownik wysokiego napięcia służy do realizacji rozruchu ze zmienną częstotliwością i regulacji prędkości silnika wysokiego napięcia.Urządzenia sterujące i wzbudzające służą do dostarczania prądu wzbudzenia do silnika, a cztery szafy wyłączników wysokiego napięcia służą do realizacji przełączania, regulacji prędkości konwersji częstotliwości i hamowania silnika.
Podczas hamowania awaryjnego szafy wysokiego napięcia AH15 i AH25 zostają otwarte, szafy wysokiego napięcia AH13 i AH23 są zamknięte, a rezystor hamowania zaczyna działać.Schemat ideowy układu hamulcowego jest następujący:
Schemat ideowy układu hamulcowego
Parametry techniczne każdego rezystora fazowego (R1A, R1B, R1C, R2A, R2B, R2C) są następujące:
- Energia hamowania (maksymalna): 25MJ;
- Odporność na zimno: 290Ω±5%;
- Napięcie znamionowe: 6,374 kV;
- Moc znamionowa: 140kW;
- Przeciążalność: 150%, 60S;
- Maksymalne napięcie: 8kV;
- Metoda chłodzenia: chłodzenie naturalne;
- Czas pracy: 300 S.
Technologia ta wykorzystuje hamowanie elektryczne do realizacji hamowania silników dużej mocy.Wykorzystuje reakcję twornika silników synchronicznych i zasadę hamowania przy zużyciu energii do hamowania silników.
Podczas całego procesu hamowania moment hamowania można kontrolować poprzez kontrolę prądu wzbudzenia.Hamowanie elektryczne ma następujące cechy:
- Może zapewnić duży moment hamowania wymagany do szybkiego hamowania urządzenia i osiągnąć wysoką skuteczność hamowania;
- Przestój jest krótki i podczas całego procesu można przeprowadzić hamowanie;
- Podczas procesu hamowania nie ma żadnych mechanizmów, takich jak hamulce i pierścienie hamulcowe, które powodują tarcie mechanicznego układu hamulcowego o siebie, co skutkuje większą niezawodnością;
- Układ hamowania awaryjnego może działać samodzielnie jako niezależny system lub może być zintegrowany z innymi układami sterowania jako podsystem, z elastyczną integracją systemu.
Czas publikacji: 14 marca 2024 r