Frenado por condensador de motores asíncronos

Frenado por condensador de motores eléctricos

El frenado por condensador de motores asíncronos de baja potencia y los métodos de frenado combinados con su uso se han vuelto ampliamente utilizados en los últimos años. En términos de velocidad de frenado, acortando la distancia de frenado y mejorando la precisión, el frenado por capacitor a menudo da mejores resultados que otros métodos de frenado de motores eléctricos.

El frenado por condensador se basa en la utilización del fenómeno de autoexcitación de una máquina de inducción o, más correctamente, de excitación capacitiva de una máquina de inducción, ya que la energía reactiva necesaria para excitar el modo generador es suministrada por condensadores conectados al devanado del estator. En este modo, la máquina opera con un negativo relativo al campo magnético giratorio creado por las corrientes libres excitadas en el devanado del estator, deslizándose, desarrollando un par de frenado sobre el eje. A diferencia de los dinámicos y restauradores, no requiere consumo de energía excitante de la red.

Circuitos de frenado por condensador para motores eléctricos

Frenado por condensador de motores asíncronos

La figura muestra el circuito para encender el motor durante el apagado del condensador. Los condensadores se incluyen en paralelo con el devanado del estator, generalmente conectados en un patrón delta.

Cuando el motor está desconectado de la red eléctrica corrientes de descarga del condensador yo creo campo magnéticorotación de baja velocidad angular. La máquina entra en modo de frenado regenerativo, la velocidad de rotación se reduce a un valor correspondiente a la velocidad de rotación del campo excitado. Durante la descarga de los condensadores, se produce un gran par de frenado, que disminuye a medida que disminuye la velocidad de rotación.

Al comienzo del frenado, la energía cinética almacenada por el rotor se absorbe rápidamente con una corta distancia de frenado. La parada es brusca, los momentos de impacto alcanzan los 7 Mnom. El valor pico de la corriente de frenado en los valores más altos de la capacidad no supera la corriente de arranque.

A medida que aumenta la capacidad de los condensadores, aumenta el par de frenado y el frenado continúa a una velocidad más baja. Los estudios muestran que el valor de capacidad óptimo está en el rango de 4 a 6 horas de sueño. La parada del capacitor se detiene a una velocidad del 30 al 40% de la velocidad nominal cuando la velocidad del rotor se vuelve igual a la frecuencia de rotación del campo del estator de las corrientes libres que surgen en el estator. En este caso, más de 3/4 de la energía cinética almacenada por el accionamiento se absorbe en el proceso de frenado.

Para una parada completa del motor según el esquema de la figura 1,a, es necesario tener un momento de resistencia del eje. El esquema descrito se compara favorablemente con la ausencia de dispositivos de conmutación, facilidad de mantenimiento, confiabilidad y eficiencia.

Cuando los capacitores están firmemente conectados en paralelo con el motor, solo se pueden usar aquellos tipos de capacitores que están diseñados para operación continua en el circuito de CA.

Si el apagado se lleva a cabo de acuerdo con el diagrama de la Figura 1 con la conexión de los condensadores después de desconectar el motor de la red, es posible utilizar condensadores de papel metálico más económicos y de tamaño pequeño de los tipos MBGP y MBGO, diseñados para funcionar en Esquemas de corriente constante y pulsante, así como condensadores electrolíticos polares secos (CE, KEG, etc.).

Se recomienda el frenado por condensador con condensadores conectados holgadamente de acuerdo con el circuito delta para un frenado rápido y preciso de accionamientos eléctricos, en cuyo eje actúa un par de carga de al menos el 25% del par nominal del motor.

También se puede usar un esquema simplificado para el frenado de capacitores: conmutación de capacitores monofásicos (Fig. 1.6). Para obtener el mismo efecto de frenado que con la conmutación de capacitores trifásicos, es necesario que la capacitancia del capacitor en un circuito monofásico sea 2.1 veces mayor que la capacitancia en cada fase en el circuito de la Fig. 1, un. En este caso, sin embargo, la capacidad en un circuito monofásico es solo el 70% de la capacidad total de los capacitores cuando están conectados en tres fases.

Las pérdidas de energía en el motor durante el frenado por condensador son las más pequeñas en comparación con otros tipos de frenado, por lo que se recomiendan para accionamientos eléctricos con un gran número de arranques.

Al elegir el equipo, debe tenerse en cuenta que los contactores en el circuito del estator deben estar clasificados para la corriente que fluye a través de los capacitores.Para superar la desventaja del frenado por condensador (la detención de la acción hasta que el motor se detiene por completo), se utiliza en combinación con el frenado magnético dinámico.

Circuitos de freno de condensador dinámico

Circuitos de frenado dinámico capacitor por frenado magnético.

Los dos circuitos DCB básicos se muestran en la Figura 2.

En el circuito, se suministra corriente continua al estator después de detener el frenado del capacitor. Esta cadena se recomienda para un frenado preciso del accionamiento. La fuente de alimentación de CC debe realizarse en función de la ruta de la máquina. A velocidad reducida, el par de frenado dinámico es significativo, lo que asegura una rápida parada final del motor.

La eficacia de este frenado en dos etapas se puede ver en el siguiente ejemplo.

En el frenado dinámico del motor AL41-4 (1,7 kW, 1440 rpm) con el momento de inercia externo del eje, que es el 22% del momento de inercia del rotor, el tiempo de frenado es de 0,6 s y el tiempo de frenado la distancia es de 11,5 revoluciones del eje.

Cuando se combinan el frenado por capacitor y el frenado dinámico, el tiempo y la distancia de frenado se reducen a 0,16 s y 1,6 revoluciones del eje (se supone que la capacitancia de los capacitores es de 3,9 Sleep).

En el diagrama de la fig. 2b, los modos se superponen con el suministro de CC hasta el final del proceso de apagado del condensador. La segunda etapa es controlada por el relé de voltaje PH.

Frenado dinámico por condensador según el diagrama de la fig. 2.6 permite reducir el tiempo y la distancia de frenado en 4 — 5 veces en comparación con el frenado dinámico con un condensador de acuerdo con el esquema de la fig. 1, un.Las desviaciones del tiempo y la trayectoria de sus valores promedio en la acción secuencial del capacitor y los modos de frenado dinámico son 2 — 3 veces menores que en el circuito con modos superpuestos.