От электрических вентиляторов и электроинструментов в наших домах до систем управления кранами и промышленных машин двигатели могут быть найдены в механических приложениях всех форм и размеров. Но что именно заставляет их поворачиваться? Здесь инженер-электрик по проектированию силовых (тормозных) резисторов, объясняет, почему резисторы являются ключом к обеспечению устойчивого управления двигателем.
Электрический двигатель преобразует электрическую энергию во вращательную, кинетическую энергию для питания различных процессов, таких как приводы, вентиляторы, насосы или конвейерные ленты. Каждый процесс требует специфического мотора, с особыми характеристиками для каждой уникальной функции. Электродвигатели всех типов имеют общие характеристики при пуске и наработке. Без какой-либо формы управления двигатель будет принимать очень большие токи, и переключение может вызвать скачки напряжения, которые могут повредить оборудование.
Большие токи рискуют перегрузить источник питания, проходящий через двигатель, в то время как перенапряжение может повредить электрическую изоляцию источника питания или даже сам двигатель.
Двигателями старой школы
Традиционно управляли, временно вводя тормозные резисторы в источник питания двигателя. Фактически, в любом учебнике электротехники старой школы будет несколько глав, посвященных оригинальным методам одновременного поддержания пусковых токов и напряжений на приемлемом уровне при создании достаточного крутящего момента для ускорения двигателя до рабочей скорости.
Сегодня внедрение вариаторов скорости (VSD) переняло многие из этих методов, поскольку устройство используется для преобразования фиксированной входящей мощности в переменное напряжение, а затем управляет выходной скоростью двигателя в соответствии с изменяющимися требованиями устройства.
Однако, когда требуются запасные части или замены для существующих установок и двигателей всех типов, инженеры могут обратиться к резисторам, чтобы удовлетворить потребности своего двигателя в мощности.
Завелся
Несмотря на внедрение VSD, двигатели с круглым ротором и скользящими кольцами по-прежнему используются для применения на высоких или средних напряжениях, как правило, в изнурительных условиях эксплуатации, где сочетание точного управления и высокой надежности не может быть достигнуто с помощью VSD. Возьмем, к примеру, цементный завод. Там, оборудование как большие мельницы которым нужно управлять высокими требованиями нагрузки вращающего момента на низких скоростях.
В этом двигателе обмотки ротора соединены с внешним сопротивлением через скользящие кольца, которые управляют выходом двигателя. Для управления током во время пуска двигателя через скользящие кольца подключается несколько наборов тормозных резисторов. По мере того как мотор ускоряется, сопротивления удаляются синхронно с помощью короткозамыкающих контакторов.
Звезда-дельта
Большинство асинхронных двигателей запускаются непосредственно на линии. Однако, когда очень большие двигатели запускаются таким образом, их большие скачки пускового тока могут вызвать нарушение напряжения на линиях питания. Чтобы ограничить скачок пускового тока, некоторые большие асинхронные двигатели запускаются при пониженном напряжении до получения их полного напряжения питания.
Звезда-дельта-это широко используемый метод пуска, при котором катушки статора двигателя первоначально соединяются в звездообразной конфигурации и переключаются на дельту по мере увеличения скорости двигателя. Это уменьшает пусковой ток, подаваемый на двигатель, уменьшая риск возникновения помех и помех в электросети.
Проблема с этим решением может возникнуть, когда катушки двигателя в конфигурации ненадолго разомкнуты, вызывая скачок напряжения. Чтобы устранить эту проблему, через третий Контактор в цепь на короткое время вводится набор небольших резисторов.
Управление краном
Для мостовых кранов, используемых на промышленных объектах, тормозные резисторы используются для управления скоростью подъема и опускания, а также позиционирования самого крана. Для приведения в действие этих кранов и подъема тяжелых грузов часто используются как двигатели с намотанным Ротором, так и двигатели постоянного тока, которые требуют тщательного баланса силы и контроля.
Подъем довольно прост-нагрузка сопротивляется двигателю, требуя положительного крутящего момента против силы тяжести. Но когда крюк крана нагружен, нагрузка может произвести капитальный ремонт двигателя и требует динамического тормозного резистора, например, поставляемого компанией Cressall, чтобы гарантировать, что груз не убежит и не разобьется.
В то время как VSD взяли на себя ряд традиционных методов управления двигателем, многие приложения по-прежнему требуют тормозные резисторов, чтобы помочь им эффективно вращаться. Будь то для двигателя с обмотанным ротором для тяжелых промышленных операций или для ограничения пускового тока двигателя, резисторы по-прежнему играют ключевую роль в поддержании двигателей под контролем.