Después de cortar el suministro eléctrico, el motor aún necesita girar durante un período de tiempo antes de detenerse debido a su propia inercia. En condiciones de trabajo reales, algunas cargas requieren que el motor se detenga rápidamente, lo que requiere control de frenado del motor.El llamado frenado consiste en darle al motor un par opuesto al sentido de rotación para que se detenga rápidamente.Generalmente existen dos tipos de métodos de frenado: frenado mecánico y frenado eléctrico.
El frenado mecánico utiliza una estructura mecánica para completar el frenado. La mayoría de ellos utilizan frenos electromagnéticos, que utilizan la presión generada por los resortes para presionar las pastillas de freno (zapatas de freno) para formar fricción de frenado con las ruedas de freno.El frenado mecánico tiene una alta confiabilidad, pero producirá vibraciones al frenar y el par de frenado es pequeño. Generalmente se utiliza en situaciones con pequeña inercia y par.
El frenado eléctrico genera un par electromagnético opuesto al de la dirección durante el proceso de parada del motor, que actúa como fuerza de frenado para detener el motor.Los métodos de frenado eléctrico incluyen frenado inverso, frenado dinámico y frenado regenerativo.Entre ellos, el frenado de conexión inversa se utiliza generalmente para el frenado de emergencia de motores de baja tensión y pequeña potencia; El frenado regenerativo tiene requisitos especiales para los convertidores de frecuencia. Generalmente se utilizan motores de pequeña y mediana potencia para el frenado de emergencia. El rendimiento de frenado es bueno, pero el coste es muy alto y la red eléctrica debe poder aceptarlo. La retroalimentación de energía hace imposible frenar los motores de alta potencia.
Según la posición de la resistencia de frenado, el frenado que consume energía se puede dividir en frenado que consume energía de CC y frenado que consume energía de CA. La resistencia de frenado que consume energía de CC debe conectarse al lado de CC del inversor y solo es aplicable a inversores con un bus de CC común. En este caso, la resistencia de frenado que consume energía de CA está conectada directamente al motor en el lado de CA, lo que tiene un rango de aplicación más amplio.
Una resistencia de frenado está configurada en el lado del motor para consumir la energía del motor para lograr una parada rápida del motor. Entre la resistencia de frenado y el motor está configurado un disyuntor de vacío de alto voltaje. En circunstancias normales, el disyuntor de vacío está abierto y el motor funciona con normalidad. Regulación de velocidad u operación de frecuencia eléctrica, en caso de emergencia, el disyuntor de vacío entre el motor y el convertidor de frecuencia o la red eléctrica se abre, y el disyuntor de vacío entre el motor y la resistencia de frenado se cierra, y el consumo de energía El frenado del motor se realiza a través de la resistencia de frenado. , logrando así el efecto de estacionamiento rápido.El diagrama unifilar del sistema es el siguiente:
Diagrama unifilar del freno de emergencia
En el modo de frenado de emergencia, y según los requisitos del tiempo de desaceleración, la corriente de excitación se ajusta para ajustar la corriente del estator y el par de frenado del motor síncrono, logrando así un control de desaceleración rápido y controlable del motor.
En un proyecto de banco de pruebas, dado que la red eléctrica de la fábrica no permite la retroalimentación de energía, para garantizar que el sistema de energía pueda detenerse de manera segura dentro de un tiempo específico (menos de 300 segundos) en caso de emergencia, se utilizó un sistema de parada de emergencia basado en energía de resistencia. Se configuró el frenado por consumo.
El sistema de accionamiento eléctrico incluye un inversor de alto voltaje, un motor de alto voltaje de doble devanado de alta potencia, un dispositivo de excitación, 2 juegos de resistencias de frenado y 4 gabinetes de disyuntores de alto voltaje. El inversor de alto voltaje se utiliza para realizar el arranque de frecuencia variable y la regulación de velocidad del motor de alto voltaje. Se utilizan dispositivos de control y excitación para proporcionar corriente de excitación al motor, y se utilizan cuatro gabinetes de disyuntores de alto voltaje para realizar la conmutación de la regulación de velocidad de conversión de frecuencia y el frenado del motor.
Durante el frenado de emergencia, los gabinetes de alto voltaje AH15 y AH25 se abren, los gabinetes de alto voltaje AH13 y AH23 se cierran y la resistencia de frenado comienza a funcionar. El diagrama esquemático del sistema de frenado es el siguiente:
Diagrama esquemático del sistema de frenos.
Los parámetros técnicos de cada resistencia de fase (R1A, R1B, R1C, R2A, R2B, R2C) son los siguientes:
- Energía de frenado (máxima): 25MJ;
- Resistencia al frío: 290Ω±5%;
- Tensión nominal: 6,374 kV;
- Potencia nominal: 140kW;
- Capacidad de sobrecarga: 150%, 60S;
- Tensión máxima: 8kV;
- Método de enfriamiento: enfriamiento natural;
- Tiempo de trabajo: 300S.
Esta tecnología utiliza el frenado eléctrico para realizar el frenado de motores de alta potencia. Aplica la reacción del inducido de los motores síncronos y el principio de frenado por consumo de energía para frenar los motores.
Durante todo el proceso de frenado, el par de frenado se puede controlar controlando la corriente de excitación. El frenado eléctrico tiene las siguientes características:
- Puede proporcionar el gran par de frenado necesario para un frenado rápido de la unidad y lograr un efecto de frenado de alto rendimiento;
- El tiempo de inactividad es corto y se puede realizar el frenado durante todo el proceso;
- Durante el proceso de frenado, no existen mecanismos como frenos y anillos de freno que hagan que el sistema de frenado mecánico roce entre sí, lo que resulta en una mayor confiabilidad;
- El sistema de frenado de emergencia puede funcionar solo como un sistema independiente o puede integrarse en otros sistemas de control como un subsistema, con una integración flexible del sistema.
Hora de publicación: 14 de marzo de 2024