Technologie de freinage d'urgence à moteur synchrone haute puissance

Après avoir coupé l'alimentation électrique, le moteur doit encore tourner pendant un certain temps avant de s'arrêter en raison de sa propre inertie. Dans les conditions réelles de travail, certaines charges nécessitent un arrêt rapide du moteur, ce qui nécessite un contrôle du freinage du moteur.Ce qu'on appelle le freinage consiste à donner au moteur un couple opposé au sens de rotation pour le faire arrêter rapidement.Il existe généralement deux types de méthodes de freinage : le freinage mécanique et le freinage électrique.

Le freinage mécanique utilise une structure mécanique pour compléter le freinage. La plupart d'entre eux utilisent des freins électromagnétiques, qui utilisent la pression générée par les ressorts pour appuyer sur les plaquettes de frein (mâchoires de frein) afin de former une friction de freinage avec les roues de frein.Le freinage mécanique a une grande fiabilité, mais il produira des vibrations lors du freinage et le couple de freinage est faible. Il est généralement utilisé dans des situations avec une faible inertie et un faible couple.

Le freinage électrique génère un couple électromagnétique opposé à la direction pendant le processus d'arrêt du moteur, qui agit comme une force de freinage pour arrêter le moteur.Les méthodes de freinage électrique comprennent le freinage en marche arrière, le freinage dynamique et le freinage par récupération.Parmi eux, le freinage par connexion inverse est généralement utilisé pour le freinage d'urgence des moteurs basse tension et de petite puissance ; Le freinage par récupération a des exigences particulières pour les variateurs de fréquence. Généralement, les moteurs de petite et moyenne puissance sont utilisés pour le freinage d’urgence. Les performances de freinage sont bonnes, mais le coût est très élevé et le réseau électrique doit pouvoir l'accepter. Le retour d’énergie rend impossible le freinage des moteurs de forte puissance.

Selon la position de la résistance de freinage, le freinage énergivore peut être divisé en freinage énergivore en courant continu et en freinage énergivore en courant alternatif. La résistance de freinage consommatrice d'énergie CC doit être connectée au côté CC de l'onduleur et ne s'applique qu'aux onduleurs dotés d'un bus CC commun. Dans ce cas, la résistance de freinage consommatrice d'énergie CA est directement connectée au moteur côté CA, ce qui offre une plage d'applications plus large.

Une résistance de freinage est configurée côté moteur pour consommer l'énergie du moteur afin d'obtenir un arrêt rapide du moteur. Un disjoncteur à vide haute tension est configuré entre la résistance de freinage et le moteur. Dans des circonstances normales, le disjoncteur à vide est à l'état ouvert et le moteur fonctionne normalement. Régulation de vitesse ou fonctionnement à fréquence industrielle, en cas d'urgence, le disjoncteur à vide entre le moteur et le convertisseur de fréquence ou le réseau électrique est ouvert, et le disjoncteur à vide entre le moteur et la résistance de freinage est fermé, et la consommation d'énergie le freinage du moteur est réalisé via la résistance de freinage. , obtenant ainsi l'effet d'un stationnement rapide.Le schéma unifilaire du système est le suivant :

Schéma à une ligne du frein d’urgence

En mode de freinage d'urgence, et selon les exigences de temps de décélération, le courant d'excitation est ajusté pour ajuster le courant statorique et le couple de freinage du moteur synchrone, obtenant ainsi une commande de décélération rapide et contrôlable du moteur.

Dans un projet de banc d'essai, étant donné que le réseau électrique de l'usine ne permet pas le retour de puissance, afin de garantir que le système électrique peut s'arrêter en toute sécurité dans un délai spécifié (moins de 300 secondes) en cas d'urgence, un système d'arrêt d'urgence basé sur l'énergie d'une résistance le freinage de consommation a été configuré.

Le système d'entraînement électrique comprend un onduleur haute tension, un moteur haute tension à double enroulement haute puissance, un dispositif d'excitation, 2 jeux de résistances de freinage et 4 armoires de disjoncteurs haute tension. L'onduleur haute tension est utilisé pour réaliser un démarrage à fréquence variable et une régulation de vitesse du moteur haute tension. Des dispositifs de contrôle et d'excitation sont utilisés pour fournir un courant d'excitation au moteur, et quatre armoires de disjoncteurs haute tension sont utilisées pour réaliser la commutation de la régulation de la vitesse de conversion de fréquence et le freinage du moteur.

Lors d'un freinage d'urgence, les armoires haute tension AH15 et AH25 sont ouvertes, les armoires haute tension AH13 et AH23 sont fermées et la résistance de freinage commence à fonctionner. Le schéma de principe du système de freinage est le suivant :

Schéma schématique du système de freinage

Les paramètres techniques de chaque résistance de phase (R1A, R1B, R1C, R2A, R2B, R2C,) sont les suivants :

Cette technologie utilise le freinage électrique pour réaliser le freinage des moteurs de forte puissance. Il applique la réaction d'induit des moteurs synchrones et le principe du freinage par consommation d'énergie pour freiner les moteurs.

Pendant tout le processus de freinage, le couple de freinage peut être contrôlé en contrôlant le courant d'excitation. Le freinage électrique présente les caractéristiques suivantes :