Sau khi cắt nguồn điện, động cơ vẫn cần quay một thời gian trước khi dừng do quán tính của chính nó.Trong điều kiện làm việc thực tế, một số tải yêu cầu động cơ dừng nhanh, điều này đòi hỏi phải điều khiển phanh động cơ.Cái gọi là phanh là cung cấp cho động cơ một mô-men xoắn ngược với hướng quay để làm cho nó dừng lại nhanh chóng.Nhìn chung có hai loại phương pháp phanh: phanh cơ và phanh điện.
Phanh cơ học sử dụng cấu trúc cơ khí để hoàn thành quá trình phanh.Hầu hết đều sử dụng phanh điện từ, sử dụng áp suất do lò xo tạo ra để ép má phanh (mốc phanh) tạo thành lực ma sát phanh với bánh phanh.Phanh cơ có độ tin cậy cao nhưng sẽ tạo ra độ rung khi phanh và mômen phanh nhỏ.Nó thường được sử dụng trong các tình huống có quán tính và mô-men xoắn nhỏ.
Phanh điện tạo ra một mômen điện từ ngược chiều với tay lái trong quá trình dừng động cơ, lực này đóng vai trò là lực phanh để dừng động cơ.Các phương pháp phanh điện bao gồm phanh lùi, phanh động và phanh tái tạo.Trong số đó, phanh kết nối ngược thường được sử dụng để phanh khẩn cấp cho động cơ điện áp thấp và công suất nhỏ;Phanh tái sinh có những yêu cầu đặc biệt đối với bộ biến tần.Nói chung, động cơ công suất vừa và nhỏ được sử dụng để phanh khẩn cấp.Hiệu suất phanh tốt nhưng giá thành rất cao và lưới điện phải chấp nhận được.Phản hồi năng lượng khiến động cơ công suất cao không thể phanh được.
Theo vị trí của điện trở hãm, phanh tiêu thụ năng lượng có thể được chia thành phanh tiêu thụ năng lượng DC và phanh tiêu thụ năng lượng AC.Điện trở hãm tiêu thụ năng lượng DC cần được kết nối với phía DC của biến tần và chỉ áp dụng cho các biến tần có bus DC thông thường.Trong trường hợp này, điện trở hãm tiêu thụ năng lượng AC được kết nối trực tiếp với động cơ ở phía AC, có phạm vi ứng dụng rộng hơn.
Một điện trở hãm được cấu hình ở phía động cơ để tiêu thụ năng lượng của động cơ nhằm giúp động cơ dừng nhanh.Một bộ ngắt mạch chân không điện áp cao được cấu hình giữa điện trở hãm và động cơ.Trong trường hợp bình thường, bộ ngắt mạch chân không ở trạng thái mở và động cơ hoạt động bình thường.Điều chỉnh tốc độ hoặc vận hành tần số nguồn, trong trường hợp khẩn cấp, bộ ngắt mạch chân không giữa động cơ và bộ biến tần hoặc lưới điện được mở và bộ ngắt mạch chân không giữa động cơ và điện trở hãm được đóng lại và mức tiêu thụ năng lượng hãm động cơ được thực hiện thông qua điện trở hãm., nhờ đó đạt được hiệu quả đỗ xe nhanh chóng.Sơ đồ một đường của hệ thống như sau:
Sơ đồ một đường phanh khẩn cấp
Trong chế độ phanh khẩn cấp và theo yêu cầu về thời gian giảm tốc, dòng điện kích thích được điều chỉnh để điều chỉnh dòng điện stato và mô men phanh của động cơ đồng bộ, nhờ đó đạt được khả năng điều khiển giảm tốc nhanh chóng và có thể kiểm soát được của động cơ.
Trong dự án thử nghiệm, do lưới điện nhà máy không cho phép phản hồi nguồn điện nên để đảm bảo hệ thống điện có thể dừng an toàn trong khoảng thời gian xác định (dưới 300 giây) trong trường hợp khẩn cấp, hệ thống dừng khẩn cấp dựa trên năng lượng điện trở phanh tiêu thụ đã được cấu hình.
Hệ thống truyền động điện bao gồm bộ biến tần cao áp, động cơ cao áp cuộn đôi công suất cao, thiết bị kích thích, 2 bộ điện trở hãm và 4 tủ ngắt mạch cao áp.Biến tần cao áp được sử dụng để thực hiện việc khởi động tần số thay đổi và điều chỉnh tốc độ của động cơ điện áp cao.Các thiết bị điều khiển và kích thích được sử dụng để cung cấp dòng điện kích thích cho động cơ và bốn tủ ngắt mạch điện áp cao được sử dụng để thực hiện việc chuyển đổi điều chỉnh tốc độ chuyển đổi tần số và hãm động cơ.
Trong quá trình phanh khẩn cấp, tủ cao áp AH15 và AH25 mở ra, tủ cao áp AH13 và AH23 đóng lại, điện trở hãm bắt đầu hoạt động.Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh như sau:
Sơ đồ hệ thống phanh
Thông số kỹ thuật của từng điện trở pha (R1A, R1B, R1C, R2A, R2B, R2C,) như sau:
- Năng lượng phanh (tối đa): 25MJ;
- Khả năng chống lạnh: 290Ω±5%;
- Điện áp định mức: 6.374kV;
- Công suất định mức: 140kW;
- Khả năng quá tải: 150%, 60S;
- Điện áp tối đa: 8kV;
- Phương pháp làm mát: làm mát tự nhiên;
- Thời gian làm việc: 300S.
Công nghệ này sử dụng phanh điện để thực hiện phanh động cơ công suất cao.Nó áp dụng phản ứng phần ứng của động cơ đồng bộ và nguyên lý hãm tiêu hao năng lượng để hãm động cơ.
Trong toàn bộ quá trình phanh, mômen phanh có thể được điều khiển bằng cách điều khiển dòng điện kích thích.Phanh điện có các đặc điểm sau:
- Nó có thể cung cấp mô men phanh lớn cần thiết để phanh nhanh cho thiết bị và đạt được hiệu quả phanh hiệu suất cao;
- Thời gian ngừng hoạt động ngắn và có thể thực hiện phanh trong suốt quá trình;
- Trong quá trình phanh không có cơ cấu nào như phanh phanh, vòng phanh khiến hệ thống phanh cơ cọ sát vào nhau nên độ tin cậy cao hơn;
- Hệ thống phanh khẩn cấp có thể hoạt động độc lập như một hệ thống độc lập hoặc có thể được tích hợp vào các hệ thống điều khiển khác dưới dạng hệ thống con, với khả năng tích hợp hệ thống linh hoạt.
Thời gian đăng: 14-03-2024