Typiske skemaer og metoder til start af synkrone motorer

For at sikre brugen af ​​kraftfulde elektriske drev bruges synkron elektriske motorer. De har fundet anvendelse i kompressoranlæg, pumper, systemer, valseværker, ventilatorer. De bruges i metallurgi, cement, olie og gas og andre industrier, hvor det er nødvendigt at bruge højeffektudstyr. I denne artikel besluttede vi at fortælle læserne på webstedet electro.tomathousehvordan synkroniserede motorer kan startes.

Fordele og ulemper

Synkronmotorer er strukturelt mere komplicerede end asynkrone motorer, men de har en række fordele:

• Funktionen af ​​synkrone elektriske motorer afhænger i mindre grad af svingninger i forsyningsnetværkets spænding.
• Sammenlignet med asynkrone har de større effektivitet og bedre mekaniske egenskaber med mindre dimensioner.
• Rotationshastigheden er uafhængig af belastningen. Det vil sige, belastningssvingninger i driftsområdet påvirker ikke hastigheden.
• De kan arbejde med betydelige overbelastninger på skaftet. Hvis der opstår kortvarige spidsbelastninger, kompenserer en stigning i strømmen i feltviklingen for disse overbelastninger.
• Med en optimalt valgt tilstand af exciteringsstrøm forbruger ikke elektriske motorer og overfører ikke reaktiv energi til netværket, dvs. cosϕ er lig med en. Motorer, der arbejder med overexcitation, er i stand til at generere reaktiv energi. Hvad gør det muligt for dem at bruges ikke kun som motorer, men også som kompensatorer. Hvis der er behov for reaktiv energi, påføres en forøget spænding til feltspolen.

Med alle de positive egenskaber ved synkrone elektriske motorer har de en betydelig ulempe - kompleksiteten ved opstart. De har ikke et startmoment. For at starte, kræves specielt udstyr. Dette har længe begrænset brugen af ​​sådanne motorer.

Opstartsmetoder

Synkron elektriske motorer kan startes på tre måder - ved hjælp af en ekstra motor, asynkron og frekvensstart. Når man vælger en metode, tages rotordesignet i betragtning.

Det udføres med permanente magneter, med elektromagnetisk excitation eller kombineres. Sammen med markomviklingen er der monteret en kortsluttet vikling, et egernskur, på rotoren. Det kaldes også dæmpningsvikling.

Start med en boostermotor

Denne startmetode bruges sjældent i praksis, fordi den er vanskelig at teknisk implementere. En yderligere elektrisk motor er påkrævet, som er mekanisk forbundet til rotoren på den synkrone motor.

Ved hjælp af en accelerationsmotor drejes rotoren til værdier tæt på statorfeltets rotationshastighed (til synkron hastighed). Derefter påføres en konstant spænding til rotorens feltvikling.

Styringen udføres af lyspærer, der er forbundet parallelt med afbryderen, der leverer spænding til statorviklingerne. Afbryderen skal være slukket.

I det første øjeblik blinker lamperne, men når de når den nominelle hastighed, holder de op med at brænde. På dette tidspunkt tilføres spænding til statorviklingerne. Derefter kan den synkrone elektriske motor arbejde uafhængigt.

Derefter kobles den ekstra motor fra netværket, og i nogle tilfælde kobles den mekanisk ud. Dette er funktionerne ved at starte med en accelererende motor.

Asynkron start

Den asynkrone startmetode er langt den mest almindelige. En sådan start blev muliggjort efter rotordesignet blev ændret. Dens fordel er, at det ikke er nødvendigt med en ekstra accelererende motor, da der ud over feltvikling også blev monteret kortsluttede egernsstænger i rotoren, hvilket gjorde det muligt at starte den i asynkron tilstand. Under denne betingelse blev denne metode til opstart meget anvendt.

Anbefal straks at se en video om emnet:

Når spænding tilføres statorvikling, accelererer motoren i asynkron tilstand. Efter at have nået revolutioner tæt på den nominelle, tændes excitationsviklingen.

Den elektriske maskine går i synkroniseringstilstand. Men ikke så simpelt. Under opstart vises en spænding i feltvikling, som øges med stigende hastighed. Det skaber en magnetisk flux, der påvirker statorstrømmene.

I dette tilfælde opstår der et bremsemoment, der kan stoppe rotorens acceleration. For at reducere de skadelige virkninger af markomviklingen er de forbundet til en udlednings- eller kompensationsmodstand. I praksis er disse modstande Det er store tunge kasser, hvor stålspiraler bruges som et modstandsdygtigt element. Hvis dette ikke gøres, kan isolering opstå på grund af stigende spænding. Hvad vil resultere i udstyrsfejl.

Når man har nået den subsynkroniske hastighed, kobles modstanderne fra excitationsviklingen, og en konstant spænding tilføres den fra generatoren (i generator-motor-systemet) eller fra tyristor-exciter (sådanne enheder kaldes VTE, TVU og så videre, afhængigt af serien). Som et resultat går motoren i synkron tilstand.

Ulemperne ved denne metode er store indstrømningsstrømme, hvilket medfører en betydelig nedtrapping i forsyningsspændingen. Dette kan føre til nedlukning af andre synkrone maskiner, der fungerer på denne linje, som et resultat af betjeningen af ​​lavspændingsbeskyttelsen. For at reducere denne effekt er statorviklingens kredsløb forbundet til kompensationsanordninger, der begrænser hastighedstrømmen.

Det kan være:

1. Yderligere modstande eller reaktorer, der begrænser indbrudstrømme. Efter acceleration shuntes de, og netspændingen tilføres statorviklingerne.
2. Brug af autotransformatorer. Med deres hjælp falder indgangsspændingen. Når man når en rotationshastighed på 95-97% af arbejdet, skifter der sted. Autotransformatorer er slukket, og vekselstrømspændingen tilføres viklingerne. Som et resultat går elektromotoren i synkroniseringsfunktion. Denne metode er teknisk mere kompleks og dyr. Og autotransformatorer mislykkes ofte. Derfor anvendes denne metode i praksis sjældent.

Frekvensstart

Frekvensstart af synkronmotorer bruges til at starte højeffektive enheder (fra 1 til 10 MW) med en driftsspænding på 6, 10 KV, både i let starttilstand (med belastningens blæserkarakter) og med tung start (kuglemølle drev). Til disse formål er enheder med blød frekvens start tilgængelig.

Funktionsprincippet svarer til højspændings- og lavspændingsenheder, der fungerer i henhold til frekvensomformerkredsløbet.De giver et startmoment på op til 100% af det nominelle og giver også lanceringen af ​​flere motorer fra en enhed. Du ser et eksempel på et kredsløb med en blød starter nedenfor, det tænder for det tidspunkt, motoren starter, og derefter fjernes det fra kredsløbet, hvorefter motoren er direkte tilsluttet netværket.

Spændingssystemer

Indtil for nylig blev en uafhængig exciteringsgenerator brugt til excitation. Det var placeret på den samme aksel med en synkron elektrisk motor. En sådan ordning anvendes stadig på nogle virksomheder, men den er forældet og anvendes nu ikke. Nu anvendes VTE-tyristor-patogener til at regulere excitationen.

De leverer:

• optimal starttilstand for den synkrone motor;
• opretholdelse af en given feltstrøm inden for forudbestemte grænser;
• automatisk regulering af excitationsspændingen afhængigt af belastningen;
• begrænsning af den maksimale og mindste excitationsstrøm;
• øjeblikkelig stigning i eksitationsstrømmen, mens forsyningsspændingen sænkes;
• dæmpning af rotorfeltet, når det kobles fra forsyningsnetværket;
• overvågning af isolationsstatus med fejlmeddelelse;
• tilvejebringe en kontrol af tilstanden i feltvikling, når motoren er tomgang;
• arbejde med en højspændingsfrekvensomformer, der giver asynkron og synkron opstart.

Disse enheder er meget pålidelige. Den største ulempe er den høje pris.

Afslutningsvis bemærker vi, at den mest almindelige måde at starte synkronmotorer er asynkron start. Jeg fandt praktisk talt ikke anvendelsen af ​​at begynde at bruge en ekstra elektrisk motor. På samme tid er en frekvensstart, som giver dig mulighed for automatisk at løse opstartproblemerne, ganske dyr.

Relaterede materialer:

• Sådan vælges en frekvensomformer
• Glat inkludering af glødelamper
• Hvordan er en induktionsmotor