Tyypilliset kaaviot ja menetelmät synkronimoottoreiden käynnistämiseksi
Tehokkaiden sähkökäyttöjen toiminnan varmistamiseksi käytetään synkroniset sähkömoottorit. He ovat löytäneet sovellutuksia kompressorilaitoksissa, pumpuissa, järjestelmissä, valssaamoissa, puhaltimissa. Niitä käytetään metallurgiassa, sementti-, öljy- ja kaasuteollisuudessa sekä muilla teollisuudenaloilla, joissa on tarpeen käyttää suuritehoisia laitteita. Tässä artikkelissa päätimme kertoa sivuston lukijoille electro.tomathousekuinka synkronoidut moottorit voidaan käynnistää.
Edut ja haitat
Synkroniset moottorit ovat rakenteellisesti monimutkaisempia kuin asynkroniset, mutta niillä on useita etuja:
- Synkronisten sähkömoottoreiden toiminta pienemmässä määrin riippuu syöttöverkon jännitteen heilahteluista.
- Verrattuna asynkronisiin, niillä on parempi hyötysuhde ja parempia mekaanisia ominaisuuksia pienemmillä mitoilla.
- Pyörimisnopeus on riippumaton kuormasta. Toisin sanoen kuorman vaihtelut toiminta-alueella eivät vaikuta nopeuteen.
- Ne voivat toimia huomattavilla akselin ylikuormituksilla. Jos esiintyy lyhytaikaisia huippunopeuksia, virtauksen lisääntyminen kenttäkäämityksessä kompensoi nämä ylikuormitukset.
- Optimaalisesti valitulla viritysvirran tilassa sähkömoottorit eivät kuluta eikä siirrä reaktiivista energiaa verkkoon, ts. cosϕ on yhtä kuin yksi. Yliherkkyydessä toimivat moottorit kykenevät tuottamaan reaktiivista energiaa. Mikä antaa heidän käyttää niitä paitsi moottorina myös kompensoijina. Jos tarvitaan reaktiivista energiaa, kenttäkelaan kohdistetaan lisääntynyt jännite.
Kaikilla synkronisten sähkömoottoreiden positiivisilla ominaisuuksilla niillä on merkittävä haitta - käynnistyksen monimutkaisuus. Niillä ei ole käynnistysmomenttia. Aloittamiseksi tarvitaan erityisvälineet. Tämä on pitkään rajoittanut tällaisten moottorien käyttöä.
Käynnistysmenetelmät
Synkroniset sähkömoottorit voidaan käynnistää kolmella tavalla - käyttämällä ylimääräistä moottoria, asynkronista ja taajuuskäynnistystä. Menetelmää valittaessa roottorin suunnittelu otetaan huomioon.
Se suoritetaan kestomagneeteilla, sähkömagneettisella heräteellä tai yhdistelmällä. Kenttäkäämin ohella roottoriin on asennettu oikosulkukela, orakoruuri. Sitä kutsutaan myös vaimentavaksi käämitykseksi.
Alkaen booster-moottorista
Tätä käynnistysmenetelmää käytetään harvoin käytännössä, koska se on vaikea toteuttaa teknisesti. Tarvitaan ylimääräinen sähkömoottori, joka on kytketty mekaanisesti synkronisen moottorin roottoriin.
Kiihdyvän moottorin avulla roottori on kiertymättä arvoihin, jotka ovat lähellä staattorikentän pyörimisnopeutta (synkroniseen nopeuteen). Sitten roottorin kenttäkäämiin kohdistetaan vakiojännite.
Ohjaus suoritetaan hehkulampuilla, jotka on kytketty samanaikaisesti katkaisijan kanssa, joka syöttää jännitettä staattorin käämiin. Katkaisimen on oltava kytkettynä pois päältä.
Alkuhetkellä lamput vilkkuvat, mutta kun ne saavuttavat nimellisnopeuden, ne lopettavat palamisen. Tässä vaiheessa jännite johdetaan staattorin käämiin. Silloin synkroninen sähkömoottori voi toimia itsenäisesti.
Sitten ylimääräinen moottori irroitetaan verkosta, ja joissain tapauksissa se irrotetaan mekaanisesti. Nämä ovat piirteitä käynnistyessä kiihdytysmoottorilla.
Asynkroninen käynnistys
Asynkroninen käynnistysmenetelmä on ylivoimaisesti yleisin. Tällainen käynnistys tehtiin mahdolliseksi roottorin rakenteen muuttamisen jälkeen. Sen etuna on, että ylimääräistä kiihdytysmoottoria ei tarvita, koska kenttäkäämin lisäksi roottoriin oli asennettu oikosuljettu oravahäkkitanko, mikä mahdollisti sen käynnistämisen asynkronisessa tilassa. Tässä olosuhteessa tätä käynnistysmenetelmää käytettiin laajasti.
Suosittelemme heti katsomaan videota aiheesta:
Kun staattorin käämitykseen kohdistetaan jännitettä, moottori kiihtyy asynkronisessa tilassa. Saatuaan kierrokset lähellä nimellisarvoa virityskäämi kytketään päälle.
Sähkökone siirtyy synkronointitilaan. Mutta ei niin yksinkertainen. Käynnistyksen aikana kenttäkäämiin ilmestyy jännite, joka kasvaa nopeuden kasvaessa. Se luo magneettisen vuon, joka vaikuttaa staattorivirroihin.
Tässä tapauksessa tapahtuu jarrutusmomentti, joka voi pysäyttää roottorin kiihtyvyyden. Kenttäkäämin haitallisten vaikutusten vähentämiseksi ne on kytketty purkaus- tai kompensointivastukseen. Käytännössä nämä vastukset Ne ovat suuria raskaita laatikoita, joissa teräspiraleja käytetään vastuselimenä. Jos tätä ei tehdä, eristys voi rikkoutua kasvavan jännitteen vuoksi. Mikä johtaa laitevikaan.
Saavuttuaan alisynkronisen nopeuden, vastukset irrotetaan virityskäämityksestä, ja siihen syötetään vakiojännite generaattorista (generaattorimoottorijärjestelmässä) tai tyristorin virittimestä (sellaisia laitteita kutsutaan sarjasta VTE, TVU ja niin edelleen). Seurauksena on, että moottori siirtyy synkroniseen tilaan.
Tämän menetelmän haittoja ovat suuret tunkeutumisvirrat, jotka aiheuttavat merkittävän syöttöjännitteen vetämisen. Tämä voi johtaa muiden tällä linjalla toimivien synkronisten koneiden sulkemiseen matalajännitesuojauksen toiminnan seurauksena. Tämän vaikutuksen vähentämiseksi staattorin käämityspiirit on kytketty kompensointilaitteisiin, jotka rajoittavat sisäänvirtausvirtoja.
Se voi olla:
- Lisävastukset tai -reaktorit, jotka rajoittavat sisäänvirtausvirtoja. Kiihdytyksen jälkeen ne on siirretty ja verkkojännite johdetaan staattorin käämiin.
- Autonmuuntajien käyttö. Niiden avulla tulojännite laskee. Saatuaan kiertonopeuden 95-97% työstä, tapahtuu kytkentä. Automuuntajat kytketään pois päältä, ja käämiin syötetään vaihtojännite. Seurauksena on, että sähkömoottori siirtyy synkronointitilaan. Tämä menetelmä on teknisesti monimutkaisempi ja kalliimpi. Ja autotransformerit usein epäonnistuvat. Siksi käytännössä tätä menetelmää käytetään harvoin.
Taajuuden aloitus
Synkronisten moottorien taajuuskäynnistyksellä käytetään suuritehoisten laitteiden (1-10 MW) käynnistämistä käyttöjännitteellä 6, 10 KV, sekä helpoissa käynnistystiloissa (kuorman tuulettimen luonteen kanssa) että raskaskäynnistyksessä (kuulamyllykäyttö). Näitä tarkoituksia varten on saatavana pehmeitä taajuuskäynnistyslaitteita.
Toimintaperiaate on samanlainen kuin taajuusmuuttajapiirin mukaan toimivat korkea- ja matalajännitelaitteet.Ne tarjoavat käynnistysmomentin, joka on jopa 100% nimellisarvosta, ja myös käynnistävät useita moottoreita yhdestä laitteesta. Näet alla piirin, jossa on pehmeä käynnistin, se kytkeytyy moottorin käynnistyksen ajaksi ja sitten se poistetaan piiristä, jonka jälkeen moottori kytketään suoraan verkkoon.
Viritysjärjestelmät
Viime aikoihin asti herätykseen käytettiin riippumatonta viritysgeneraattoria. Se sijaitsi samalla akselilla synkronisella sähkömoottorilla. Tällaista järjestelmää sovelletaan edelleen joihinkin yrityksiin, mutta se on vanhentunut eikä sitä nyt sovelleta. Nyt virityksen säätelemiseksi käytetään VTE-tyristoripatogeenejä.
Ne tarjoavat:
- synkronimoottorin optimaalinen käynnistystila;
- ylläpidetään tietty kenttävirta ennalta määrätyissä rajoissa;
- viritysjännitteen automaattinen säätö kuormasta riippuen;
- suurimman ja pienimmän herätevirran rajoittaminen;
- hetkellinen herätevirran kasvu samalla, kun syöttöjännitettä lasketaan;
- roottorikentän vaimennus, kun se on irrotettu syöttöverkosta;
- eristyksen tilan seuranta vikailmoituksella;
- tarkista kenttäkäämin tila moottorin ollessa joutokäynnillä;
- työskentele korkeajännitetaajuusmuuttajan kanssa tarjoamalla asynkroninen ja synkroninen käynnistys.
Nämä laitteet ovat erittäin luotettavia. Suurin haittapuoli on korkea hinta.
Yhteenvetona voidaan todeta, että yleisin tapa synkronimoottorien käynnistämiseen on asynkroninen käynnistys. En käytännössä löytänyt sovellusta uuden sähkömoottorin käytön aloittamiseen. Samalla taajuuskäynnistys, jonka avulla voit ratkaista käynnistysongelmat automaattisesti, on melko kallista.
Aiheeseen liittyvät materiaalit:
Ladataan ...
