Typische schema's en methoden voor het starten van synchrone motoren
Om ervoor te zorgen dat de werking van krachtige elektrische aandrijvingen wordt gebruikt synchrone elektromotoren. Ze zijn toegepast in compressorinstallaties, pompen, systemen, walserijen, ventilatoren. Ze worden gebruikt in de metallurgie, cement, olie en gas en andere industrieën waar het nodig is om krachtige apparatuur te gebruiken. In dit artikel hebben we besloten om de lezers van de site te vertellen Elecroexperthoe gesynchroniseerde motoren kunnen worden gestart.
Voor- en nadelen
Synchrone motoren zijn structureel ingewikkelder dan asynchrone motoren, maar ze hebben een aantal voordelen:
- De werking van synchrone elektromotoren is in mindere mate afhankelijk van fluctuaties in de spanning van het voedingsnet.
- In vergelijking met asynchrone modellen hebben ze een grotere efficiëntie en betere mechanische eigenschappen met kleinere afmetingen.
- Het toerental is onafhankelijk van de belasting. Dat wil zeggen, lastschommelingen in het werkbereik hebben geen invloed op de snelheid.
- Ze kunnen werken met aanzienlijke overbelastingen op de as. Als er op korte termijn piekoverbelastingen optreden, compenseert een toename van de stroom in de veldwikkeling deze overbelastingen.
- Met een optimaal geselecteerde bekrachtigingsstroom verbruiken elektromotoren geen en brengen ze geen reactieve energie over naar het netwerk, d.w.z. cosϕ is gelijk aan één. Motoren die met overmatige opwinding werken, kunnen reactieve energie genereren. Waardoor ze niet alleen als motoren kunnen worden gebruikt, maar ook als compensatoren. Als reactieve energie nodig is, wordt er een verhoogde spanning op de veldspoel gezet.
Met alle positieve eigenschappen van synchrone elektromotoren hebben ze een aanzienlijk nadeel: de complexiteit van het opstarten. Ze hebben geen startkoppel. Om te beginnen is speciale uitrusting vereist. Dit heeft het gebruik van dergelijke motoren lange tijd beperkt.
Opstartmethoden
Synchrone elektromotoren kunnen op drie manieren worden gestart - met behulp van een extra motor, asynchroon en frequentiestart. Bij het kiezen van een methode wordt rekening gehouden met het ontwerp van de rotor.
Het wordt uitgevoerd met permanente magneten, met elektromagnetische excitatie of gecombineerd. Samen met de veldwikkeling wordt een kortsluitwikkeling, een eekhoornkooi, op de rotor gemonteerd. Het wordt ook dempende wikkeling genoemd.
Te beginnen met een boostermotor
Deze startmethode wordt in de praktijk zelden toegepast, omdat het technisch moeilijk te implementeren is. Er is een extra elektromotor nodig, die mechanisch is verbonden met de rotor van de synchrone motor.
Met behulp van een versnellende motor wordt de rotor gedraaid tot waarden die dicht bij de rotatiesnelheid van het statorveld liggen (tot synchrone snelheid). Vervolgens wordt een constante spanning aangelegd op de veldwikkeling van de rotor.
De controle wordt uitgevoerd door gloeilampen die parallel zijn aangesloten op de stroomonderbreker, die spanning levert aan de statorwikkelingen. De stroomonderbreker moet uitgeschakeld zijn.
Op het eerste moment knipperen de lampen, maar als ze het nominale toerental hebben bereikt, stoppen ze met branden. Op dit punt wordt spanning aangelegd op de statorwikkelingen. Dan kan de synchrone elektromotor zelfstandig werken.
Vervolgens wordt de extra motor losgekoppeld van het netwerk en in sommige gevallen wordt deze mechanisch losgekoppeld. Dit zijn de kenmerken van starten met een accelererende motor.
Asynchrone start
De asynchrone startmethode is verreweg de meest gebruikelijke. Een dergelijke start werd mogelijk gemaakt nadat het ontwerp van de rotor was gewijzigd. Het voordeel is dat er geen extra versnellingsmotor nodig is, omdat naast de veldwikkeling kortsluitkooikooi-staven in de rotor zijn gemonteerd, waardoor deze asynchroon kon worden gestart. Onder deze omstandigheden werd deze methode van opstarten veel gebruikt.
Raad onmiddellijk aan om een video over het onderwerp te bekijken:
Wanneer spanning wordt aangelegd op de statorwikkeling, accelereert de motor in asynchrone modus. Na het bereiken van een toerental dat bijna nominaal is, wordt de bekrachtigingswikkeling ingeschakeld.
De elektrische machine gaat in de synchronisatiemodus. Maar niet zo simpel. Tijdens het opstarten verschijnt er een spanning in de veldwikkeling, die toeneemt met toenemende snelheid. Het creëert een magnetische flux die de statorstromen beïnvloedt.
In dit geval treedt een remkoppel op, wat de acceleratie van de rotor kan stoppen. Om de schadelijke effecten van de veldwikkeling te verminderen, zijn ze aangesloten op een ontladings- of compensatieweerstand. In de praktijk zijn deze weerstanden Het zijn grote zware kisten waar stalen spiralen als weerstandselement worden gebruikt. Gebeurt dit niet, dan kan door toenemende spanning een storing van de isolatie ontstaan. Wat resulteert in uitval van apparatuur.
Nadat de subsynchrone snelheid is bereikt, worden de weerstanden losgekoppeld van de bekrachtigingswikkeling en wordt er een constante spanning aan geleverd door de generator (in het generator-motorsysteem) of door de thyristor-bekrachtiger (dergelijke apparaten worden VTE, TVU enzovoort genoemd, afhankelijk van de serie). Hierdoor gaat de motor synchroon.
De nadelen van deze methode zijn grote inschakelstromen, waardoor de voedingsspanning aanzienlijk afneemt. Dit kan ertoe leiden dat andere synchrone machines die op deze lijn werken, worden uitgeschakeld als gevolg van de werking van de laagspanningsbeveiligingen. Om dit effect te verminderen, zijn de statorwikkelingcircuits aangesloten op compensatieapparaten die inschakelstromen beperken.
Het kan zijn:
- Extra weerstanden of reactoren die inschakelstromen beperken. Na acceleratie worden ze geshunt en wordt netspanning aangelegd op de statorwikkelingen.
- Het gebruik van spaartransformatoren. Met hun hulp neemt de ingangsspanning af. Bij het bereiken van een rotatiesnelheid van 95-97% van het werk, wordt er geschakeld. Autotransformatoren zijn uitgeschakeld en er wordt wisselspanning op de wikkelingen gezet. Als resultaat gaat de elektromotor in synchronisatiemodus. Deze methode is technisch complexer en duurder. En spaartransformatoren falen vaak. Daarom wordt deze methode in de praktijk zelden gebruikt.
Frequentie start
Frequentiestart van synchrone motoren wordt gebruikt om apparaten met een hoog vermogen (van 1 tot 10 MW) te starten met een bedrijfsspanning van 6, 10 KV, zowel in de easy start-modus (met de ventilator van de belasting) als met zware start (kogelmolenaandrijvingen). Voor deze doeleinden zijn apparaten met zachte frequentie start beschikbaar.
Het werkingsprincipe is vergelijkbaar met hoogspannings- en laagspanningsapparaten die werken volgens het frequentieomvormercircuit.Ze bieden een startkoppel tot 100% van het nominale en bieden ook de lancering van meerdere motoren vanaf één apparaat. Je ziet hieronder een voorbeeld van een circuit met een softstarter, het gaat aan voor de tijd dat de motor start, en dan wordt het uit het circuit verwijderd, waarna de motor rechtstreeks op het netwerk wordt aangesloten.
Excitatiesystemen
Tot voor kort werd een onafhankelijke excitatiegenerator gebruikt voor excitatie. Het bevond zich op dezelfde as met een synchrone elektromotor. Een dergelijke regeling wordt bij sommige ondernemingen nog steeds toegepast, maar is verouderd en wordt nu niet toegepast. Om de excitatie te reguleren, worden nu VTE-thyristor-pathogenen gebruikt.
Ze bieden:
- optimale startmodus van de synchrone motor;
- het behouden van een gegeven veldstroom binnen vooraf bepaalde grenzen;
- automatische regeling van de bekrachtigingsspanning afhankelijk van de belasting;
- beperking van de maximale en minimale bekrachtigingsstroom;
- onmiddellijke toename van de bekrachtigingsstroom terwijl de voedingsspanning wordt verlaagd;
- demping van het rotorveld bij ontkoppeling van het voedingsnetwerk;
- bewaking van de isolatiestatus met foutmelding;
- zorg voor een controle van de toestand van de veldwikkeling wanneer de motor inactief is;
- werken met een hoogspanningsfrequentie-omvormer voor asynchrone en synchrone start.
Deze apparaten zijn zeer betrouwbaar. Het grootste nadeel is de hoge prijs.
Concluderend merken we op dat de meest gebruikelijke manier om synchrone motoren te starten asynchrone start is. Ik heb praktisch de toepassing van het gebruik van een extra elektromotor niet gevonden. Tegelijkertijd is een frequentiestart, waarmee u de opstartproblemen automatisch kunt oplossen, vrij duur.
Gerelateerde materialen:
Bezig met laden ...
