Typiske ordninger og metoder for å starte synkronmotorer
For å sikre bruken av kraftige elektriske stasjoner brukes synkron elektriske motorer. De har funnet anvendelse i kompressoranlegg, pumper, systemer, valsemaskiner, vifter. De brukes i metallurgi, sement, olje og gass og andre næringer der det er nødvendig å bruke høykraftutstyr. I denne artikkelen bestemte vi oss for å fortelle leserne om nettstedet electro.tomathousehvordan synkroniserte motorer kan startes.
Fordeler og ulemper
Synkronmotorer er strukturelt mer kompliserte enn asynkrone motorer, men de har en rekke fordeler:
- Driften av synkrone elektriske motorer i mindre grad avhenger av spenningssvingningen i forsyningsnettet.
- Sammenlignet med asynkrone, har de større effektivitet og bedre mekaniske egenskaper med mindre dimensjoner.
- Rotasjonshastigheten er uavhengig av belastningen. Det vil si at belastningsvingninger i driftsområdet ikke påvirker hastigheten.
- De kan jobbe med betydelig overbelastning på skaftet. Hvis det oppstår kortvarige toppoverbelastninger, kompenserer en økning i strømmen i feltviklingen for disse overbelastningene.
- Med en optimal valgt modus for eksitasjonsstrøm forbruker ikke elektriske motorer og overfører ikke reaktiv energi til nettverket, dvs. cosϕ er lik en. Motorer som arbeider med overeksitasjon, er i stand til å generere reaktiv energi. Hva gjør at de ikke bare kan brukes som motorer, men også som kompensatorer. Hvis det er behov for reaktiv energi, tilføres en økt spenning til feltspolen.
Med alle de positive egenskapene til synkrone elektriske motorer har de en betydelig ulempe - kompleksiteten ved å starte opp. De har ikke et startmoment. For å starte, er spesialutstyr nødvendig. Dette har lenge begrenset bruken av slike motorer.
Oppstartsmetoder
Synkron elektriske motorer kan startes på tre måter - ved å bruke en ekstra motor, asynkron og frekvensstart. Når du velger en metode, tas designen av rotoren i betraktning.
Det utføres med permanente magneter, med elektromagnetisk eksitasjon eller kombinert. Sammen med feltviklingen er det montert en kortsluttet vikling, et ekornbur, på rotoren. Det kalles også dempende vikling.
Starter med en boostermotor
Denne startmetoden brukes sjelden i praksis, fordi den er vanskelig å implementere teknisk. En ekstra elektrisk motor er nødvendig, som er mekanisk koblet til rotoren til synkronmotoren.
Ved hjelp av en akselererende motor dreies rotoren til verdier nær rotasjonshastigheten til statorfeltet (til synkron hastighet). Deretter påføres en konstant spenning på feltviklingen av rotoren.
Kontrollen utføres av lyspærer som er koblet parallelt med effektbryteren, som leverer spenning til statorviklingene. Strømbryteren må være slått av.
I det første øyeblikket blinker lampene, men når de når nominell hastighet, slutter de å brenne. På dette tidspunktet påføres spenning til statorviklingene. Da kan den synkrone elektriske motoren fungere uavhengig.
Deretter kobles tilleggsmotoren fra nettverket, og i noen tilfeller kobles den ut mekanisk. Dette er funksjonene ved å starte med en akselererende motor.
Asynkron start
Den asynkrone startmetoden er uten tvil den vanligste. En slik start ble muliggjort etter at rotordesignet ble endret. Fordelen er at det ikke er behov for en ekstra akselererende motor, siden det i tillegg til feltviklingen var montert kortsluttede ekornburstenger i rotoren, noe som gjorde det mulig å starte den i asynkron modus. Under denne betingelsen ble denne metoden for oppstart mye brukt.
Anbefaler straks å se en video om emnet:
Når spenningen tilføres statoren vikling, akselererer motoren i asynkron modus. Etter å ha nådd revolusjoner nær nominell, blir eksitasjonsviklingen slått på.
Den elektriske maskinen går i synkroniseringsmodus. Men ikke så enkelt. Under oppstart vises en spenning i feltviklingen, som øker med økende hastighet. Det skaper en magnetisk fluks som påvirker statorstrømmene.
I dette tilfellet oppstår et bremsemoment, som kan stoppe akselerasjonen av rotoren. For å redusere de skadelige virkningene av feltviklingen er de koblet til en utladnings- eller kompensasjonsmotstand. I praksis er disse motstander Det er store tunge kasser der stålspiraler brukes som et motstandselement. Hvis dette ikke blir gjort, kan det forekomme en sammenbrudd i isolasjonen på grunn av økende spenning. Hva vil resultere i utstyrssvikt.
Etter å ha nådd den sub-synkrone hastigheten kobles motstandene fra feltviklingen, og en konstant spenning tilføres den fra generatoren (i generator-motor-systemet) eller fra tyristor-eksitereren (slike enheter kalles VTE, TVU og så videre, avhengig av serie). Som et resultat går motoren i synkron modus.
Ulempene med denne metoden er store innstrømningsstrømmer, noe som medfører en betydelig nedtrapping i forsyningsspenningen. Dette kan føre til avstengning av andre synkrone maskiner som opererer på denne linjen, som et resultat av driften av lavspentbeskyttelsen. For å redusere denne effekten er stators viklingskretser koblet til kompensasjonsenheter som begrenser russtrømmen.
Det kan være:
- Ytterligere motstander eller reaktorer som begrenser russtrømmer. Etter akselerasjon blir de skiftet, og nettspenningen blir påført statorviklingene.
- Bruken av autotransformatorer. Med deres hjelp synker inngangsspenningen. Når du har nådd en rotasjonshastighet på 95-97% av arbeidet, skjer det bytte. Autotransformatorer er slått av, og vekselstrøm påføres spenningen. Som et resultat går den elektriske motoren i synkroniseringsmodus. Denne metoden er teknisk mer kompleks og dyr. Og autotransformatorer mislykkes ofte. Derfor i praksis blir denne metoden sjelden brukt.
Frekvensstart
Frekvensstart av synkronmotorer brukes til å starte høykraftapparater (fra 1 til 10 MW) med en driftsspenning på 6, 10 KV, både i enkel startmodus (med viftens art på lasten) og med tung start (kulemølledrev). For disse formålene er enhetene for myk frekvensstart tilgjengelig.
Operasjonsprinsippet ligner høyspennings- og lavspentapparater som opererer i henhold til frekvensomformerkretsen.De gir et startmoment på opptil 100% av det nominelle, og gir også lansering av flere motorer fra en enhet. Du ser et eksempel på en krets med en myk starter under, den slås på for den gang motoren starter, og så fjernes den fra kretsen, hvoretter motoren kobles direkte til nettverket.
Spenningssystemer
Inntil nylig ble en uavhengig eksitasjonsgenerator brukt til eksitasjon. Den lå på samme aksel med en synkron elektrisk motor. En slik ordning brukes fremdeles hos noen virksomheter, men den er utdatert og brukes nå ikke. For å regulere eksitasjonen brukes VTE-tyristorpatogener.
De gir:
- optimal startmodus for synkronmotoren;
- opprettholde en gitt feltstrøm innenfor forutbestemte grenser;
- automatisk regulering av eksitasjonsspenningen avhengig av belastningen;
- begrensning av maksimal og minimum eksitasjonsstrøm;
- øyeblikkelig økning i eksitasjonsstrømmen mens du senker forsyningsspenningen;
- demping av rotorfeltet når det kobles fra forsyningsnettet;
- overvåking av isolasjonsstatus med feilvarsling;
- gi en sjekk av tilstanden til feltviklingen når motoren er inaktiv;
- arbeid med en høyspent frekvensomformer, og gir asynkron og synkron oppstart.
Disse enhetene er svært pålitelige. Den største ulempen er den høye prisen.
Avslutningsvis bemerker vi at den vanligste måten å starte synkronmotorer på er asynkron start. Jeg fant praktisk talt ikke bruken av å begynne å bruke en ekstra elektrisk motor. Samtidig er en frekvensstart, som lar deg automatisk løse oppstartsproblemene, ganske dyr.
Relaterte materialer:
Laster inn ...
