Scheme și metode tipice pentru pornirea motoarelor sincrone
Pentru a asigura funcționarea de acționări electrice puternice sunt utilizate motoare electrice sincrone. Au găsit aplicații în instalații de compresie, pompe, sisteme, laminatoare, ventilatoare. Sunt utilizate în metalurgie, ciment, petrol și gaze și în alte industrii unde este necesar să folosiți echipamente de mare putere. În acest articol, am decis să le spunem cititorilor site-ului Elecroexpertcum pot fi pornite motoarele sincronizate.
Avantaje și dezavantaje
Motoarele sincrone sunt din punct de vedere structural mai complicate decât cele asincrone, dar prezintă o serie de avantaje:
- Funcționarea motoarelor electrice sincrone depinde într-o măsură mai mică de fluctuațiile tensiunii rețelei de alimentare.
- În comparație cu cele asincrone, acestea au o eficiență mai mare și caracteristici mecanice mai bune, cu dimensiuni mai mici.
- Viteza de rotație este independentă de sarcină. Adică, fluctuațiile de sarcină din domeniul de operare nu afectează viteza.
- Ele pot lucra cu supraîncărcări semnificative pe arbore. Dacă apar supraîncărcări de vârf pe termen scurt, o creștere a curentului în înfășurarea pe teren compensează aceste supraîncărcări.
- Cu un mod selectat optim de curent de excitație, motoarele electrice nu consumă și nu transferă energie reactivă în rețea, adică. cosϕ este egal cu unul. Motoarele, care lucrează cu supraexcitatie, sunt capabile să genereze energie reactivă. Ceea ce le permite să fie utilizate nu numai ca motoare, ci și ca compensatoare. Dacă este nevoie de energie reactivă, se aplică o tensiune crescută pe bobina de câmp.
Cu toate calitățile pozitive ale motoarelor electrice sincrone, acestea au un dezavantaj semnificativ - complexitatea pornirii. Nu au un cuplu de pornire. Pentru început, este necesar un echipament special. Acest lucru a limitat de mult utilizarea acestor motoare.
Metode de pornire
Motoarele electrice sincrone pot fi pornite în trei moduri - folosind un motor suplimentar, pornirea asincronă și frecvența. Atunci când alegeți o metodă, designul rotorului este luat în considerare.
Se realizează cu magneți permanenți, cu excitație electromagnetică sau combinate. Odată cu înfășurarea pe câmp, pe rotor este montată o înfășurare de scurtcircuit, o cușcă de veveriță. Se mai numește înfășurarea de amortizare.
Începând cu un motor de rapel
Această metodă de pornire este rar folosită în practică, deoarece este dificil de implementat tehnic. Este necesar un motor electric suplimentar, care este conectat mecanic la rotorul motorului sincron.
Folosind un motor cu accelerație, rotorul nu este supus la valori apropiate de viteza de rotație a câmpului statorului (până la viteza sincronă). Apoi, o tensiune constantă este aplicată înfășurării pe câmp a rotorului.
Controlul se realizează prin becuri care sunt conectate paralel cu întrerupătorul, care furnizează tensiune înfășurărilor statorului. Întrerupătorul trebuie oprit.
În momentul inițial, lămpile clipesc, dar când ating viteza nominală, acestea nu mai ard. În acest moment, tensiunea este aplicată înfășurărilor statorului. Apoi, motorul electric sincron poate funcționa independent.
Apoi motorul suplimentar este deconectat de la rețea și, în unele cazuri, este deconectat mecanic. Acestea sunt caracteristicile de pornire cu un motor accelerat.
Pornire asincronă
Metoda de pornire asincronă este de departe cea mai frecventă. O astfel de pornire a fost posibilă după modificarea designului rotorului. Avantajul său este că nu este nevoie de un motor suplimentar de accelerație, deoarece pe lângă înfășurarea pe câmp, în rotor au fost montate tije cu veveri de scurtcircuit, ceea ce a făcut posibilă pornirea acestuia în regim asincron. În această condiție, această metodă de pornire a fost utilizată pe scară largă.
Recomandă imediat vizionarea unui videoclip pe această temă:
Când tensiunea este aplicată înfășurării statorului, motorul accelerează în regim asincron. După atingerea revoluțiilor apropiate de nominal, înfășurarea de excitație este pornită.
Mașina electrică intră în modul de sincronizare. Dar nu atât de simplu. În timpul pornirii, apare o tensiune în înfășurarea pe câmp, care crește cu creșterea vitezei. Creează un flux magnetic care afectează curenții statorului.
În acest caz, apare un cuplu de frânare, care poate opri accelerația rotorului. Pentru a reduce efectele nocive ale înfășurării pe câmp, acestea sunt conectate la o rezistență de descărcare sau compensare. În practică, acestea rezistențe Sunt cutii mari grele, în care spiralele din oțel sunt folosite ca element rezistiv. Dacă nu se face acest lucru, atunci se poate produce o defecțiune a izolației din cauza creșterii tensiunii. Ceea ce va duce la o defecțiune a echipamentului.
După atingerea vitezei sub-sincrone, rezistențele sunt deconectate de la înfășurarea de excitație și i se furnizează o tensiune constantă de la generator (în sistemul generator-motor) sau de la excitatorul tiristorului (astfel de dispozitive se numesc VTE, TVU și așa mai departe, în funcție de serie). Drept urmare, motorul trece în modul sincron.
Dezavantajele acestei metode sunt curenții mari de intrare, ceea ce determină o atragere semnificativă a tensiunii de alimentare. Acest lucru poate duce la oprirea altor mașini sincrone care funcționează pe această linie, ca urmare a funcționării protecțiilor de joasă tensiune. Pentru a reduce acest efect, circuitele de înfășurare a statorului sunt conectate la dispozitive de compensare care limitează curenții de intrare.
Poate fi:
- Rezistențe suplimentare sau reactoare care limitează curenții de intrare. După accelerare, acestea sunt evitate și tensiunea de rețea este aplicată înfășurărilor statorului.
- Utilizarea autotransformatoarelor. Cu ajutorul lor, tensiunea de intrare scade. La atingerea unei viteze de rotație de 95-97% din funcționare are loc comutarea. Autotransformatoarele sunt oprite și tensiunea de curent alternativ este aplicată înfășurărilor. Drept urmare, motorul electric intră în modul de sincronizare. Această metodă este mai complexă din punct de vedere tehnic și costisitoare. Și autotransformatorii eșuează adesea. Prin urmare, în practică, această metodă este rar folosită.
Începutul frecvenței
Pornirea cu frecvență a motoarelor sincrone este utilizată pentru pornirea dispozitivelor de mare putere (de la 1 la 10 MW) cu o tensiune de funcționare de 6, 10 KV, atât în modul de pornire ușoară (cu natura ventilatorului încărcăturii), cât și cu pornire grea (acționări de moara cu bile). În aceste scopuri, sunt disponibile dispozitive de pornire cu frecvență soft.
Principiul de funcționare este similar cu dispozitivele de înaltă tensiune și joasă tensiune care funcționează în conformitate cu circuitul convertizorului de frecvență.Acestea asigură un cuplu de pornire de până la 100% din valoarea nominală și asigură, de asemenea, lansarea mai multor motoare de la un dispozitiv. Vedeți un exemplu de circuit cu un starter soft mai jos, acesta se pornește pentru momentul pornirii motorului și apoi este scos din circuit, după care motorul este conectat direct la rețea.
Sisteme de excitație
Până de curând, pentru excitație se folosea un generator independent de excitație. Acesta era amplasat pe același arbore cu un motor electric sincron. O astfel de schemă este încă aplicată la unele întreprinderi, dar este învechită și nu este aplicată acum. Acum, pentru a regla excitația, se folosesc agenți patogeni tiristori VTE.
Ei furnizeaza:
- modul optim de pornire al motorului sincron;
- menținerea unui curent de câmp dat în limite predeterminate;
- reglarea automată a tensiunii de excitație în funcție de sarcină;
- limitarea curentului maxim și minim de excitație;
- creșterea instantanee a curentului de excitație în timp ce scăderea tensiunii de alimentare;
- amortizarea câmpului rotorului la deconectare de la rețeaua de alimentare;
- monitorizarea stării de izolare cu notificare de eroare;
- asigurați o verificare a stării înfășurării pe câmp atunci când motorul este inactiv;
- lucrați cu un convertor de frecvență de înaltă tensiune, oferind pornire asincronă și sincronă.
Aceste dispozitive sunt extrem de fiabile. Dezavantajul principal este prețul ridicat.
În concluzie, remarcăm că cea mai obișnuită modalitate de pornire a motoarelor sincrone este pornirea asincronă. Practic nu am găsit aplicația de pornire folosind un motor electric suplimentar. În același timp, o pornire a frecvenței, care vă permite să rezolvați automat problemele de pornire, este destul de costisitoare.
Materiale conexe:
Se încarcă...
