Tipikus sémák szinkron villanymotorok indításához

A szinkronmotorokat széles körben használják az iparban állandó fordulatszámon működő elektromos hajtásokhoz (kompresszorok, szivattyúk stb.). Az utóbbi időben a kapcsoló félvezető technológia megjelenése miatt vezérelt szinkron elektromos hajtásokat fejlesztettek ki.

A szinkronmotorok előnyei

A szinkronmotor egy kicsit bonyolultabb, mint az aszinkron motor, de számos előnye van, ami lehetővé teszi bizonyos esetekben az aszinkron helyett.

1. A szinkron villanymotor fő előnye az a képesség, hogy optimális üzemmódot kapjon a reaktív energia számára, amelyet a motor gerjesztőáramának automatikus beállításával hajtanak végre. Egy szinkronmotor működhet anélkül, hogy meddőenergiát fogyasztana vagy a hálózatba juttatna, egységnyi teljesítménytényezővel (cos fi). Ha a vállalkozásnak meddőteljesítményt kell előállítania, akkor azt túlgerjesztéssel működő szinkronmotor adhatja a hálózatnak.

2.A szinkron motorok kevésbé érzékenyek a hálózati feszültség ingadozására, mint az aszinkron motorok. Maximális nyomatékuk arányos a hálózati feszültséggel, míg az indukciós motor kritikus nyomatéka a feszültség négyzetével arányos.

3. A szinkronmotorok nagy túlterhelési kapacitással rendelkeznek. Ezen túlmenően a szinkronmotor túlterhelési kapacitása automatikusan növelhető a gerjesztőáram növelésével, például a motortengely terhelésének hirtelen, rövid távú növekedése esetén.

4. A szinkronmotor fordulatszáma a túlterhelési kapacitásán belüli bármely tengelyterhelés esetén változatlan marad.

Szinkronmotor indításának módjai

A szinkronmotor indításának a következő módjai lehetségesek: aszinkron indítás teljes hálózati feszültségen és kisfeszültségű indítás reaktoron keresztül, ill. autotranszformátor.

A szinkronmotor indítása aszinkron indításként történik. A szinkrongép belső indítónyomatéka kicsi, míg az implicit pólusú gépeké nulla. Az aszinkron forgatónyomaték létrehozásához a forgórész mókusketreccel van felszerelve, melynek rudai a pólusrendszer réseibe kerülnek. (Természetesen a kiugró pólusú motornál nincsenek rúd a pólusok között.) Ugyanez a cella hozzájárul a motor dinamikus stabilitásának növeléséhez a terhelési kiugrások során.

Az aszinkron nyomaték miatt a motor elindul és felgyorsul. A forgórész tekercsében gyorsítás közben nincs gerjesztő áram.A gépet gerjesztetlenül indítják, mivel a gerjesztett pólusok jelenléte megnehezítené a gyorsítási folyamatot, és dinamikus fékezéskor az indukciós motorhoz hasonló fékezőnyomatékot hozna létre.

Amikor az ún Szubszinkron fordulatszám, amely 3-5%-kal különbözik a szinkrontól, a gerjesztőtekercshez áram jut, és a motor az egyensúlyi helyzet körüli többszöri oszcilláció után vonzódik a szinkronhoz. A szabad pólusú motorokat az alacsony tengelynyomatékok reaktív nyomatéka miatt néha szinkronba hozzák anélkül, hogy áramot adnának a terepi tekercshez.

A szinkronmotoroknál nehéz egyszerre biztosítani az indítónyomaték és a bemeneti nyomaték szükséges értékeit, amely alatt a szinkron fordulatszám 95%-ának elérésekor kialakuló aszinkron nyomatékot értjük. A statikus nyomaték sebességtől való függésének természetének megfelelően, pl. az elektromos gépeket gyártó üzemekben az indítócella paramétereit a motor tervezett szerkezetének megfelelően módosítani kell.

Néha az áramok korlátozása érdekében az erős motorok indításakor az állórész kapcsai feszültsége csökken, beleértve az autotranszformátor vagy az ellenállások tekercsét is. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a szinkronmotor indításakor a gerjesztő tekercs áramköre nagy ellenállásra záródik, amely 5-10-szer meghaladja a tekercs ellenállását.

Ellenkező esetben az indításkor a tekercsben indukált áramok hatására pulzáló mágneses fluxus lép fel, amelynek fordított komponense az állórész áramaival kölcsönhatásba lépve fékezőnyomatékot hoz létre.Ez a nyomaték a névleges fele valamivel nagyobb fordulatszámon éri el maximális értékét, és hatására a motor ezen a fordulatszámon le tudja állítani a gyorsulást. Indítás közben a terepi áramkör nyitva hagyása veszélyes, mert a tekercsszigetelés megsérülhet a benne indukált EMF hatására.

Oktatási filmszalag – "Szinkronmotorok" az Oktatási Anyaggyár által 1966-ban. Itt nézheti meg: Filmszalag "Szinkronmotor"

Szinkron villanymotor aszinkron indítása

A vakon csatlakoztatott gerjesztővel ellátott szinkronmotor gerjesztő áramköre meglehetősen egyszerű, és akkor használható, ha a bekapcsolási áramok nem okoznak nagyobb feszültségesést a hálózatban, mint a megengedett és statisztikai Ms <0,4 Mnom nyomaték.

A szinkronmotor aszinkron indítása az állórésznek a hálózathoz való csatlakoztatásával történik. A motort indukciós motorként a szinkronhoz közeli fordulatszámra gyorsítják.

Az aszinkron indítás során a gerjesztő tekercset a kisülési ellenállásra zárják, hogy elkerüljék a gerjesztő tekercs tönkremenetelét az indítás során, mivel alacsony forgórész fordulatszámon jelentős túlfeszültségek léphetnek fel benne. Szinkronhoz közeli fordulatszámon a KM mágneskapcsoló kiold (a mágneskapcsoló tápáramköre nem látható az ábrán), a gerjesztőtekercset leválasztják a kisülési ellenállásról és csatlakoztatják a gerjesztő armatúrájához. A kezdet véget ér.

A szinkron motor gerjesztő áramkörök tipikus egységei, amelyek tirisztoros gerjesztőket használnak szinkron motorok indításához

A legtöbb szinkronmotoros elektromos hajtás gyengesége, amely nagymértékben megnehezíti a működést és növeli a költségeket, évek óta gerjeszti az elektromos gépeket. Manapság széles körben használják szinkronmotorok gerjesztésére. tirisztoros gerjesztők… készletben szállítjuk.

A szinkron villanymotorok tirisztoros gerjesztői megbízhatóbbak és nagyobb hatásfokkal rendelkeznek. elektromos gép gerjesztőihez képest. Segítségükkel könnyen megoldhatók a gerjesztőáram optimális szabályozásával kapcsolatos kérdések az állandóság fenntartása érdekében. cos phi, azon gyűjtősínek feszültsége, amelyről a szinkronmotort táplálják, valamint a szinkronmotor forgórész- és állórészáramának korlátozása vészüzemben.

A tirisztoros gerjesztők a legtöbb nagyméretű szinkron elektromos motorral vannak felszerelve. Általában a következő funkciókat látják el:

• szinkronmotor indítása a terepi tekercskörben lévő indítóellenállással,
• az indítóellenállás érintésmentes leállítása a szinkronmotor indítása után és túlmelegedés elleni védelme,
• automatikus gerjesztés a szinkron villanymotor indításának megfelelő pillanatában,
• a gerjesztőáram automatikus és kézi beállítása
• szükséges kényszergerjesztés az állórész mély feszültségesése és a szinkronmotor tengelyén történő éles terhelésugrások esetén,
• szinkronmotor mezőjének gyors kioltása, ha csökkenteni kell a mezőáramot és le kell kapcsolni az elektromos motort,
• szinkronmotor forgórészének védelme folyamatos túláram és rövidzárlat ellen.

Ha a szinkron villanymotort csökkentett feszültséggel indítják, akkor „könnyű” indításnál addig gerjesztik, amíg az állórész tekercselése teljes feszültséggel be nem kapcsol, és „erős” indításkor a gerjesztést teljes feszültséggel táplálják az állórész áramkörében. Lehetőség van arra, hogy a motor tértekercset a kisülési ellenállással sorba kapcsoljuk a gerjesztő armatúrájára.

A szinkronmotor gerjesztésének folyamata kétféleképpen automatizálható: a sebesség és az áram függvényében.

A szinkronmotorok gerjesztőrendszerének és vezérlőberendezésének biztosítania kell:

• a motor indítása, szinkronizálása és leállítása (automatikus gerjesztéssel az indítás végén);
• kényszergerjesztés legalább 1,4-es tényezővel, amikor a hálózati feszültség 0,8 Un-ra csökken;
• a szomszédos elektromos vevők által fogyasztott (adott) meddőteljesítmény motor általi kompenzálásának lehetősége a motor termikus képességein belül;
• a motor leállítása a gerjesztőrendszer meghibásodása esetén;
• a gerjesztőáram stabilizálása a beállított érték 5% -os pontosságával, amikor a hálózati feszültség 0,8-ról 1,1-re változik;
• a gerjesztés szabályozása az állórész feszültségének eltérésével 8%-os holtzónával;
• amikor a szinkronmotor állórészének tápfeszültsége 8-ról 20%-ra változik, az áram a beállított értékről 1,4 In-re változik, növelve a gerjesztőáramot a motor maximális túlterhelése érdekében.

Az ábrán látható diagramban a gerjesztést egy szinkronmotorra tápláljuk egy KT DC elektromágneses relé (Sleeving Time Relay) segítségével.A relé tekercs a VD diódán keresztül csatlakozik az Rdisc kisülési ellenálláshoz. Amikor az állórész tekercsét a hálózatra csatlakoztatják, a motor gerjesztő tekercsében emf indukálódik. A KT relé tekercsén egyenáram folyik át, melynek impulzusainak amplitúdója és frekvenciája a csúszástól függ.

Szinkronmotor gerjesztése a fordulatszámtól függően

Indításkor a szlip S = 1. A motor gyorsulásával csökken, és az áram korrigált félhullámai közötti intervallumok nőnek; a mágneses fluxus fokozatosan csökken a Ф (t) görbe mentén.

Szinkronhoz közeli sebességnél a relé mágneses fluxusa eléri a relé Fot kiesési fluxusának értékét abban a pillanatban, amikor az áram nem halad át a KT relén. A relé elveszti feszültségét, és az érintkezőjén keresztül létrehozza a KM mágneskapcsoló tápáramkörét (a KM kontaktor tápáramköre nem látható az ábrán).

Fontolja meg a tápegység vezérlését az aktuális funkcióban egy áramrelé segítségével. Az indítóárammal a KA áramrelé aktiválódik, és kinyitja az érintkezőjét a KM2 kontaktor áramkörében.

Az áram és a mágneses fluxus változásainak grafikonja a KT időrelében

Szinkronmotor gerjesztésének figyelése az áramerősség függvényében

Szinkronhoz közeli sebességnél a KA relé eltűnik, és lezárja az érintkezőjét a KM2 mágneskapcsoló áramkörében. A KM2 kontaktor aktiválódik, lezárja az érintkezőjét a gép gerjesztő áramkörében, és söntöli az Rres ellenállást.

Lásd még: Szinkronmotorok indításához szükséges berendezések kiválasztása