Sünkroonmootorite käivitamine: käivitamise omadused ja meetodid

Selleks, et tagada võimsate elektriajamite kasutamine sünkroonmootorid. Nad on leidnud rakendust kompressoriseadmetes, pumpades, süsteemides, valtsveskites ja ventilaatorites. Neid kasutatakse metallurgia-, tsemendi-, nafta- ja gaasitööstuses ning muudes tööstusharudes, kus on vaja kasutada suure võimsusega seadmeid. Selles artiklis otsustasime saidi lugejatele sellest rääkida Elektrik isekuidas saab sünkroonmootoreid käivitada.

Eelised ja puudused

Struktuurselt on sünkroonmootorid asünkroonmootoritest keerukamad, kuid neil on mitmeid eeliseid:

• Sünkroonsete elektrimootorite töö sõltub vähem toitepinge kõikumistest.
• Võrreldes asünkroonsega on neil suurem efektiivsus ja paremad mehaanilised omadused väiksemate mõõtmetega.
• Pöörlemiskiirus ei sõltu koormusest. See tähendab, et koormuse kõikumised tööpiirkonnas ei mõjuta kiirust.
• Need võivad töötada võlli oluliste ülekoormustega. Lühiajaliste tippkoormuste korral kompenseeritakse need ülekoormused, suurendades voolu põllumähises.
• Optimaalselt valitud ergastusvoolu režiimi korral ei tarbi ega edasta elektrimootorid reaktiivset energiat võrku, s.t. cosϕ on võrdne ühega. Üleärritusega töötavad mootorid on võimelised tekitama reaktiivset energiat. See võimaldab neid kasutada mitte ainult mootorina, vaid ka kompenseerijatena. Kui on vaja tekitada reaktiivenergiat, rakendatakse väljamähisele ülepinge.

Kõigi sünkroonsete elektrimootorite positiivsete omadustega on neil märkimisväärne puudus - käivitamise keerukus. Neil puudub käivitusmoment. Käivitamiseks on vaja spetsiaalset varustust. See piiras selliste mootorite kasutamist pikka aega.

Alustage meetodeid

Sünkroonseid elektrimootoreid saab käivitada kolmel viisil - lisamootori abil, asünkroonse ja sageduskäivitusega. Meetodi valimisel võetakse arvesse rootori konstruktsiooni.

See viiakse läbi püsimagnetitega, elektromagnetilise ergutusega või kombineeritult. Koos ergastusmähisega on rootorile paigaldatud lühismähis - oravapuur. Seda nimetatakse ka summutavaks mähiseks.

Alustades võimendusmootoriga

Seda lähtemeetodit kasutatakse praktikas harva, kuna seda on tehniliselt raske rakendada. Vajalik on täiendav elektrimootor, mis on mehaaniliselt ühendatud sünkroonmootori rootoriga.

Kiirendusmootori abil pöörleb rootor staatori välja pöörlemiskiirusele lähedaste väärtusteni (sünkroonkiirusele). Pärast seda rakendatakse rootori väljamähisele konstantset pinget.

Juhtimist teostavad lambid, mis on ühendatud paralleelselt lülitiga, mis annab staatori mähistele pinge. Lüliti tuleb lahti ühendada.

Esialgu vilguvad lambid, kuid kui nimikiirus on saavutatud, lõpetavad nad põlemise. Sel hetkel rakendatakse staatori mähistele pinget. Pärast seda saab sünkroonne elektrimootor töötada iseseisvalt.

Seejärel ühendatakse lisamootor vooluvõrgust lahti ja mõnel juhul mehaaniliselt. Need on kiirendusmootoriga käivitamise omadused.

Asünkroonne algus

Asünkroonse käivitamise meetod on tänapäeval kõige tavalisem. Selline käivitamine sai võimalikuks pärast rootori konstruktsiooni muutmist. Selle eeliseks on see, et pole vaja täiendavat kiirendusmootorit, kuna lisaks ergastusmähisele rootorisse olid paigaldatud orava puuri vardad, mis võimaldasid seda asünkroonselt juhtida režiimi. Selle tingimuse korral on see käivitusviis laialt levinud.

Soovitame kohe vaadata sellel teemal videot:

Kui staatori mähisele rakendatakse pinget, kiirendab mootor asünkroonses režiimis. Pärast kiiruse saavutamist nominaali lähedal lülitub ergutusmähis sisse.

Elektrimasin siseneb sünkroonimisrežiimi. Kuid mitte kõik pole nii lihtne. Käivitamisel tekib ergastusmähises pinge, mis suureneb kiiruse kasvades. See loob magnetvoo, mis mõjutab staatori voolusid.

Sellisel juhul tekib pidurdusmoment, mis võib rootori kiirenduse peatada. Väli kahjuliku mõju vähendamiseks on mähised ühendatud tühjendus- või kompenseerimistakistiga. Praktikas need takistid on suured rasked kastid, kus takistusliku elemendina kasutatakse teraspiraale. Kui seda ei tehta, võib tõusva pinge tõttu tekkida isolatsiooni purunemine. Mis toob kaasa seadmete rikke.

Pärast alam -sünkroonse kiiruse saavutamist eraldatakse takistid ergastusmähisest ja sellele antakse pidev pinge generaator (generaatori-mootorisüsteemis) või türistori erguti (selliseid seadmeid nimetatakse VTE, TVU jne), sõltuvalt seeria). Selle tulemusena läheb mootor sünkroonrežiimi.

Selle meetodi puudused on suured sissetungivoolud, mis põhjustab toitevõrgus olulise pingelanguse. See võib põhjustada teiste sellel liinil töötavate sünkroonmasinate sulgemise madalpingekaitse toimimise tagajärjel. Selle efekti vähendamiseks on staatori mähiseahelad ühendatud kompensatsiooniseadmetega, mis piiravad sisselülitusvoolu.

See võib olla:

1. Täiendavad takistid või reaktorid, mis piiravad sissetungivoolu. Pärast kiirendamist neid šunditakse ja staatori mähistele rakendatakse võrgupinge.
2. Autotrafode kasutamine. Nende abiga vähendatakse sisendpinget. Kui pöörlemiskiirus jõuab 95–97% töökiirusest, toimub lülitus. Autotransformaatorid on lahti ühendatud ja mähistele rakendatakse vahelduvvooluvõrku. Selle tulemusena lülitub mootor sünkroonimisrežiimi. See meetod on tehniliselt keerulisem ja kallim. Ja autotransformaatorid ebaõnnestuvad sageli. Seetõttu kasutatakse seda meetodit praktikas harva.

Sageduse algus

Sünkroonmootorite sagedast käivitamist kasutatakse suure võimsusega seadmete (1 kuni 10 MW) käivitamiseks tööpingega 6, 10 kW, nii lihtsa käivitamise režiimis (ventilaatori tüüpi koormusega) kui ka raske käivitamise korral (palli ajamid veskid). Nendel eesmärkidel toodetakse sageduspehmendusi.

Tööpõhimõte on sarnane kõrgepinge- ja madalpingeseadmetega, mis töötavad vastavalt sagedusmuunduri ahelale. Need tagavad käivitusmomendi kuni 100% nimiväärtusest ja võimaldavad käivitada ka mitu mootorit ühest seadmest. Näete allpool näidet pehme starteriga vooluringist, see lülitatakse mootori käivitamise ajaks sisse ja seejärel eemaldatakse see vooluringist, mille järel mootor ühendatakse otse võrku.

Ergutussüsteemid

Kuni viimase ajani kasutati ergastamiseks sõltumatut ergastusgeneraatorit. See asus sünkroonse elektrimootoriga samal võllil. Seda skeemi kasutatakse mõnes ettevõttes endiselt, kuid see on aegunud ja seda enam ei rakendata. Tänapäeval kasutatakse ergastuse reguleerimiseks türistori ergutajaid BTE.

Nad pakuvad:

• sünkroonmootori optimaalne käivitusrežiim;
• määratud ergastusvoolu hoidmine kindlaksmääratud piirides;
• ergutuspinge automaatne reguleerimine sõltuvalt koormusest;
• maksimaalse ja minimaalse ergastusvoolu piiramine;
• ergastusvoolu kiire suurenemine koos toitepinge vähenemisega;
• toitevõrgust lahti ühendamisel rootori välja summutamine;
• isolatsiooni seisundi jälgimine koos rikkega teavitamisega;
• kontrollige väljamähise olekut, kui elektrimootor ei tööta;
• töötada kõrgepinge sagedusmuunduriga, pakkudes asünkroonset ja sünkroonset käivitamist.

Need seadmed on väga usaldusväärsed. Peamine puudus on kõrge hind.

Kokkuvõtteks märgime, et kõige tavalisem viis sünkroonmootorite käivitamiseks on asünkroonne käivitamine. Täiendava elektrimootori abil alustamine praktiliselt ei leidnud rakendust. Samas on sageduskäivitus, mis lahendab automaatselt käivitusprobleemid, üsna kallis.

Seotud materjalid:

• Kuidas valida sagedusmuundurit
• Hõõglampide sujuv kaasamine
• Kuidas induktsioonmootor töötab