Tiristorski pobuđivači sinkronih motora: uređaj i načini rada

Elektronički uređaji za kontrolu uzbude naširoko se koriste u industriji. Oni su neophodni za napajanje uzbude i upravljački namot. Dizajniran za automatsku regulaciju struja polja tijekom izravnog pokretanja ili reaktora iz frekvencijskog pretvarača ili mreže. Ostvaruje stabilan rad u načinu sinkronog i hitnog rada snažnih sinkroni motori. Prednosti takvih sustava su jednostavnost upravljanja, kompaktnost, integracija u sustave elektronička regulacija u sustavima automatskog upravljanja gdje se primjenjuje daljinska promjena parametri. Dalje ćemo detaljno govoriti o tome što su tiristorski pobuđivači, koje su vrste i kako rade.

Opis i dijagram ugradnje

Tiristorski pobuđivači su ekonomični, nisu teški za rad i postavljanje. Izrađeno u obliku samostojećeg ormara.

Dolje je dijagram i opis elektroničke instalacije s tiristorskim upravljanjem, od kojih je jasno od čega se sastoji uređaj:

Dizajn uređaja je sljedeći:

• Upravljački ispravljač koji napaja uzbudni namot sinkronog motora. Predstavlja blok tiristora sa sustavom upravljanja impulsnom fazom.
• Reaktor koji predstavlja ulazni transformator.
• Modul za zatamnjivanje polja.
• Sustav ispitivanja.
• Mjerna jedinica koja kontrolira trenutnu razinu na izlazu napona uzbude i struje statora.
• Zaštitni modul i signalna jedinica. Pruža zaštitu za indikaciju kvara sustava za automatsko upravljanje i dijagnostiku.

Isporučuje se zajedno s relejno-kontaktnom upravljačkom jedinicom za pokretanje motora. Ima digitalni ili analogni sustav upravljanja.

Tiristorski pobuđivač omogućuje:

1. Za testni način rada primijenite napon na namote polja u neradnom stanju elektromotora.
2. U izravnom mrežnom načinu rada napaja namote polja radi održavanja funkcije struje statora i struje klizanja.
3. S pokretanjem reaktora, uzbuda se dobiva nakon uključivanja sklopke za skretanje.
4. Glatko (asinkrono) pokretanje s visokonaponskim pokretačem.
5. Omogućuje sinkrono pokretanje pomoću visokonaponskog pretvarača frekvencije.

Elektronički pobuđivač prati i održava normalan rad. Istodobno osigurava sigurnost opreme za koju je potrebna zaštitna jedinica:

• Štiti izlazne krugove kada uzbudna struja prelazi početno zadanu vrijednost.
• Štiti ulazne krugove pri prekoračenju mrežnih struja.
• Oštećenje izolacijskog kruga.
• Isključivanje u nuždi.
• Pogreška u slijedu faza.
• Nedostatak napona napajanja.
• Pogreške pri sinkronizaciji motora s mrežnim parametrima.
• U slučaju nužde, elektronička naponska jedinica.
• Dugoročno, različito od navedenog. Trajanje pokretanja je programirano. Vrijeme prekoračenja smatra se pogreškom.
• Upozorenje o asinkronom napretku.
• Od vanjskih hitnih slučajeva.
• Provodi se zaštita od pogrešaka u upravljanju.

Ako je pobudnik opremljen zaštitom od smanjenja izolacijskog otpora vanjskog kruga, dodatno se dovršava:

• Jedinica za stalno praćenje parametara izolacijskog otpora s prikazom na zaslonu.
• Prisutnost suhog kontakta u slučaju smanjenja izolacijskog otpora, manje od dvije, konstantne vrijednosti koje postavlja instalater.

Prisutnost upravljačke jedinice omogućuje održavanje unutar tolerancije napona u statoru, kao i koeficijenta performansi ili pobude u automatskom načinu rada. Karakteristike se postavljaju tijekom puštanja u pogon ili daljinski.

Vanjski izgled i unutarnja struktura prikazani su na fotografiji:

Načini rada

Uređaj nudi tri načina rada, automatski, ručni i hitni. Moguće je mijenjati načine rada dok motor radi. Prijelaz s jednog na drugi nije popraćen strujnim udarima. U nastavku ćemo vidjeti kako uređaj radi.

Automatski način rada

Unaprijed postavljeni parametri održavaju se pomoću jedinice za koordinaciju uzbude - ARV. Parametri se postavljaju pomoću gumba na daljinskom upravljaču ili daljinski.

ARV podržava postavljene parametre:

• Mrežni napon.
• Faktor snage motora (cosⱷ).
• Stabilan rad motora kada opterećenje prelazi maksimum.
• Regulira napon statora kada je opterećenje manje od nominalnog.

Ručni način upravljanja

Uređaj vam omogućuje promjenu parametara u ručnom načinu rada, koji postavlja operator s inženjerske ploče.

U tom slučaju blok pruža:

• Izravno pokretanje s automatskim pobuđivanjem zavojnica sinkronog motora u funkciji struje i klizanja statora.
• Pokretanje reaktora. U automatskom načinu rada struja statora je regulirana.
• Stabilizacija uzbudne struje pri naglim promjenama opterećenja.
• Održavanje stabilizacijske struje unutar 5% pri promjeni napona napajanja za 70-110% nominalnog. S promjenama temperature namota.
• Sposobnost glatkog podešavanja struje. Ako je potrebno, može se brzo prilagoditi.
• Zaštita rotora od dugotrajnih preopterećenja.
• Brzo prigušivanje polja rotora tijekom dugotrajnog pada napona. U tom slučaju mora se dati signal za gašenje.
• Povećanje napona za 1,75 od nominalnog. Pri normalnom mrežnom naponu koji opskrbljuje uzbudu.
• Ograničenje napona minimalnim vrijednostima.
• Ograničavanje struje maksimalnim vrijednostima.

Način rada u nuždi

Dizajniran za hitan rad motora. Analogni uzbuditelj podešava struje od nule do vrijednosti povišenja. Postoji prilagodba unutar navedenih granica.

Sadrži modul koji štiti krugove kada:

• Kratki spoj u krugovima elektroničkog pretvarača.
• Isključite uzbudu elektromotora koji radi.
• Kontinuirani asinkroni hod.
• Proboj izolacije na masu.
• Preopterećenja koja prelaze navedene vrijednosti.
• Više pokretanja motora.
• Kvar grupe kontakata u prekidačkom modulu.
• Podnaponski stator.
• Promjena smjera moći.
• Povećan napon u namotima polja.
• Kad se početni otpornik pregrije.

Elektronički uzbuditelji usmjereni su na opskrbni napon u krug namota polja i na regulaciju struja polja u automatskom načinu rada. Koriste se za sinkrone elektromotore velike snage.

Što su oni i gdje se koriste?

Industrija već dugi niz godina proizvodi tiristorske uzbude. Sada se proizvode nadograđeni uređaji s računalnim upravljanjem.

Uređaji su dizajnirani za napajanje namota polja. S automatskom kontrolom struje za izravni, reaktorski, frekvencijski i glatki start.

Tablica prikazuje vrste patogena sa karakteristikama:

Područje primjene je dovoljno široko, koriste se u hidroelektranama, električnoj, metalurškoj, petrokemijskoj, kemijskoj i prehrambenoj industriji.