כדי להבטיח את פעולת הכוננים החשמליים החזקים מנועים סינכרוניים. הם מצאו יישום ביחידות מדחס, משאבות, מערכות, טחנות גלגול ומאווררים. הם משמשים בתעשיות מתכות, מלט, נפט וגז ותעשיות אחרות שבהן יש צורך להשתמש בציוד בעל הספק גבוה. במאמר זה, החלטנו לספר לקוראי האתר חשמלאי עצמוכיצד ניתן להפעיל מנועים סינכרוניים.
תוֹכֶן:
- יתרונות וחסרונות
- התחל בשיטות
- מתחיל במנוע הגבהה
- התחלה אסינכרונית
- התחלת תדר
- מערכות עירור
יתרונות וחסרונות
מבחינה מבנית, מנועים סינכרוניים מורכבים יותר מאלה שאינם סינכרוניים, אך יש להם מספר יתרונות:
- פעולת מנועים סינכרוניים תלויה פחות בתנודות במתח האספקה.
- בהשוואה לאסינכרוני, יש להם יעילות גבוהה יותר ומאפיינים מכניים טובים יותר עם ממדים קטנים יותר.
- מהירות הסיבוב אינה תלויה בעומס. כלומר, תנודות העומס בטווח הפעולה אינן משפיעות על המהירות.
- הם יכולים לעבוד עם עומסי יתר משמעותיים על הפיר. אם מתרחשים עומסי שיא לטווח קצר, עומסים אלה מפוצים על ידי הגדלת הזרם בפיתול השדה.
- עם מצב זרם עירור שנבחר בצורה מיטבית, המנועים החשמליים אינם צורכים או מעבירים אנרגיה תגובתית לרשת, כלומר cosϕ שווה לאחד. מנועים העובדים עם התרגשות יתר מסוגלים לייצר אנרגיה תגובתית. זה מאפשר להם לשמש לא רק כמנועים, אלא גם כמפצים. אם נדרשת הפקת אנרגיה תגובתית, מתח יתר מופעל על פיתול השדה.
עם כל התכונות החיוביות של מנועים חשמליים סינכרוניים, יש להם חסרון משמעותי - מורכבות ההפעלה. אין להם מומנט התחלתי. ציוד מיוחד נדרש להפעלה. זה הגביל את השימוש במנועים כאלה לאורך זמן.
התחל בשיטות
ניתן להפעיל מנועים חשמליים סינכרוניים בשלוש דרכים - באמצעות מנוע נוסף, אסינכרוני והתנעה בתדר. בעת בחירת שיטה, נלקח בחשבון עיצוב הרוטור.
הוא מתבצע באמצעות מגנטים קבועים, עירור אלקטרומגנטי או משולב. יחד עם פיתול ההתרגשות מותקן על הרוטור סלילה קצרה, כלוב סנאי. זה נקרא גם סלילה.
מתחיל במנוע הגבהה
שיטת התחלה זו משמשת לעתים רחוקות בפועל מכיוון שהיא קשה מבחינה טכנית ליישם. דרוש מנוע חשמלי נוסף המחובר מכנית לרוטור המנוע הסינכרוני.
בעזרת המנוע המאיץ, הרוטור מסתובב עד לערכים הקרובים למהירות הסיבוב של שדה הסטאטור (למהירות הסינכרונית). לאחר מכן, מתח קבוע מופעל על פיתול שדה הרוטור.
השליטה מתבצעת על ידי נורות המחוברות במקביל למתג, המספק מתח לפיתולי הסטטור. יש לנתק את המתג.
ברגע הראשוני, המנורות מהבהבות, אך כאשר מגיעים למהירות המדורגת, הן מפסיקות להישרף. ברגע זה, מתח מופעל על פיתולי הסטאטור. אז המנוע הסינכרוני יכול לפעול באופן עצמאי.
ואז המנוע הנוסף מנותק מהרשת, ובמקרים מסוימים הוא מנותק מכנית. אלה התכונות של התחלה עם מנוע מאיץ.
התחלה אסינכרונית
שיטת ההתחלה האסינכרונית היא הנפוצה ביותר כיום. השקה כזו התאפשרה לאחר שינוי בעיצוב הרוטור. היתרון שלו הוא שאין צורך במנוע מאיץ נוסף, שכן בנוסף להתפתלות ההתרגשות ברוטור הוצבו מוטות כלוב של סנאים קצרים, מה שאפשר להפעיל אותו באסינכרוני. מצב. בתנאי זה, שיטת שיגור זו נפוצה.
אנו ממליצים מיד לצפות בסרטון בנושא:
כאשר מתח מופעל על סלילה הסטאטור, המנוע מאיץ במצב אסינכרוני. לאחר שהגיעו למהירות הקרובה לנומינלית, סלילת ההתרגשות מופעלת.
מכונת החשמל נכנסת למצב סינכרון. אבל לא הכל כל כך פשוט. במהלך ההפעלה, מתעורר מתח בסלילת ההתרגשות, אשר עולה עם עליית המהירות. הוא יוצר שטף מגנטי המשפיע על זרמי הסטאטור.
במקרה זה מתעורר מומנט בלימה שיכול לעצור את האצת הרוטור. כדי להפחית את ההשפעות המזיקות של פיתולי השדה מחוברים לנגד פריקה או פיצוי. בפועל, אלה נגדים הם ארגזים כבדים גדולים, בהם ספירלות פלדה משמשות כאלמנט התנגדותי. אם זה לא נעשה, התמוטטות הבידוד עלולה להתרחש עקב המתח העולה. מה יוביל לכשל בציוד.
לאחר שהגיעו למהירות התת -סינכרונית, הנגדים מנותקים מהסלילה המעוררת ומתח קבוע מ גנרטור (במערכת מנוע הגנרטור) או ממעורר תיריסטור (התקנים כאלה נקראים VTE, TVU וכן הלאה, בהתאם סִדרָה). כתוצאה מכך, המנוע נכנס למצב סינכרוני.
החסרונות של שיטה זו הינם זרמי חדירה גדולים, הגורמים לירידת מתח משמעותית ברשת האספקה. הדבר עלול לגרום להשבתה של מכונות סינכרוניות אחרות הפועלות בקו זה כתוצאה מהפעלת הגנות המתח הנמוך. כדי להפחית את האפקט הזה, מעגלי סלילה הסטאטור מחוברים להתקני פיצוי המגבילים את זרמי העומס.
זה יכול להיות:
- נגדים או כורים נוספים המגבילים את זרמי העומס. לאחר האצה, הם מסולקים ומתח רשת מתח על פיתולי הסטאטור.
- השימוש ברכיבים אוטומטיים. בעזרתם, מתח הכניסה מופחת. כאשר מהירות הסיבוב מגיעה ל-95-97% ממהירות העבודה, מתרחש מיתוג. מוליכים אוטומטיים מנותקים ומתח רשת החשמל AC מופעל על הפיתולים. כתוצאה מכך, המנוע נכנס למצב סנכרון. שיטה זו היא טכנית מורכבת יותר ויקרה יותר. ולרוב -שנאים אוטומטיים לרוב נכשלים. לכן, בפועל, שיטה זו משמשת לעתים רחוקות.
התחלת תדר
התנעה בתדרים של מנועים סינכרוניים משמשת להפעלת מכשירים בעלי הספק גבוה (מ -1 עד 10 מגה-וואט) עם מתח הפעלה 6, 10 קילוואט, הן במצב של התחלה קלה (עם עומס מסוג מאוורר), והן עם התחלה כבדה (מניע כדור טחנות). למטרות אלה מיוצרים מנות ראשונות רכות בתדר.
עקרון הפעולה דומה להתקני מתח גבוה ומתח הפועלים על פי מעגל ממיר התדרים. הם מספקים מומנט התחלה עד 100% מהנומינלי, וגם מספקים הפעלה של מספר מנועים ממכשיר אחד. אתה רואה דוגמה למעגל עם מתנע רך למטה, הוא מופעל למשך הזמן שהמנוע מתחיל ואז הוא מוסר מהמעגל, ולאחר מכן המנוע מחובר ישירות לרשת.
מערכות עירור
עד לאחרונה, נעשה שימוש בגנרטור עירור עצמאי לצורך עירור. הוא היה ממוקם על אותו פיר עם מנוע חשמלי סינכרוני. תוכנית זו עדיין בשימוש בחלק מהמפעלים, אך היא מיושנת ואינה מיושמת עוד. כיום, מעריצי thyristor BTE משמשים לוויסות עירור.
הם מספקים:
- מצב הפעלה אופטימלי עבור מנוע סינכרוני;
- שמירה על זרם העירור שצוין בגבולות שצוינו;
- ויסות אוטומטי של מתח ההתרגשות בהתאם לעומס;
- הגבלת זרם העירור המרבי והמינימלי;
- עלייה מיידית של זרם העירור עם ירידה במתח האספקה;
- דיכוי שדה הרוטור כאשר הוא מנותק מהרשת;
- ניטור מצב הבידוד, עם הודעה על תקלה;
- לספק בדיקת מצב מתפתל השדה כאשר המנוע החשמלי אינו פועל;
- עבודה עם ממיר תדרים במתח גבוה, המספק התחלה אסינכרונית וסינכרונית.
מכשירים אלה אמינים ביותר. החיסרון העיקרי הוא המחיר הגבוה.
לסיכום, נציין כי הדרך הנפוצה ביותר להפעלת מנועים סינכרוניים היא התנעה אסינכרונית. החל בעזרת מנוע חשמלי נוסף כמעט ולא מצא יישום. יחד עם זאת, התחלת תדר, הפותרת בעיות התחלה אוטומטית, היא יקרה למדי.
חומרים קשורים:
- כיצד לבחור ממיר תדרים
- הכללה חלקה של מנורות ליבון
- כיצד פועל מנוע אינדוקציה
