Excitadores tiristores de motores síncronos: dispositivo e modos de operação

Dispositivos eletrônicos de controle de excitação são amplamente utilizados na indústria. Eles são necessários para fornecer tensão ao enrolamento de excitação e controle. Projetado para a regulação automática das correntes de campo durante a inicialização direta ou do reator a partir de um conversor de frequência ou rede. Realiza operação estável no modo de operação síncrona e de emergência de potentes motores síncronos. As vantagens de tais sistemas são facilidade de gerenciamento, compactação, integração em sistemas regulação eletrônica em sistemas de controle automático, onde a mudança remota é aplicada parâmetros. A seguir, falaremos em detalhes sobre o que são excitadores tiristores, quais são seus tipos e como funcionam.

Descrição e diagrama de instalação

Os excitadores tiristores são econômicos, não são difíceis de operar e configurar. Fabricado na forma de um armário independente.

Abaixo está o diagrama e a descrição de uma instalação eletrônica com controle a tiristor, da qual fica claro em que consiste o dispositivo:

O design do dispositivo é:

• Um retificador controlado que fornece energia para o enrolamento de excitação de um motor síncrono. Representa um bloco de tiristores com um sistema de controle de fase de pulso.
• O reator que representa o transformador de entrada.
• Módulo de supressão de campo.
• Sistema de teste.
• Uma unidade de medida que controla o nível de corrente na saída da tensão da excitatriz e da corrente do estator.
• Módulo de proteção e unidade de sinalização. Fornece proteção para indicação de mau funcionamento dos sistemas de controle automático e diagnóstico.

Fornecido junto com uma unidade de controle de contato de relé para dar partida no motor. Possui sistema de controle digital ou analógico.

O excitador tiristorizado permite:

1. Aplique tensão aos enrolamentos de campo quando o motor não estiver em operação, para um modo de teste.
2. No modo direto on-line, energiza os enrolamentos de campo para manter a corrente do estator e a função de corrente de escorregamento.
3. Com a inicialização do reator, a excitação é fornecida após a chave shunt ser ligada.
4. Partida suave (assíncrona) com um soft starter de alta tensão.
5. Fornece partida síncrona usando um conversor de frequência de alta tensão.

O excitador eletrônico monitora e mantém a operação normal. Ao mesmo tempo, garante a segurança dos equipamentos, para os quais é necessária uma unidade de proteção:

• Protege os circuitos de saída quando a corrente de excitação excede o valor definido inicialmente.
• Ele protege os circuitos de entrada quando as correntes da rede são excedidas.
• Danos no circuito de isolamento.
• Desligamento de emergência.
• Erro de sequência de fase.
• Falta de tensão de alimentação.
• Erros de sincronização do motor com os parâmetros da rede.
• Em caso de emergência, a unidade de tensão eletrônica.
• Longo prazo, diferente do especificado. A duração do início é programada. O tempo de ultrapassagem é considerado um erro.
• Alerta de progresso assíncrono.
• De emergências externas.
• A proteção contra erros de controle é executada.

Se a excitatriz estiver equipada com proteção contra diminuição da resistência de isolamento do circuito externo, ela é completada adicionalmente:

• Uma unidade para monitoramento contínuo dos parâmetros de resistência de isolamento com display no display.
• A presença de um contacto seco em caso de diminuição da resistência do isolamento, inferior a dois, valores constantes, que são definidos pelo instalador.

A presença da unidade de controle permite manter dentro da tolerância a tensão no estator, bem como o coeficiente de atuação ou excitação em modo automático. As características são definidas durante o comissionamento ou remotamente.

A estrutura externa e interna é mostrada na foto:

Modos de operação

O dispositivo oferece três modos de operação, automático, manual e emergência. É possível alterar os modos enquanto o motor está funcionando. A transição de um para o outro não é acompanhada por picos de corrente. Abaixo veremos como o dispositivo funciona.

Modo automático

Os parâmetros predefinidos são mantidos usando a unidade de coordenação de excitação - ARV. Os parâmetros são definidos usando os botões do controle remoto ou remotamente.

ARV suporta os parâmetros definidos:

• Tensão da rede.
• Fator de potência do motor (cosⱷ).
• Operação estável do motor quando a carga excede o máximo.
• Regula a tensão do estator quando a carga é menor que o nominal.

Modo de controle manual

O dispositivo permite que você altere os parâmetros no modo manual, definidos pelo operador no painel de engenharia.

Nesse caso, o bloco fornece:

• Partida direta com excitação automática das bobinas do motor síncrono em função da corrente e escorregamento do estator.
• Inicialização do reator. No modo automático, a corrente do estator é regulada.
• Estabilização da corrente de excitação durante mudanças repentinas de carga.
• Manter a corrente de estabilização dentro de 5% quando a tensão de alimentação muda em 70-110% da nominal. Com mudanças na temperatura dos enrolamentos.
• A capacidade de ajustar suavemente a corrente. Se necessário, o que pode ser ajustado rapidamente.
• Proteção do rotor contra sobrecargas prolongadas.
• Amortecimento rápido do campo do rotor durante queda prolongada de tensão. Neste caso, deve ser dado um sinal de extinção.
• Aumento da tensão em 1,75 do nominal. Em tensão normal de alimentação da excitatriz.
• Limitação de tensão por valores mínimos.
• Limitação de corrente por valores máximos.

Modo de emergência

Projetado para operação de emergência do motor. A excitatriz analógica ajusta as correntes de zero ao valor de reforço. Há um ajuste dentro dos limites especificados.

Ele contém um módulo que protege os circuitos quando:

• Curto-circuito dos circuitos do conversor eletrônico.
• Desligue a excitação de um motor elétrico em funcionamento.
• Curso assíncrono contínuo.
• Repartição do isolamento ao solo.
• Sobrecargas que excedem os valores especificados.
• Partidas de motores múltiplos.
• Falha de um grupo de contatos no módulo de chave.
• Estator de subtensão.
• Mudando a direção do poder.
• Tensão aumentada nos enrolamentos de campo.
• Quando o resistor de partida superaquece.

Os excitadores eletrônicos são orientados para fornecer tensão ao circuito do enrolamento de campo e para regular as correntes de campo no modo automático. Eles são usados ​​para motores elétricos síncronos de alta potência.

O que são e onde são usados?

A indústria produz excitadores tiristores há muitos anos. Dispositivos atualizados controlados por computador estão sendo produzidos.

Os dispositivos são projetados para alimentar os enrolamentos de campo. Com controle automático de corrente para partidas diretas, reativas, de frequência e suaves.

A tabela mostra os tipos de patógenos com características:

O escopo de aplicação é bastante amplo, eles são utilizados em usinas hidrelétricas, indústrias elétrica, metalúrgica, petroquímica, química e alimentícia.