Tiristorski vzbujevalniki sinhronih motorjev: naprava in načini delovanja

Elektronske naprave za nadzor vzbujanja se pogosto uporabljajo v industriji. Potrebni so za napajanje vzbujanja in krmiljenja navitja. Zasnovan za samodejno regulacijo poljskih tokov med neposrednim zagonom ali reaktorjem iz frekvenčnega pretvornika ali omrežja. Uresničuje stabilno delovanje v načinu sinhronega in zasilnega delovanja močnih sinhroni motorji. Prednosti takšnih sistemov so enostavnost upravljanja, kompaktnost, integracija v sisteme elektronska regulacija v sistemih za samodejno krmiljenje, kjer se uporablja daljinska sprememba parametri. Nato bomo podrobno govorili o tem, kaj so tiristorski vzbujalci, kakšne so vrste in kako delujejo.

Opis in diagram namestitve

Tiristorski vzbujevalniki so ekonomični, niso težki za upravljanje in nastavitev. Izdelano v obliki samostoječe omare.

Spodaj je diagram in opis elektronske instalacije s tiristorskim krmiljenjem, iz katerega je jasno, iz česa je sestavljena naprava:

Zasnova naprave je naslednja:

• Krmiljen usmernik, ki napaja vzbujevalni navit sinhronega motorja. Predstavlja blok tiristorjev s sistemom za nadzor impulzne faze.
• Reaktor, ki predstavlja vhodni transformator.
• Modul za prikrivanje polja.
• Preskusni sistem.
• Merilna enota, ki nadzoruje trenutno raven na izhodu napetosti vzbujalnika in toka statorja.
• Zaščitni modul in signalna enota. Zagotavlja zaščito za indikacijo okvare sistemov za samodejno krmiljenje in diagnostiko.

Dobavljeno skupaj z relejno stično krmilno enoto za zagon motorja. Ima digitalni ali analogni nadzorni sistem.

Tiristorski vzbujevalnik omogoča:

1. Za preskusni način napetosti na navitja polja v nedelujočem stanju elektromotorja.
2. V direktnem načinu delovanja napaja navitja polja za vzdrževanje funkcije statorskega toka in zdrsnega toka.
3. Ob zagonu reaktorja se vzbujanje sproži po vklopu stikalnega stikala.
4. Gladki (asinhroni) zagon z visokonapetostnim mehkim zaganjalnikom.
5. Omogoča sinhroni zagon z uporabo visokonapetostnega frekvenčnega pretvornika.

Elektronski vzbujevalnik spremlja in vzdržuje normalno delovanje. Hkrati zagotavlja varnost opreme, za katero je potrebna zaščitna enota:

• Ščiti izhodna vezja, ko vzbujalni tok presega začetno nastavljeno vrednost.
• Ščiti vhodna vezja pri prekoračitvi omrežnih tokov.
• Poškodbe izolacijskega kroga.
• Izklop v sili.
• Napaka v zaporedju faz.
• Pomanjkanje napajalne napetosti.
• Napake pri sinhronizaciji motorja z omrežnimi parametri.
• V nujnih primerih elektronska napetostna enota.
• Dolgoročno, drugačno od navedenega. Trajanje zagona je programirano. Čas prehoda se šteje za napako.
• Opozorilo o asinhronem napredku.
• Od zunanjih nujnih primerov.
• Izvaja se zaščita pred napakami pri nadzoru.

Če je vzbujevalnik opremljen z zaščito pred zmanjšanjem izolacijske upornosti zunanjega tokokroga, se dodatno dopolni:

• Enota za stalno spremljanje parametrov izolacijske upornosti s prikazom na zaslonu.
• Prisotnost suhega stika v primeru zmanjšanja izolacijskega upora, manj kot dve, konstantne vrednosti, ki jih nastavi monter.

Prisotnost krmilne enote omogoča ohranjanje znotraj toleranc napetosti v statorju, pa tudi koeficienta zmogljivosti ali vzbujanja v avtomatskem načinu. Značilnosti se določijo med zagonom ali na daljavo.

Zunanji videz in notranja struktura sta prikazana na fotografiji:

Načini delovanja

Naprava ponuja tri načine delovanja, samodejni, ročni in v sili. Med delovanjem motorja je mogoče spreminjati načine. Prehoda iz enega v drugega ne spremljajo trenutni sunki. Spodaj bomo videli, kako naprava deluje.

Samodejni način

Prednastavljeni parametri se vzdržujejo z enoto za koordinacijo vzbujanja - ARV. Parametri se nastavljajo z gumbi na daljinskem upravljalniku ali na daljavo.

ARV podpira nastavljene parametre:

• Omrežna napetost.
• Faktor moči motorja (cosⱷ).
• Stabilno delovanje motorja, ko obremenitev presega največjo.
• Uravnava napetost statorja, kadar je obremenitev manjša od nazivne.

Način ročnega upravljanja

Naprava vam omogoča spreminjanje parametrov v ročnem načinu, ki ga upravljavec nastavi na inženirski plošči.

V tem primeru blok zagotavlja:

• Neposreden zagon z avtomatskim vzbujanjem sinhronih motornih tuljav kot funkcija statorskega toka in zdrsa.
• Zagon reaktorja. V avtomatskem načinu je tok statorja reguliran.
• Stabilizacija vzbujalnega toka med nenadnimi spremembami obremenitve.
• Ohranjanje stabilizacijskega toka v 5%, ko se napajalna napetost spremeni za 70-110% nominalne. S spremembami temperaturnega režima navitij.
• Sposobnost gladkega prilagajanja toka. Po potrebi se lahko hitro prilagodi.
• Zaščita rotorja pred dolgotrajnimi preobremenitvami.
• Hitro dušenje rotorskega polja med dolgotrajnim padcem napetosti. V tem primeru je treba dati signal za gašenje.
• Povečanje napetosti za 1,75 od nazivne. Pri normalni omrežni napetosti, ki napaja pobudnik.
• Omejitev napetosti z minimalnimi vrednostmi.
• Omejitev toka z največjimi vrednostmi.

Način v sili

Zasnovan za nujno delovanje motorja. Analogni vzbujevalnik prilagodi tokove od nič do vrednosti povečanja. Obstaja prilagoditev v določenih mejah.

Vsebuje modul, ki ščiti tokokroge, kadar:

• Kratek stik v vezjih elektronskega pretvornika.
• Izklopite vzbujanje delujočega elektromotorja.
• Neprekinjena asinhrona poteza.
• Razbijanje izolacije na tla.
• Preobremenitve, ki presegajo navedene vrednosti.
• Več zagonov motorja.
• Okvara skupine stikov v stikalnem modulu.
• Podnapetostni stator.
• Spreminjanje smeri moči.
• Povečana napetost v navitjih polja.
• Ko se zagonski upor pregreje.

Elektronski vzbujevalniki so usmerjeni v napajanje tokokroga navitja polja in uravnavanje poljskih tokov v avtomatskem načinu. Uporabljajo se za sinhrone elektromotorje velike moči.

Kaj so in kje se uporabljajo?

Industrija že vrsto let proizvaja tiristorske vzbujalnike. Zdaj se proizvajajo nadgrajene računalniško vodene naprave.

Naprave so zasnovane za napajanje poljskih navitij. Z avtomatskim krmiljenjem toka za neposreden, reaktorski, frekvenčni in nemoten zagon.

Tabela prikazuje vrste patogenov z značilnostmi:

Področje uporabe je dovolj široko, uporabljajo se v hidroelektrarnah, električni, metalurški, petrokemični, kemični in živilski industriji.