Τυπικά σχήματα και μέθοδοι εκκίνησης σύγχρονων κινητήρων
Για να διασφαλιστεί η λειτουργία ισχυρών ηλεκτρικών δίσκων χρησιμοποιούνται σύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες. Έχουν βρει εφαρμογή σε εγκαταστάσεις συμπιεστών, αντλίες, συστήματα, τροχοφόρους μύλους, ανεμιστήρες. Χρησιμοποιούνται σε μεταλλουργικές εργασίες, τσιμέντο, πετρέλαιο και φυσικό αέριο και σε άλλες βιομηχανίες όπου είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείται εξοπλισμός υψηλής ισχύος. Σε αυτό το άρθρο, αποφασίσαμε να ενημερώσουμε τους αναγνώστες του ιστότοπου Elecroexpertπώς μπορούν να ξεκινήσουν οι συγχρονισμένοι κινητήρες.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Οι σύγχρονοι κινητήρες είναι δομικά πιο περίπλοκοι από τους ασύγχρονους, αλλά έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα:
- Η λειτουργία σύγχρονων ηλεκτρικών κινητήρων σε μικρότερο βαθμό εξαρτάται από τις διακυμάνσεις της τάσης του δικτύου τροφοδοσίας.
- Σε σύγκριση με τα ασύγχρονα, έχουν μεγαλύτερη απόδοση και καλύτερα μηχανικά χαρακτηριστικά με μικρότερες διαστάσεις.
- Η ταχύτητα περιστροφής είναι ανεξάρτητη από το φορτίο. Δηλαδή, οι διακυμάνσεις φορτίου στο εύρος λειτουργίας δεν επηρεάζουν την ταχύτητα.
- Μπορούν να λειτουργήσουν με σημαντικές υπερφορτώσεις στον άξονα. Εάν προκύψει βραχυπρόθεσμη μέγιστη υπερφόρτωση, μια αύξηση του ρεύματος στην περιέλιξη πεδίου αντισταθμίζει αυτές τις υπερφορτώσεις.
- Με έναν βέλτιστα επιλεγμένο τρόπο ρεύματος διέγερσης, οι ηλεκτρικοί κινητήρες δεν καταναλώνουν και δεν μεταφέρουν άεργη ενέργεια στο δίκτυο, δηλ. Το cosϕ είναι ίσο με ένα. Οι κινητήρες, που λειτουργούν με υπερβολική διέγερση, είναι σε θέση να παράγουν άεργη ενέργεια. Αυτό που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται όχι μόνο ως κινητήρες, αλλά και ως αντισταθμιστές. Εάν απαιτείται άεργη ενέργεια, εφαρμόζεται αυξημένη τάση στο πηνίο πεδίου.
Με όλες τις θετικές ιδιότητες των σύγχρονων ηλεκτρικών κινητήρων, έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα - την πολυπλοκότητα της εκκίνησης. Δεν έχουν ροπή εκκίνησης. Για να ξεκινήσετε, απαιτείται ειδικός εξοπλισμός. Αυτό έχει από καιρό περιορίσει τη χρήση τέτοιων κινητήρων.
Μέθοδοι εκκίνησης
Οι σύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες μπορούν να εκκινηθούν με τρεις τρόπους - χρησιμοποιώντας έναν πρόσθετο κινητήρα, ασύγχρονο και εκκίνηση συχνότητας. Κατά την επιλογή μιας μεθόδου, λαμβάνεται υπόψη ο σχεδιασμός του ρότορα.
Εκτελείται με μόνιμους μαγνήτες, με ηλεκτρομαγνητική διέγερση ή σε συνδυασμό. Μαζί με το τύλιγμα του πεδίου, ένας βραχίονας περιτύλιξη, ένας κλωβός σκίουρου, τοποθετείται στον ρότορα. Ονομάζεται επίσης απόσβεση περιέλιξης.
Ξεκινώντας με έναν ενισχυτικό κινητήρα
Αυτή η μέθοδος εκκίνησης σπάνια χρησιμοποιείται στην πράξη, επειδή είναι δύσκολο να εφαρμοστεί τεχνικά. Απαιτείται ένας επιπλέον ηλεκτρικός κινητήρας, ο οποίος συνδέεται μηχανικά με τον ρότορα του συγχρονισμένου κινητήρα.
Χρησιμοποιώντας έναν επιταχυνόμενο κινητήρα, ο ρότορας δεν είναι περιστρεφόμενος σε τιμές κοντά στην ταχύτητα περιστροφής του πεδίου στάτορα (σε σύγχρονη ταχύτητα). Στη συνέχεια εφαρμόζεται σταθερή τάση στο τύλιγμα πεδίου του ρότορα.
Ο έλεγχος πραγματοποιείται από λαμπτήρες που συνδέονται παράλληλα με τον διακόπτη κυκλώματος, ο οποίος παρέχει τάση στις περιελίξεις του στάτη. Ο διακόπτης πρέπει να είναι απενεργοποιημένος.
Στην αρχική στιγμή, οι λάμπες αναβοσβήνουν, αλλά όταν φτάσουν στην ονομαστική ταχύτητα, σταματούν να καίγονται. Σε αυτό το σημείο, εφαρμόζεται τάση στις περιελίξεις του στάτορα. Τότε ο σύγχρονος ηλεκτρικός κινητήρας μπορεί να λειτουργεί ανεξάρτητα.
Στη συνέχεια, ο πρόσθετος κινητήρας αποσυνδέεται από το δίκτυο και σε ορισμένες περιπτώσεις αποσυνδέεται μηχανικά. Αυτά είναι τα χαρακτηριστικά του ξεκινώντας με έναν επιταχυνόμενο κινητήρα.
Ασύγχρονη έναρξη
Η μέθοδος ασύγχρονης εκκίνησης είναι μακράν η πιο κοινή. Μια τέτοια εκκίνηση έγινε δυνατή μετά την αλλαγή του σχεδιασμού του ρότορα. Το πλεονέκτημά του είναι ότι δεν απαιτείται ένας επιπλέον κινητήρας επιτάχυνσης, καθώς εκτός από την περιέλιξη πεδίου, στο βραχίονα τοποθετήθηκαν βραχυκυκλωμένες ράβδοι κλωβού σκίουρου, γεγονός που κατέστησε δυνατή την εκκίνηση σε ασύγχρονη λειτουργία. Κάτω από αυτήν την κατάσταση, αυτή η μέθοδος εκκίνησης χρησιμοποιήθηκε ευρέως.
Συνιστούμε αμέσως να παρακολουθήσετε ένα βίντεο σχετικά με το θέμα:
Όταν εφαρμόζεται τάση στην περιέλιξη του στάτη, ο κινητήρας επιταχύνεται σε ασύγχρονη λειτουργία. Αφού φτάσετε σε περιστροφές κοντά στο ονομαστικό, η περιέλιξη διέγερσης είναι ενεργοποιημένη.
Η ηλεκτρική μηχανή μπαίνει σε λειτουργία συγχρονισμού. Αλλά όχι τόσο απλό. Κατά την εκκίνηση, μια τάση εμφανίζεται στο τύλιγμα πεδίου, η οποία αυξάνεται με την αύξηση της ταχύτητας. Δημιουργεί μια μαγνητική ροή που επηρεάζει τα ρεύματα του στάτη.
Σε αυτήν την περίπτωση, εμφανίζεται μια ροπή πέδησης, η οποία μπορεί να σταματήσει την επιτάχυνση του ρότορα. Για τη μείωση των επιβλαβών επιπτώσεων της περιέλιξης πεδίου, συνδέονται με μια αντίσταση εκφόρτισης ή αντιστάθμισης. Στην πράξη, αυτά αντιστάσεις Είναι μεγάλα βαριά κουτιά όπου οι χαλύβδινες σπείρες χρησιμοποιούνται ως ανθεκτικό στοιχείο. Εάν αυτό δεν γίνει, τότε μπορεί να προκληθεί βλάβη της μόνωσης λόγω της αύξησης της τάσης. Τι θα οδηγήσει σε βλάβη του εξοπλισμού.
Μετά την επίτευξη της υπο-σύγχρονης ταχύτητας, οι αντιστάσεις αποσυνδέονται από την περιέλιξη πεδίου και εφαρμόζεται σταθερή τάση σε αυτήν από τη γεννήτρια (στο σύστημα κινητήρα γεννήτριας) ή από τον διεγέρτη θυρίστορ (τέτοιες συσκευές ονομάζονται VTE, TVU και ούτω καθεξής, ανάλογα με τη σειρά). Ως αποτέλεσμα, ο κινητήρας μεταβαίνει σε σύγχρονη λειτουργία.
Τα μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι τα μεγάλα ρεύματα εισόδου, γεγονός που προκαλεί σημαντική μείωση της τάσης τροφοδοσίας. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε διακοπή λειτουργίας άλλων σύγχρονων μηχανών που λειτουργούν σε αυτήν τη γραμμή, ως αποτέλεσμα της λειτουργίας των προστατευτικών χαμηλής τάσης. Για να μειωθεί αυτό το αποτέλεσμα, τα κυκλώματα περιέλιξης του στάτη συνδέονται με συσκευές αντιστάθμισης που περιορίζουν τα ρεύματα εισροής.
Μπορεί να είναι:
- Πρόσθετες αντιστάσεις ή αντιδραστήρες που περιορίζουν τα ρεύματα εισροής. Μετά την επιτάχυνση, αποφεύγονται και εφαρμόζεται τάση δικτύου στις περιελίξεις του στάτη.
- Η χρήση των αυτομετασχηματιστών. Με τη βοήθειά τους, η τάση εισόδου μειώνεται. Όταν φτάσετε σε ταχύτητα περιστροφής 95-97% της εργασίας, πραγματοποιείται αλλαγή. Οι αυτομετασχηματιστές είναι απενεργοποιημένοι και εφαρμόζεται τάση AC στις περιελίξεις. Ως αποτέλεσμα, ο ηλεκτροκινητήρας μπαίνει σε λειτουργία συγχρονισμού. Αυτή η μέθοδος είναι τεχνικά πιο περίπλοκη και ακριβή. Και οι αυτομετασχηματιστές συχνά αποτυγχάνουν. Επομένως, στην πράξη, αυτή η μέθοδος σπάνια χρησιμοποιείται.
Έναρξη συχνότητας
Η συχνότητα εκκίνησης σύγχρονων κινητήρων χρησιμοποιείται για την εκκίνηση συσκευών υψηλής ισχύος (από 1 έως 10 MW) με τάση λειτουργίας 6, 10 KV, τόσο στη λειτουργία εύκολης εκκίνησης (με τη φύση του ανεμιστήρα του φορτίου) όσο και με τη βαριά εκκίνηση (κινήσεις σφαιρών). Για τους σκοπούς αυτούς, είναι διαθέσιμες συσκευές εκκίνησης μαλακής συχνότητας
Η αρχή της λειτουργίας είναι παρόμοια με τις συσκευές υψηλής και χαμηλής τάσης που λειτουργούν σύμφωνα με το κύκλωμα μετατροπέα συχνότητας.Παρέχουν ροπή εκκίνησης έως και 100% του ονομαστικού και παρέχουν επίσης την εκκίνηση πολλών κινητήρων από μία συσκευή. Βλέπετε ένα παράδειγμα κυκλώματος με μαλακό εκκινητή παρακάτω, ενεργοποιείται για το χρόνο εκκίνησης του κινητήρα και στη συνέχεια αφαιρείται από το κύκλωμα, μετά το οποίο ο κινητήρας συνδέεται απευθείας στο δίκτυο.
Συστήματα διέγερσης
Μέχρι πρόσφατα, μια ανεξάρτητη γεννήτρια διέγερσης χρησιμοποιήθηκε για διέγερση. Βρίσκεται στον ίδιο άξονα με έναν σύγχρονο ηλεκτρικό κινητήρα. Ένα τέτοιο σύστημα εξακολουθεί να εφαρμόζεται σε ορισμένες επιχειρήσεις, αλλά είναι ξεπερασμένο και τώρα δεν εφαρμόζεται. Τώρα, για τη ρύθμιση της διέγερσης, χρησιμοποιούνται παθογόνα θυρίστορ VTE.
Αυτοί παρέχουν:
- βέλτιστη λειτουργία εκκίνησης του συγχρονισμένου κινητήρα.
- διατήρηση ενός δεδομένου ρεύματος πεδίου εντός προκαθορισμένων ορίων ·
- αυτόματη ρύθμιση της τάσης διέγερσης ανάλογα με το φορτίο.
- περιορισμός του μέγιστου και του ελάχιστου ρεύματος διέγερσης ·
- στιγμιαία αύξηση στο ρεύμα διέγερσης ενώ μειώνεται η τάση τροφοδοσίας.
- απόσβεση του πεδίου του ρότορα όταν αποσυνδέεται από το δίκτυο τροφοδοσίας ·
- παρακολούθηση κατάστασης μόνωσης με ειδοποίηση σφάλματος.
- παρέχει έλεγχο της κατάστασης του τυλίγματος του πεδίου όταν ο κινητήρας είναι σε αδράνεια.
- συνεργαστείτε με έναν μετατροπέα συχνότητας υψηλής τάσης, παρέχοντας ασύγχρονη και σύγχρονη εκκίνηση.
Αυτές οι συσκευές είναι εξαιρετικά αξιόπιστες. Το κύριο μειονέκτημα είναι η υψηλή τιμή.
Συμπερασματικά, σημειώνουμε ότι ο πιο συνηθισμένος τρόπος εκκίνησης συγχρονισμένων κινητήρων είναι η ασύγχρονη εκκίνηση. Πραγματικά δεν βρήκα την εφαρμογή να ξεκινήσω να χρησιμοποιώ έναν επιπλέον ηλεκτρικό κινητήρα. Ταυτόχρονα, μια εκκίνηση συχνότητας, η οποία σας επιτρέπει να επιλύσετε αυτόματα τα προβλήματα εκκίνησης, είναι αρκετά ακριβό.
Σχετικά υλικά:
Φόρτωση...
