Типичне шеме за покретање синхроних електромотора

Синхрони мотори се широко користе у индустрији за електричне погоне који раде са константном брзином (компресори, пумпе, итд.). Недавно, због појаве комутационе полупроводничке технологије, развијени су контролисани синхрони електрични погони.

Предности синхроних мотора

Синхрони мотор је мало компликованији од асинхроног мотора, али има низ предности, због чега је у неким случајевима могуће користити уместо асинхроног.

1. Главна предност синхроног електромотора је могућност добијања оптималног режима за реактивну енергију, који се врши аутоматским подешавањем струје побуде мотора. Синхрони мотор може да ради без потрошње или снабдевања реактивне енергије у мрежу, при фактору снаге (цос фи) једнаком јединици. Ако предузеће треба да генерише реактивну снагу, онда је синхрони мотор који ради са прекомерном ексцитацијом може дати мрежи.

2.Синхрони мотори су мање осетљиви на флуктуације напона у мрежи од асинхроних мотора. Њихов максимални обртни момент је пропорционалан линијском напону, док је критични момент индукционог мотора пропорционалан квадрату напона.

3. Синхрони мотори имају висок капацитет преоптерећења. Поред тога, капацитет преоптерећења синхроног мотора може се аутоматски повећати повећањем струје побуде, на пример, у случају наглог краткотрајног повећања оптерећења на вратилу мотора.

4. Брзина ротације синхроног мотора остаје непромењена за било које оптерећење вратила у оквиру његовог капацитета преоптерећења.

Методе покретања синхроног мотора

Могући су следећи начини покретања синхроног мотора: асинхрони старт при пуном линијском напону и старт на ниском напону кроз реактор или аутотрансформатор.

Покретање синхроног мотора се изводи као асинхрони старт. Унутрашњи стартни момент синхроне машине је мали, док је код машине са имплицитним половима нула. Да би се створио асинхрони обртни момент, ротор је опремљен стартним кавезом у облику веверице, чије су шипке уметнуте у прорезе система полова. (Наравно, нема шипки између полова у мотору са истакнутим половима.) Иста ћелија доприноси повећању динамичке стабилности мотора током скокова оптерећења.

Због асинхроног обртног момента, мотор се покреће и убрзава. У намотају ротора током убрзања нема струје побуде.Машина се покреће без узбуђења, јер би присуство побуђених полова компликовало процес убрзања, стварајући кочиони момент сличан оном код индукционог мотора током динамичког кочења.

Када је тзв Подсинхрона брзина, која се разликује од синхроне за 3 - 5%, струја се доводи до побудног намотаја и мотор се, након неколико осцилација око равнотежног положаја, привлачи синхронизацијом. Мотори са отвореним полом, због реактивног момента при ниским обртним моментима вратила, понекад се доводе у синхронизацију без довода струје у намотај поља.

Код синхроних мотора, тешко је истовремено обезбедити потребне вредности стартног и улазног обртног момента, што се подразумева као асинхрони обртни момент који се развија када брзина достигне 95% синхроне брзине. У складу са природом зависности статичког обртног момента од брзине, тј. у складу са врстом механизма за који је мотор пројектован, у погонима за производњу електричних машина морају се мењати параметри стартне ћелије.

Понекад, да би се ограничиле струје при покретању снажних мотора, смањује се напон на терминалима статора, укључујући серијски намотаје аутотрансформатора или отпорника. Треба имати на уму да када се покрене синхрони мотор, круг побудног намотаја се затвара на велики отпор, премашујући отпор самог намотаја за 5-10 пута.

Иначе, под дејством струја индукованих у намотају током покретања, долази до пулсирајућег магнетног флукса, чија реверзна компонента, у интеракцији са струјама статора, ствара кочни момент.Овај обртни момент достиже своју максималну вредност при брзини мало изнад половине номиналне, а под његовим утицајем мотор може да заустави убрзање при овој брзини. Остављање отвореног круга поља током покретања је опасно јер изолација намотаја може бити оштећена ЕМФ индукованим у њему.

Образовна филмска трака - "Синхрони мотори" у производњи Фабрике образовног материјала 1966. године. Можете га погледати овде: Филмска трака «Синхрони мотор»

Асинхрони старт синхроног електромотора

Побудно коло синхроног мотора са слепо прикљученим побудником је прилично једноставно и може се користити ако ударне струје не изазивају пад напона у мрежи већи од дозвољеног и статистичког обртног момента Мс <0,4 Мном.

Асинхрони старт синхроног мотора се врши повезивањем статора на мрежу. Мотор се убрзава као индукциони мотор до брзине ротације близу синхроне.

У процесу асинхроног покретања, побудни намотај се затвара на отпор пражњења како би се избегло уништавање побудног намотаја током покретања, јер при малој брзини ротора у њему могу доћи до значајних пренапона. При брзини ротације која је близу синхроној, контактор КМ се активира (напајање контактора није приказано на дијаграму), узбудни калем се одваја од отпора пражњења и повезује са арматуром побудника. Почетак се завршава.

Типичне јединице побудних кола синхроног мотора које користе тиристорске побуднике за покретање синхроних мотора

Слабост већине електричних погона са синхроним моторима, која у великој мери отежава рад и повећава цену, била је покретач електричних машина већ дуги низ година. Ових дана се широко користе за узбуђивање синхроних мотора. тиристорски побуђивачи… Испоручују се у комплету.

Тиристорски побуђивачи синхроних електромотора су поузданији и имају већу ефикасност. у поређењу са побуђивачима електричних машина. Уз њихову помоћ, лако се решавају питања о оптималној регулацији струје побуде за одржавање константности. цос пхи, напон сабирница са којих се напаја синхрони мотор, као и ограничавање струје ротора и статора синхроног мотора у хитним режимима.

Тиристорски побуђивачи су опремљени већином произведених великих синхроних електромотора. Обично обављају следеће функције:

• покретање синхроног мотора са стартним отпорником укљученим у коло намотаја поља,
• бесконтактно искључивање стартног отпорника након завршетка покретања синхроног мотора и његова заштита од прегревања,
• аутоматско напајање побуде у одговарајућем тренутку покретања синхроног електромотора,
• аутоматско и ручно подешавање струје побуде
• неопходна принудна побуда у случају дубоких падова напона на статору и оштрих скокова оптерећења на вратилу синхроног мотора,
• брзо гашење поља синхроног мотора када је потребно смањити струју поља и искључити електромотор,
• заштита ротора синхроног мотора од континуиране прекомерне струје и кратких спојева.

Ако се синхрони електромотор покрене на смањеном напону, онда се при «лаганом» покретању побуђује све док се намотај статора не укључи на пуни напон, а при «тешком» старту побуда се напаја пуним напоном у колу статора. Могуће је спојити намотај поља мотора на арматуру узбуђивача у серији са отпором пражњења.

Процес довода побуде у синхрони мотор је аутоматизован на два начина: у функцији брзине и у функцији струје.

Систем побуде и управљачки уређај за синхроне моторе морају да обезбеде:

• покретање, синхронизација и заустављање мотора (са аутоматским побуђивањем на крају старта);
• принудна побуда са фактором не мањим од 1,4 када напон мреже падне на 0,8Ун;
• могућност компензације од стране мотора реактивне снаге коју троше (дају) суседни електрични пријемници у оквиру термичких могућности мотора;
• заустављање мотора у случају квара у систему побуде;
• стабилизација струје побуде са тачношћу од 5% задате вредности када се напон мреже промени од 0,8 до 1,1;
• регулисање побуде одступањем напона статора са мртвом зоном од 8%;
• када се напон напајања статора синхроног мотора промени од 8 до 20%, струја се мења са задате вредности на 1,4 Ин, повећавајући струју побуде да би се обезбедило максимално преоптерећење мотора.

На дијаграму приказаном на слици, побуда се напаја синхрони мотор помоћу ДЦ електромагнетног релеја КТ (Слеевинг Тиме Релаи).Намотај релеја је повезан са отпором пражњења Рдисц преко ВД диоде. Када је намотај статора повезан са мрежом, у намотају побуде мотора индукује се емф. Кроз калем КТ релеја протиче једносмерна струја чија амплитуда и фреквенција импулса зависе од клизања.

Напајање узбуде за синхрони мотор у зависности од брзине

Приликом покретања, клизање С = 1. Како се мотор убрзава, оно се смањује и интервали између коригованих полуталаса струје расту; магнетни флукс се постепено смањује дуж криве Ф (т).

При брзини блиској синхроној, магнетни флукс релеја успева да достигне вредност флукса испадања релеја Фот у тренутку када струја не прође кроз КТ релеј. Релеј губи снагу и преко свог контакта ствара струјни круг КМ контактора (коло напајања КМ контактора није приказано на дијаграму).

Размотрите контролу напајања у тренутној функцији помоћу струјног релеја. Са стартном струјом, струјни релеј КА се активира и отвара свој контакт у колу контактора КМ2.

График промене струје и магнетног флукса у временском релеју КТ

Праћење побуде синхроног мотора у функцији струје

При брзини блиској синхроној, КА релеј нестаје и затвара свој контакт у кругу контактора КМ2. Контактор КМ2 се активира, затвара свој контакт у кругу побуде машине и схунтује отпорник Ррес.

Такође видети: Избор опреме за покретање синхроних мотора