БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА
БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА
Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам
- главная
- инфо
- блог
- словарь электромеханика
- электроника
- крюинговые компании
- Одесса/Odessa
- Николаев/Nikolaev
- Обучение
- Предметы по специальности
- АГЭУ
- АСЭЭС
- Диагностика и обслуживание судовых технических средств
- Мехатронные системы
- Микропроцессоры
- Моделирование электромеханических систем
- МПСУ
- САЭП
- САЭЭС
- СДВС
- СИВС
- Силовая электроника
- Судовые компьютерные ceти
- СУЭ и ОСУ
- ТАУ
- Технология судоремонта
- ТЭП
- ТЭЭО и АС
- Общие предметы
- Безопасность жизнедеятельности
- Высшая математика
- Ділова українська мова
- Интеллектуальная собственность
- Культурология
- Материаловедение
- Охрана труда
- Политология
- Системы технологий
- Судовые вспомогательные механизмы
- Судовые холодильные установки
- I курс
- конспекты
- ргр
- контрольные
- лабораторные
- курсовые
- зачёты
- экзамены
- II курс
- конспекты
- ргр
- контрольные
- лабораторные
- курсовые
- зачёты
- экзамены
- III курс
- конспекты
- ргр
- контрольные
- лабораторные
- курсовые
- зачёты
- экзамены
- IV курс
- конспекты
- ргр
- контрольные
- лабораторные
- курсовые
- зачёты
- экзамены
- V курс
- конспекты
- ргр
- контрольные
- лабораторные
- курсовые
- зачёты
- экзамены
- Предметы по специальности
- Теория
- английский
- интернет-ресурсы
- литература
- тематические статьи
- Практика
- типы судов
- пиратство
- видеоуроки
- мануалы
- морской словарь
- технический словарь
- история
- новости науки и техники
- авиация
- автомобили
- военная техника
- робототехника
26.07.2013
Система генератор — двигатель
Для широкого и плавного регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока применяется система генератор — двигатель (Г — Д). Основной принцип этой системы заключается в изменении приложенного к якорю двигателя напряжения при неизменном напряжении цепи возбуждения.
Система Г—Д (рис. 1) состоит из двигателя постоянного тока с независимым возбуждением М2, непосредственно связанного с рабочим механизмом (исполнительный двигатель). Он питается электрической энергией от генератора G, приводимого во вращение двигателем M1. Обмотки возбуждения генератора LG и двигателя LM2 получают питание от независимого источника постоянного тока с неизменным напряжением.
Первичный двигатель M1, вращающий якорь генератора G, представляет собой механический или электрический двигатель, причем приводимый им генератор не требует ни реверсирования, ни регулирования частоты вращения.
Основным требованием, предъявляемым к первичному двигателю, является жесткость его механической характеристики, поэтому механические двигатели снабжают всережимными регуляторами частоты вращения, а электрические выбирают с жесткой характеристикой. Итак, первичный двигатель вращается с n = const и не реверсируется
Исполнительный двигатель управляется изменением значения и направления тока в обмотках возбуждения LG и LM2.
Механическая характеристика исполнительного двигателя в си-стеме Г—Д подобна механическим характеристикам двигателя с независимым возбуждением.
Естественная механическая характеристика 0 (см. рис. 2.3) возможна при номинальной частоте вращения генератора и отсутствии добавочных резисторов в цепях возбуждения генератора и исполнительного двигателя.
Ее наклон несколько больше, чем характеристики двигателя, работающего от сети, так как к сопротивлению якоря двигателя добавляется сопротивление якоря генератора.
При увеличении сопротивления реостата R1 уменьшаются ток возбуждения генератора и его э.д.с. Частота вращения двигателя М2 при этом уменьшится (характеристика 3).
Увеличение сопротивления реостата R2 вызывает уменьшение магнитного потока двигателя М2, частота вращения его увеличится (характеристика 2).
Двигатель реверсируется изменением направления тока в обмотке возбуждения генератора, при этом меняется направление его э. д. с. и тока в цепи якоря двигателя (магнитный поток двигателя остается неизменным).
Механические характеристики системы Г—Д жесткие. Для предотвращения поломок механизма необходимо ограничивать максимальный момент двигателя М2, что достигается смягчением характеристик.
Существуют следующие способы смягчения механических характеристик исполнительного двигателя: применение исполнительного электродвигателя со смешанным возбуждением; применение генератора со смешанным возбуждением и встречно включенной последовательной обмоткой.
Использование последовательной обмотки у исполнительного двигателя (рис. 2, а) позволяет получить более мягкие характеристики (рис. 2, б) по сравнению с характеристиками двигателя только с независимым возбуждением. Однако этот способ имеет недостаток, заключающийся в том, что при реверсировании двигателя изменяется направление тока в обмотке LM2.2 и она начинает противодействовать обмотке LM2.1, размагничивая двигатель. Во избежание этого последовательную обмотку включают не непосредственно в цепь якоря, а через мостовой полупроводниковый выпрямитель U, обеспечивающий постоянное направление тока в ней.
Применение размагничивающей обмотки генератора лишено указанного недостатка, поэтому используется наиболее часто.
Принцип смягчающего действия размагничивающей обмотки LG2 (рис. 3, а) заключается в следующем: с увеличением нагрузки исполнительного двигателя ток якоря увеличивается, размагничивающее действие обмотки возрастает, э.д.с. генератора и частота вращения двигателя уменьшаются.
Механические характеристики показаны на рис. 3, б. Искривленная форма характеристик 0,1,3 объясняется насыщением генератора. При насыщенном генераторе размагничивающее влияние обмотки меньше, чем при ненасыщенном, в начале участка характеристики более жесткие, а затем при больших нагрузках насыщение исчезает и характеристики становятся круче. Если же ток независимой обмотки возбуждения генератора невелик и насыщение отсутствует, характеристика становится прямой (характеристика 2).
При изменении направления тока в независимой обмотке возбуждения генератора меняется направление тока в якоре и последовательной обмотке возбуждения; таким образом, размагничивающее действие последовательной обмотки сохраняется.
Торможение исполнительного двигателя в системе Г — Д выполняют всеми методами, рассмотренными в статье «Регулирование частоты вращения, пуск, реверсирование и торможение электродвигателей постоянного тока».
Преимущества системы Г — Д:
- возможность плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне до 16:1;
- быстрый разгон исполнительного двигателя без помощи пускового реостата, т. е. с минимальными потерями энергии;
- легкий пуск первичного двигателя, вращающего невозбужденный генератор;
- быстрое и четкое торможение исполнительного электродвигателя.
Недостатки системы Г — Д:
- низкий к.п.д. всей системы, вызванный многократным преобразованием энергии;
- большие массы, стоимость и габаритные размеры, инерционность.
Следует отметить, что снижение к. п. д. в значительной мере компенсируется возможностью экономичного управления исполнительным электродвигателем при его пуске и регулировании частоты вращения. Эта экономия энергии особенно заметна в электроприводах, требующих частых пусков и реверсов двигателя.
Вместо системы Г — Д целесообразно использовать систему управляемый выпрямитель — двигатель постоянного тока (УВ—Д), силовая цепь которой приведена на рис. 4.
К якорю двигателя М приложено выпрямленное напряжение, регулируемое с помощью полупроводникового выпрямителя VI — V6, собранного по мостовой схеме. Силовая цепь выпрямителя состоит из трех тиристоров VI — V3 и трех неуправляемых диодов V4 — V6. Управление осуществляют изменением фазы открытия тиристоров.
Система УВ — Д имеет по сравнению с системой Г—Д следующие преимущества: отсутствует вращающийся преобразователь; высокий к.п.д. (к.п.д. выпрямителя 0,96 — 0,99); малая инерционность.
Акция!
Генераторы предназначены для работы в загородных домах, в гаражах, на стройке, для обеспечения электричеством ремонтных бригад, а так же решения других задач, требующих автономного энергоснабжения.
Особенности генераторов Аврора:
- буква D в названии говорит о наличии на аппарте системы электронного пуска (ручной + электронный пуск)
- маркировка PLUS сообщает о наличии на аппарате дисплея (Ч/Гц/В)
- синхронный генератор рассчитан на повышенную пусковую мощность и имеет высокий КПД
- двигатель с нижним расположением распредвала не требует добавления масла в бензин
- лёгкий запуск при низких температурах (при условии верного подбора масла)
- высокий КПД мотора
- большой бак позволяет долгое время работать без дозаправки
- система стабилизации напряжения на выходе (NEW AVR)
- защита от перегрузок предохраняет от выхода из строя наиболее дорогие узлы и детали
- усиленная рама с дополнительными кожухами для защиты бензобака
- моторесурс более 1000 часов
Одноцилиндровый 4-х тактный бензиновый двигатель с верхним расположением клапанов, который установлен на генераторе, является аналогом двигателя HONDA. Поршни мотора усилены стальными гильзами, а значит, устройство прослужит своему хозяину много лет. Двигатели генераторов Aurora долговечны, обладают низким расходом масла на угар, экономят топливо и работают относительно тихо (65 Дб).
Новая усиленная рама генератора надёжно фиксирует все элементы конструкции, а кожух бензобака обеспечивает его дополнительную защиту.
Стоит обратить особое внимание на наличие на всех генераторах Aurora блока NEW AVR (Automatic Voltage Regulator), который предназначен для стабилизации выходного напряжения при изменении оборотов двигателя. Данное устройство гарантирует стабильную работу подключенного к генератору оборудования.
Ещё одним преимуществом генераторов Аврора перед конкурентами является медная обмотка ротора и статора устройства. Медь по сравнению с алюминием обладает меньшим удельным сопротивлением и лучшими показателями электропроводности. Это значит, что во время работы генератор с медными обмотками будет греться гораздо меньше конкурентов с алюминиевыми обмотками. В следствие меньшего нагрева меди повышается надежность изоляции и стойкость к неблагоприятным условиям окружающей среды: высокой температуре, влажности или запылённости. Так же стоит отметить значительно лучшие прочностные характеристики меди и её стойкость к окислению.
Выбирая генератор, следует учитывать запас мощности, необходимый для корректной работы устройства:
- Суммарная мощность потребителей электричества должна быть меньше мощности генератора.
- Для резистивных приборов (приборов БЕЗ электродвигателя: телевизоры, лампы, обогреватели, плиты и пр.) – требуется 10% запас мощности.
- Для индуктивных приборов (устройства которые имеют в конструкции электромотор: дрели, триммеры, садовая техника) — запас мощности должен быть на уровне 20%.
- Так же стоит учесть, что стартовый ток индуктивных приборов может превышать номинальную мощность в 3 раза.
Главной функцией системы автозапуска является автоматический запуск/отключение генератора путем контроля напряжения центральной питающей электросети. При отключении напряжения в центральной электросети блок автоматики обеспечивает автоматический запуск генератора. Через 8-10 секунд после запуска подается напряжение на потребители, подключенные к генератору. В случае возобновления питания в центральной электросети блок автоматики отключает напряжение, подаваемое генератором, от потребителей, после чего происходит остановка генератора, и генератор переходит в режим ожидания, а блок автоматики переключает питание от центральной электросети. Данная процедура занимает 5-10 секунд.
Бензиновые генераторы Aurora уже много лет пользуются стабильным спросом на российском рынке и отлично себя зарекомендовали благодаря высокой надежности и хорошему качеству. Генератор Аврора – ваш правильный выбор!
В комплекте с генератором идут колеса.
Габариты упаковки 690х600х580мм
Гарантия — 1 год
Видео презентация Aurora AGE 8500 DZN PLUS
Дизельные генераторы DS и DSI
FUBAG DS 3600
Дизельный генератор FUBAG DS 3600 – простой и экономичный резервный источник энергии мощностью 3,0 кВА. Станция отлично подойдет для обеспечения работы оборудования в небольшом летнем домике или на строительной площадке.
• Профессиональный OHV-двигатель FUBAG
• Система AVR (стабилизатор напряжения)
• Защита от перегрузки и короткого замыкания
• Высокоэффективное воздушное охлаждение двигателя
• 2 розетки 230 В / 16 А
• Виброгасящие опоры
FUBAG DS 16 A ES с подогревателем охлаждающей жидкости
Однофазная электростанция открытого исполнения DS 16 A ES, максимальной мощностью до 13,6 кВА, изготовлена на базе дизельного двигателя с жидкостным охлаждением. Генератор предназначен для организации автономного источника электроснабжения на производственных, коммерческих, социальных и бытовых объектах.
• Надежный и экономный дизельный двигатель
• Установленный подогреватель охлаждающей жидкости
• Топливный бак объемом 51 л
• Многофункциональный контроллер ComAp
• Возможность подключения блока автоматического ввода резерва
• Предпусковой подогрев воздуха
• Аккумуляторная батарея повышенной емкости (80 А)
• Защита от перегрузки
FUBAG Электростанция дизельная с электростартером и коннектором автоматики DS 5500 A ES
Генератор DS 5500 A ES – надежный однофазный аппарат номинальной мощностью 5,0 кВт с дизельным двигателем воздушного охлаждения. Станция оснащена электростартером и позволяет подключить блок автоматики для организации электроснабжения в автоматическим режиме (опция).
• Профессиональный OHV-двигатель FUBAG
• Электростартер
• Стабилизатор напряжения (AVR)
• Возможность подключения блока автоматики
• Легкий запуск при отрицательных температурах
• 2 розетки 230 В / 16 А и 1 розетка 230 В / 32 А
• Колеса в комплекте
FUBAG DS 16 AC ES с подогревателем охлаждающей жидкости
Однофазная электростанция Fubag DS 16 AC ES в шумозащитном кожухе обладает максимальной мощностью до 13,6 кВА. Дизельный генератор станет надежным источником электроснабжения в случае периодических отключений электроэнергии.
• Надежный и экономный дизельный четырехтактный двигатель
• Топливный бак объемом 50 л
• Контроллер ComAp для полноценной настройки агрегата
• Доступность установки блока АВР
• Система предпускового подогрева воздуха
• Аккумуляторная батарея повышенной мощности в комплекте
• Защита от перегрузки
FUBAG Электростанция дизельная DS 6500 AC ES (однофазная, кожух)
Экономичный надежный генератор воздушного охлаждения в шумозащитном кожухе. Топливный бак 25 л гарантирует беспрерывную работу без дозаправки в течение 6 часов. Уровень шума менее 71 дБ (7м). Оптимальный выбор в качестве резервного источника электроэнергии.
FUBAG Электростанция дизельная DS 16 DA ES
DS 16 DA ES — трехфазная электростанция Fubag открытого исполнения максимальной мощностью до 17 кВА. Генератор изготовлен на базе дизельного двигателя с жидкостным охлаждением. Дизельная станция используется для автономного электроснабжения производственных, коммерческих, социальных и бытовых объектов.
• Четырехтактный дизельный двигатель
• Низкий расход топлива
• Панель управления для полного контроля работы
• Возможность опционального подключения блока АВР
• Предпусковой подогреватель в виброустойчивом исполнении
• Альтернатор с автоматическим регулятором напряжения и защитой от перегрузки
• Аккумуляторные батареи в комплекте
FUBAG DS 16 DA ES с подогревателем охлаждающей жидкости
DS 16 DA ES — трехфазная электростанция Fubag открытого исполнения максимальной мощностью до 17 кВА. Генератор изготовлен на базе дизельного двигателя с жидкостным охлаждением. Дизельная станция используется для автономного электроснабжения производственных, коммерческих, социальных и бытовых объектов.
• Четырехтактный дизельный двигатель
• Низкий расход топлива
• Панель управления для полного контроля работы
• Возможность опционального подключения блока АВР
• Предпусковой подогреватель в виброустойчивом исполнении
• Альтернатор с автоматическим регулятором напряжения и защитой от перегрузки
• Аккумуляторные батареи в комплекте
FUBAG Электростанция дизельная с электростартером и коннектором автоматики DS 7000 DA ES
Трехфазный дизельный генератор DS 7000 DA ES максимальной мощностью 7 кВА применяется на небольших предприятиях или в загородном доме. Надежный и экономный источник энергии обладает всем необходимым, чтобы обеспечить безопасную работу вашего оборудования.
• Профессиональный OHV-двигатель FUBAG
• Электростартер для удобства запуска
• Система AVR для стабилизации напряжения
• Система подогрева воздуха во впускном коллекторе
• Разъем для подключения блока автоматики
• 2 розетки 230 В / 16 А и 1 розетка 400 В / 16 А
• Ручки и колеса в комплекте
FUBAG Электростанция дизельная DS 16 DAC ES
DS 16 DAC ES — трехфазная электростанция в шумозащитном кожухе, максимальной мощностью до 17 кВА. Аппарат изготовлен на базе дизельного двигателя с жидкостным охлаждением. Генератор востребован на производственных, коммерческих, социальных и бытовых объектах.
• Дизельный двигатель с жидкостным охлаждением
• Многофункциональный контроллер с расширенной поддержкой двигателя
• Встроенный топливный бак объемом 50 л
• Аккумуляторная батарея повышенной емкости
• Подходит для подключения блока АВР
• Безопасный старт и уменьшение износа цилиндров за счет предпускового подогревателя
FUBAG Электростанция дизельная DS 16 DAC ES
DS 16 DAC ES — трехфазная электростанция в шумозащитном кожухе, максимальной мощностью до 17 кВА. Аппарат изготовлен на базе дизельного двигателя с жидкостным охлаждением. Генератор востребован на производственных, коммерческих, социальных и бытовых объектах.
• Дизельный двигатель с жидкостным охлаждением
• Многофункциональный контроллер с расширенной поддержкой двигателя
• Встроенный топливный бак объемом 50 л
• Аккумуляторная батарея повышенной емкости
• Подходит для подключения блока АВР
• Безопасный старт и уменьшение износа цилиндров за счет предпускового подогревателя
FUBAG Электростанция дизельная DS 8000 DAC ES (трехфазная, кожух)
Дизельный трехфазный генератор максимальной мощностью 8 кВт с воздушным охлаждением в шумозащитном кожухе . Уровень шума менее 71 дБ (7м). Оснащен электростартером для легкого запуска. Отлично подходит в качестве источника электроэнергии при резервировании сети в загородном доме, торговой точке, на небольшом предприятии, а также в качестве источника питания оборудования высокой мощности на стройплощадке.
FUBAG Электростанция дизельная DS 22 A ES с подогревателем охлаждающей жидкости
Однофазная электростанция DS 22 A ES открытого исполнения обладает максимальной мощностью 17 кВА. Дизельный генератор отличается надежностью, стабильностью работы и качеством вырабатываемой энергии, что делает его востребованным на различных типах производственных и строительных объектов.
• Четырехтактный дизельный двигатель с жидкостным охлаждением
• Установленный подогреватель охлаждающей жидкости
• Легкий в управлении контроллер с дисплеем
• Готовность к установке блока автоматического ввода резерва
• Поставляется заправленный маслом и антифризом
• Запасные части, инструменты и принадлежности в комплекте
• Объем топливного бака 51 л
FUBAG Электростанция дизельная с электростартером и коннектором автоматики DS 11000 A ES
Дизельная электростанция FUBAG DS 11000 A ES – мощный источник энергии (11 кВА) для оборудования на производстве и стройплощадке. Возможность подключения блока автоматики делает генератор отличным устройство для обеспечения резервного энергопитания загородного дома.
• Профессиональный 2-х цилиндровый двигатель FUBAG
• Электростартер
• Легкий запуск при отрицательных температурах
• Возможность подключения блока АВР
• 1 розетка 230 В / 16 А, 1 розетка 230 В / 32 А
• Силовые клеммы для подключения мощных однофазных потребителей
• Цифровой дисплей с выводом основных параметров
• Эффективная система защиты от перегрузки и короткого замыкания
• Комплект усиленных колес для транспортировки
FUBAG Электростанция дизельная DS 22 AC ES
Дизельная электростанция FUBAG DS 22 AC ES — однофазный аппарат в шумозащитном кожухе максимальной мощностью до 17 кВА. Генератор изготовлен на базе дизельного двигателя с жидкостным охлаждением. Аппарат предназначен для организации автономного источника электроснабжения в случае периодических отключений электроэнергии.
• Дизельный двигатель с высоким рабочим ресурсом и низким расходом топлива
• Установленный подогреватель охлаждающей жидкости
• Интуитивно понятная работа с генератором при помощи контроллера ComAp
• Подключение блока АВР (опционально)
• Предпусковой подогреватель
• Аккумуляторные батареи в комплекте
• Зарядка АКБ от внешней сети
FUBAG Электростанция дизельная DS 11000 AC ES (однофазная, кожух)
Мощный однофазный дизельный генератор в шумозащитном кожухе. Уровень шума менее 69 дБ (7м). Благодаря двухцилиндровому двигателю и вместительному топливному баку 50 л может служить надежным источником автономного энергоснабжения загородного дома, промышленного объекта, стройплощадки.
2 года бесплатного сервисного
обслуживания по гарантийным случаям
Типовые схемы и способы пуска синхронных двигателей
Для обеспечения работы мощных электроприводов применяются синхронные электродвигатели. Они нашли применение в компрессорных установках, насосах, в системах, прокатных станах, вентиляторах. Применяются в металлургической, цементной, нефтегазовой и других отраслях промышленности, где необходимо использовать оборудование большой мощности. В этой статье мы решили рассказать читателям сайта Сам Электрик, как может выполняться пуск синхронных двигателей.
- Преимущества и недостатки
- Способы пуска
- Запуск с помощью разгонного двигателя
- Асинхронный запуск
- Частотный пуск
- Системы возбуждения
Преимущества и недостатки
Конструктивно синхронные двигатели сложнее асинхронных, но они имеют ряд преимуществ:
- Работа синхронных электродвигателей в меньшей степени зависит от колебания напряжения питающей сети.
- По сравнению с асинхронными, они имеют больший КПД и лучшие механические характеристики при меньших габаритах.
- Скорость вращения не зависит от нагрузки. То есть колебания нагрузки в рабочем диапазоне не влияют на обороты.
- Могут работать со значительными перегрузками на валу. Если возникают кратковременные пиковые перегрузки, повышением тока в обмотке возбуждения компенсируют эти перегрузки.
- При оптимально подобранном режиме тока возбуждения, электродвигатели не потребляют и не отдают в сеть реактивную энергию, т.е. cosϕ равен единице. Двигатели, работая с перевозбуждением, способны вырабатывать реактивную энергию. Что позволяет их использовать не только в качестве двигателей, но и компенсаторов. Если необходима выработка реактивной энергии, на обмотку возбуждения подается повышенное напряжение.
При всех положительных качествах синхронных электродвигателей у них имеется существенный недостаток – сложность пуска в работу. Они не имеют пускового момента. Для запуска требуется специальное оборудование. Это долгое время ограничивало использование таких двигателей.
Способы пуска
Пуск синхронных электродвигателей можно осуществить тремя способами – с помощью дополнительного двигателя, асинхронный и частотный запуск. При выборе способа учитывается конструкция ротора.
Он выполняется с постоянными магнитами, с электромагнитным возбуждением или комбинированным. Наряду с обмоткой возбуждения на роторе смонтирована короткозамкнутая обмотка – беличья клетка. Её также называют демпфирующей обмоткой.
Запуск с помощью разгонного двигателя
Этот метод пуска редко применяется на практике, потому что его сложно реализовать технически. Требуется дополнительный электродвигатель, который механически соединен с ротором синхронного двигателя.
С помощью разгонного двигателя раскручивается ротор до значений близких к скорости вращения поля статора (к синхронной скорости). После чего на обмотку возбуждения ротора подают постоянное напряжение.
Контроль осуществляется по лампочкам, которые включены параллельно рубильнику, подающему напряжение на обмотки статора. Рубильник должен быть отключен.
В первоначальный момент лампы мигают, но при достижении номинальных оборотов они перестают гореть. В этот момент подают напряжение на обмотки статора. После чего синхронный электродвигатель может работать самостоятельно.
Затем дополнительный мотор отключается от сети, а в некоторых случаях его отсоединяют механически. В этом состоят особенности пуска с разгонным электродвигателем.
Асинхронный запуск
Метод асинхронного пуска на сегодня самый распространенный. Такой запуск стал возможен после изменения конструкции ротора. Его преимущество в том, что не нужен дополнительный разгонный двигатель, так как дополнительно к обмотке возбуждения в ротор вмонтировали короткозамкнутые стержни беличьей клетки, что дало возможность запускать его в асинхронном режиме. При таком условии этот способ пуска и получили широкое распространение.
Сразу же рекомендуем просмотреть видео по теме:
При подаче напряжения на обмотку статора происходит разгон двигателя в асинхронном режиме. После достижения оборотов близких к номинальным, включается обмотка возбуждения.
Электрическая машина входит в режим синхронизма. Но не все так просто. Во время пуска в обмотке возбуждения возникает напряжение, которое возрастает с ростом оборотов. Оно создает магнитный поток, который воздействует на токи статора.
При этом возникает тормозящий момент, который может приостановить разгон ротора. Для уменьшения вредного воздействия обмотки возбуждения подключают к разрядному или компенсационному резистору. На практике эти резисторы представляют собой большие тяжелые ящики, где в качестве резистивного элемента используются стальные спирали. Если этого не сделать, то из-за возрастающего напряжения может произойти пробой изоляции. Что повлечет выход оборудования из строя.
После достижения подсинхронной частоты вращения, от обмотки возбуждения отключаются резисторы, и на нее подается постоянное напряжение от генератора (в системе генератор-двигатель) или от тиристорного возбудителя (такие устройства называются ВТЕ, ТВУ и так далее, в зависимости от серии). В результате чего двигатель переходит в синхронный режим.
Недостатками этого метода являются большие пусковые токи, что вызывает значительную просадку напряжения питающей сети. Это может повлечь за собой остановку других синхронных машин, работающих на этой линии, в результате срабатывания защит по низкому напряжению. Для уменьшения этого воздействия цепи обмоток статора подключают к компенсационным устройствам, которые ограничивают пусковые токи.
- Добавочные резисторы или реакторы, которые ограничивают пусковые токи. После разгона они шунтируются, и на обмотки статора подается сетевое напряжение.
- Применение автотрансформаторов. С их помощью происходит понижение входного напряжения. При достижении скорости вращения 95-97% от рабочей, происходит переключение. Автотрансформаторы отключаются, а на обмотки подается напряжение сети переменного тока. В результате электродвигатель входит в режим синхронизации. Этот метод технически более сложный и дорогостоящий. А автотрансформаторы часто выходят из строя. Поэтому на практике этот метод редко применяют.
Частотный пуск
Частотный пуск синхронных двигателей применяется для запуска устройств большой мощности (от 1 до 10 МВт) с рабочим напряжением 6, 10 Кв, как в режиме легкого запуска (с вентиляторным характером нагрузки), так и с тяжелым пуском (приводов шаровых мельниц). Для этих целей выпускаются устройства мягкого частотного пуска.
Принцип работы аналогичен высоковольтным и низковольтным устройствам, работающим по схеме преобразователя частоты. Они обеспечивают пусковой момент до 100% от номинала, а также обеспечивают запуск нескольких двигателей от одного устройства. Пример схемы с устройством плавного пуска вы видите ниже, оно включается на время запуска двигателя, а затем выводится из схемы, после чего двигатель включается в сеть напрямую.
Системы возбуждения
До недавнего времени, для возбуждения применялся генератор независимого возбуждения. Он располагался на одном валу с синхронным электродвигателем. Такая схема еще применяется на некоторых предприятиях, но она устарела и теперь не применяется. Сейчас для регулировки возбуждения используются тиристорные возбудители ВТЕ.
- оптимальный режим пуска синхронного двигателя;
- поддержание заданного тока возбуждения в заданных пределах;
- автоматическое регулирование напряжения возбуждения в зависимости от нагрузки;
- ограничение максимального и минимального тока возбуждения;
- мгновенное увеличение тока возбуждения при понижении питающего напряжения;
- гашение поля ротора при отключении от питающей сети;
- контроль состояния изоляции, с оповещением о неисправности;
- обеспечивают проверку состояния обмотки возбуждения при неработающем электродвигателе;
- работают с высоковольтным преобразователем частоты, обеспечивая асинхронный и синхронный запуск.
Эти устройства отличаются высокой надежностью. Основным недостатком является высокая цена.
В заключение отметим, что самый распространенный способ пуска синхронных двигателей – это асинхронный запуск. Практически не нашел применения пуск с помощью дополнительного электродвигателя. В то же время частотный запуск, который позволяет в автоматическом режиме решить проблемы пуска, довольно дорогостоящий.