Принципиальная схема электродвигателя

Принципиальная схема электродвигателя. Принципиальная схема двигателя асинхронного

Типовые схемы пуска синхронных электродвигателей » Портал инженера

Для эксплуатации синхронных двигателей большое значение имеет правильный выбор схемы подключения. Сегодня наиболее распространенной, простой и надежной схемой является схема прямого пуска от полного сетевого напряжения. Исключение: двигатели с тяжелым пуском или очень мощные двигатели, пуск которых вызывает недопустимые снижения сетевого напряжения.

Конструкция каждого синхронного двигателя предусматривает возможность асинхронного пуска. Выбор пускового реактора для синхронных двигателей также не отличается практически ничем от подбора реакторов для двигателей асинхронного типа.

Во многих случаях для мощных двигателей целесообразно применить питание от отдельных трансформаторов, которые еще называются блок-трансформаторами. Увеличение мощности трансформатора может понадобиться, если наблюдаются частые тяжелые пуски двигателя и его перегрев.

Типовые узлы схем возбуждения синхронного двигателя

Пуск с помощью реактора и пуск в работе со схемой, в которую подключен блок-трансформатор имеет весомые преимущества перед пуском двигателя через автотрансформатор. Приведем пример: при пуске напряжение, подаваемое на двигатель, через постоянного включенный реактор или трансформатор по мере того, как снижается ток, плавно возрастает. В конце пускового режима это напряжение не отличается от номинального практически ничем.

На схеме, приведенной на рисунке, подача возбуждения синхронному двигателю осуществляется с помощью электромагнитного реле постоянного тока КТ (реле времени с гильзой).

Катушка реле включается на разрядное сопротивление Rразр через диод VD. При подключении обмотки статора к сети в обмотке возбуждения двигателя наводится ЭДС. По катушке реле КТ проходит выпрямленный ток, амплитуда и частота импульсов которого зависят от скольжения.

Подача возбуждения синхронному двигателю в функции скорости

Именно поэтому можно говорить о том, что при реакторном пуске шунтирование происходит без токовых толчков, в то время как при автотрансформаторном пуске необходимо сильно усложнять схему подключения для того, чтобы ограничить толчки тока при переходе с режима «пуск» на полное сетевое напряжение.

Согласно стандартам ГОСТ обмотки трансформатора должна выдерживать токи короткого замыкания на выводах каждой из них без каких-либо повреждений, поэтому, можно уверенно говорить о том, что практика применения схем трансформатор-двигатель полностью себя оправдывает.

Обсудить на форуме

Типовые схемы пуска синхронных электродвигателей

Синхронные движки получили обширное распространение в индустрии для электроприводов, работающих с неизменной скоростью (компрессоров, насосов и т.д.). В ближайшее время, вследствие возникновения преобразовательной полупроводниковой техники, разрабатываются регулируемые синхронные электроприводы.

Плюсы синхронных электродвигателей

Синхронный движок несколько труднее, чем асинхронный, но обладает рядомпреимуществ, что позволяет использовать его в ряде всевозможных случаев заместо асинхронного.

1. Главным достоинством синхронного электродвигателя является возможностьполучения рационального режима по реактивной энергии, который осуществляетсяметодом автоматического регулирования тока возбуждения мотора. Синхронныйдвижок может работать, не потребляя и не отдавая реактивной энергии в сеть,при коэффициенте мощности (cos фи)равным единице.Если для предприятия нужна выработка реактивной энергии, тосинхронный электродвигатель, работая с перевозбуждением,может отдавать ее в сеть.

2. Синхронные электродвигатели наименее чувствительны кколебаниям напряжения сети, чем асинхронные электродвигатели. Ихнаибольший момент пропорционален напряжению сети, в то время как критичныймомент асинхронного электродвигателя пропорционален квадрату напряжения.

3. Синхронные электродвигатели имеют высшую перегрузочнуюспособность. Не считая того, перегрузочная способность синхронного мотораможет быть автоматом увеличена за счет увеличения тока возбуждения, к примеру,при резком краткосрочном повышении нагрузки на валу мотора.

4. Скорость вращения синхронного мотора остаетсяпостоянной при хоть какой нагрузке на валу в границах его перегрузочной возможности.

Методы запуска синхронного электродвигателя

Вероятны последующие методы запуска синхронного мотора: асинхронный запуск на полное напряжение сети и запуск на пониженное напряжение через реактор либо автотрансформатор.

Асинхронный запуск синхронного электродвигателя

Схема возбуждения синхронного мотора с глухоподключенным возбудителем достаточно ординарна и может применяться в этом случае, если пусковые токи не вызывают падения напряжения в сети больше допустимого и статистический момент нагрузки Мс

Асинхронный запуск синхронного мотора делается присоединением статора к сети. Движок разгоняется как асинхронный до скорости вращения, близкой к синхронной.

В процессе асинхронного запуска обмотка возбуждения замыкается на разрядное сопротивление, чтоб избежать пробоя обмотки возбуждения при пуске, потому что при малой скорости ротора в ней могут появиться значимые перенапряжения. При скорости вращения, близкой к синхронной, срабатывает контактор КМ (цепь питания контактора на схеме не показана), обмотка возбуждения отключается от разрядного сопротивления и подключается к якорю возбудителя. Запуск завершается.

Типовые узлы схем возбуждения синхронного мотора

Внедрение тиристорных возбудителей для запуска синхронных электродвигателей

Слабеньким местом большинства электроприводов с синхронными движкам, существенноусложняющим эксплуатацию и повышающим издержки, многие годы являлсяэлектромашинный возбудитель. В текущее время обширное распространение длявозбуждения синхронных движков находят тиристорные возбудители. Онипоставляются в комплектном виде.

Тиристорные возбудители синхронных электродвигателей более надежны и имеютболее высочайший к.п.д. по сопоставлению с электромашинными возбудителями. С помощью ихпросто решаются вопросы рационального регулирования тока возбуждения дляподдержания всепостоянства cos фи, напряжения на шинах,от которых питается синхронный движок, также ограничение токов ротора истатора синхронного мотора в аварийных режимах.

Тиристорными возбудителями оснащается большая часть выпускаемых большихсинхронных электродвигателей. Они делают обычно последующие функции:

• запуск синхронного мотора с включенным в цепь обмотки возбужденияпусковым резистором,
• бесконтакное отключение пускового резистора после окончания запускасинхронного мотора и защиту его от перегрева,
• автоматическую подачу возбуждения в подходящий момент запуска синхронногоэлектродвигателя,
• автоматическое и ручное регулирование тока возбуждения

Если запуск синхронного электродвигателя делается на пониженное напряжение, то при «легком» пуске возбуждение подается до включения обмотки статора на полное напряжение, а при «тяжелом» пуске подача возбуждения происходит при полном напряжении в цепи статора.Может быть подключение обмотки возбуждения мотора к якорю возбудителя поочередно с разрядным сопротивлением.

Процесс подачи возбуждения синхронному движку автоматизируется 2-мя методами: в функции скорости и в функции тока.

На схеме, приведенной на рисунке, подача возбуждения синхронному движку осуществляется при помощи электрического реле неизменного тока КТ (реле времени с гильзой). Катушка реле врубается на разрядное сопротивление Rразр через диодик VD. При подключении обмотки статора к сети в обмотке возбуждения мотора наводится ЭДС. По катушке реле КТ проходит выпрямленный ток, амплитуда и частота импульсов которого зависят от скольжения.

Подача возбуждения синхронному движку в функции скорости

При пуске скольжение S = 1. По мере разгона мотора оно миниатюризируется и интервалы меж выпрямленными полуволнами тока растут; магнитный поток равномерно понижается по кривой Ф(t).

При скорости, близкой к синхронной, магнитный поток реле успевает добиться значения потока отпадания реле Фот в момент, когда через реле КТ ток не проходит. Реле теряет питание и своим контактом делает цепь питания контактора КМ (на схеме цепь питания контактора КМ не показана).

Разглядим контроль подачи возбуждения в функции тока при помощи реле тока. При пусковом токе срабатывает реле тока КА и размыкает собственный контакт в цепи контактора КМ2.

График конфигурации тока и магнитного потока в реле времени КТ

Контроль подачи возбуждения синхронному движку в функции тока

При скорости, близкой к синхронной, реле КА отпадает и замыкает собственный контакт в цепи контактора КМ2. Контактор КМ2 срабатывает, замыкает собственный контакт в цепи возбуждения машины и шунтирует резистор Rразр

Принципиальная схема электрического двигателя

Любой электрический двигатель представляет собой устройство, превращающее электрическую энергию в механическую. Подобно генератору, принципиальная схема электрического двигателя включает в себя статор и ротор, что позволяет отнести его к разряду вращающихся электрических машин.

Устройство двигателя

Применение короткозамкнутого трехфазного асинхронного двигателя сделало его наиболее популярным для большинства машин и механизмов. Обмотка его ротора состоит из системы, объединяющей алюминиевые или медные стержни, расположенные в пазах ротора параллельно между собой. Концы этих стержней соединяются друг с другом при помощи специальных короткозамкнутых колец. Кроме ротора и статора устройство электродвигателя включает в себя вал и корпус.

Регулирование скорости вращения производится ступенчатым способом, при помощи статорной обмотки, где количество полюсов может переключаться. Этот принцип используется в асинхронных двигателях с различным количеством скоростей. Плавное регулирование скорости осуществляется с помощью регулируемого преобразователя частоты, подающего питание к электродвигателю.

Основными положительными характеристиками короткозамкнутых асинхронных электродвигателей являются их высокая надежность, незначительная масса, компактность, более высокий срок службы, чем у двигателей внутреннего сгорания аналогичной мощности. Изготовление таких электродвигателей производится в очень широком диапазоне мощностей, где номинал устройства может составлять всего лишь несколько ватт, а может иметь мощность и в десятки мегаватт. Электродвигатели малой мощности, чаще всего, выпускаются однофазными.

Особенности электрических двигателей

Устройство синхронных электродвигателей очень напоминает синхронный генератор. Таким образом, принципиальная схема электрического двигателя данной модификации, отличается от асинхронных моделей. При одинаковой частоте электрического тока в сети, скорость их вращения остается постоянной, вне зависимости от нагрузки. В отличие от асинхронных, у этих моделей не происходит потребления из сети реактивной энергии. Эта энергия отдается в сеть, таким образом, перекрывая реактивную энергию, потребляемую другими источниками.

Применение синхронных электродвигателей не допускает частых пусков, поэтому, как правило, их используют в условиях относительно неизменной нагрузки, при необходимости обеспечения постоянной скорости вращения.

Следует отдельно отметить двигатели постоянного тока, используемые в условиях необходимости плавного регулирования скоростей. Эти действия производятся с помощью изменяемого тока в якоре или с применением устройств на полупроводниках. Однако, такие двигатели стали применяться все реже из-за их больших размеров, высокой стоимости и значительных потерь в процессе эксплуатации.

Схема подключения двигателя по реверсивной схеме

Способы пуска в ход синхронных двигателей. Асинхронный пуск СД

При пуске двигателя в ход должны по возможности удовлетворяться следующие основные требования: процесс пуска должен быть простым и осуществляться без сложных пусковых устройств, пусковой момент должен быть достаточно большим, а пусковые токи — по возможности малыми. Иногда к этим требованиям добавляются и другие, обусловленные особенностями конкретных приводов, в которых используются двигатели: необходимость плавного пуска, наибольшего пускового момента и пр. Практически используются следующие способы пуска: непосредственное подключение обмотки статора к сети (прямой пуск); понижение напряжения, подводимого к обмотке статора при пуске; подключение к обмотке ротора пускового реостата.

Прямой пуск применяется для пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Двигатели этого типа малой и средней мощности обычно проектируют так, чтобы при непосредственном подключении обмотки статора к сети возникающие пусковые токи не создавали чрезмерных электродинамических усилий и превышений температуры, опасных с точки зрения механической и термической прочности основных элементов машины. Однако при прямом пуске двигателей большой мощности, особенно при подключении их к недостаточно мощным электрическим сетям, могут возникать чрезмерно большие падения напряжения (свыше 10—15%). В этом случае прямой пуск для двигателей с короткозамкнутым ротором не применяют и пускают их при пониженном напряжении.
Прямой пуск асинхронного двигателя широко применяют в технике. Недостатками его являются большой пусковой ток и сравнительно небольшой пусковой момент.

Пуск при пониженном напряжении применяется для пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором большой мощности, а также для двигателей средней мощности при недостаточно мощных электрических сетях. Понижение напряжения осуществляется следующими способами:

переключением обмотки статора при пуске с рабочей схемы «треугольник» на пусковую схему «звезда». В этом случае фазное напряжение, подаваемое на обмотку статора, уменьшается в ?З раз, что обусловливает уменьшение фазных токов в ?З раз и линейных токов в 3 раза. По окончании процесса пуска и разгона двигателя до номинальной частоты вращения обмотку статора переключают обратно на схему «треугольник»;

включением в цепь обмотки статора на период пуска добавочных резисторов или реакторов. При этом на указанных аппаратах создаются некоторые падения напряжения ?U, пропорциональные пусковому току, вследствие чего к обмотке статора будет приложено пониженное напряжение U1 — ?U. По мере увеличения частоты вращения ротора двигателя уменьшается э. д. с, индуцированная в обмотке ротора, а следовательно, и пусковой ток. В результате этого уменьшается падение напряжения ?U и автоматически возрастает приложенное к двигателю напряжение;

подключением двигателя к сети через понижающий автотрансформатор. Последний может иметь несколько ступеней, которые в процессе пуска двигателя переключаются соответствующей аппаратурой.

Недостатком всех указанных способов является значительное уменьшение пускового и наибольшего моментов двигателя, которые пропорциональны квадрату приложенного напряжения. Поэтому они могут применяться только при пуске двигателя без нагрузки.

Пуск с помощью пускового реостатаприменяется для двигателей 1 с фазным ротором (рис. 265, а). Пусковой реостат 2 обычно имеет четыре — шесть ступеней, что позволяет в процессе пуска постепенно уменьшать пусковое сопротивление Rп, поддерживая высокое значение пускового момента на все время, разгона двигателя. При пуске предварительно устанавливают пусковой реостат в положение, при котором он имеет максимальное

Рис. 265. Схема включения асинхронного двигателя с пусковым реостатом (а) и механические характеристики двигателя при пуске (б)

сопротивление R_п4 = R_{п max}, после чего подключают обмотку статора к сети трехфазного тока. При этом двигатель пускается по характеристике 4 (рис. 265,б) и развивает в начале пуска вращающий момент Mпmax.

По мере увеличения частоты вращения ротора вращающий момент двигателя, как видно из его механической характеристики, уменьшается и может стать меньше некоторого момента M_{п min}. Поэтому при уменьшении вращающего момента до M_{п min} часть сопротивления пускового реостата выводят. При этом вращающий момент двигателя возрастает до M_{п max}, а затем с увеличением частоты вращения будет изменяться по характеристике 3, полученной при сопротивлении пускового реостата R_п3 0 в ней вращающимся магнитным полем индуцируется ЭДС Е_в = 4,44f₂w_вФ_m = 4,4f₁sw_вФ_m , где f₂ = f₁s — частота изменения тока в обмотке возбуждения; w_в — число витков обмотки возбуждения; Ф_m — амплитуда магнитного потока вращающегося поля.

Рис. 6.48. Устройство пусковой обмотки синхронного двигателя (о) и схемы его асинхронного пуска (б и в): 1 — обмотка возбуждения; 2 — пусковая обмотка; 3 — ротор; 4 — обмотка якоря; 5 — гасящее сопротивление; 6 — якорь возбудителя; 7 — кольца и щетки

В начальный момент пуска при s = 1 из-за большого числа витков обмотки возбуждения ЭДС Е_в может достигать весьма большого значения и вызвать пробой изоляции. При схеме, изображенной на рис. 6.48, в, обмотка возбуждения постоянно подключена к возбудителю, сопротивление которого по сравнению с сопротивлением R_в весьма мало, поэтому эту обмотку в режиме асинхронного пуска можно считать замкнутой накоротко. С уменьшением скольжения до
s = 0,3 ÷ 0,4 возбудитель возбуждается и в обмотку возбуждения подается постоянный ток, обеспечивающий при s ≈ 0,05 втягивание ротора в синхронизм. Различие пусковых схем обусловлено тем, что не во всех случаях может быть применена более простая схема с постоянно подключенной к возбудителю обмоткой возбуждения (рис. 6.48, в), так как она имеет худшие пусковые характеристики, чем более сложная схема, приведенная на рис. 6.48,б. Главной причиной ухудшения пусковых характеристик является возникновение одноосного эффекта — влияние тока, индуцируемого в обмотке возбуждения при пуске, на характеристику пускового момента.

9. Реактивный СД: принцип работы, конструкция ротора, формула для момента.

Принцип действия и устройство. Реактивным двигателем называют синхронный двигатель с явнополюсным ротором без обмотки возбуждения и постоянных магнитов, у которого магнитный поток создается реактивным током, проходящим по обмотке статора. Вращающий момент в таком двигателе возникает из-за различия магнитных проводимостей по продольной и поперечной осям. При этом явновыраженные полюсы ротора стремятся ориентироваться относительно поля так, чтобы магнитное сопротивление для силовых линий поля было минимальным. Вследствие этого появляются тангенциальные силы f_т (рис. 7.5), образующие вращающий момент, и ротор вращается в том же направлении и с той же частотой вращения n₁ , что и поле статора.

Обмотка статора в двигателях общего применения распределенная, трех- или двухфазная с конденсатором в одной из фаз; она создает вращающееся магнитное поле. Ротор двигателя может иметь различные конструктивные исполнения. На рис. 7.6,а приведено наиболее простое устройство ротора; его собирают из стальных листов аналогично роторам асинхронных двигателей; листы имеют впадины, обеспечивающие различные индуктивные сопротивления по осям d и q. Для пуска в ход двигателя на роторе предусмотрена короткозамкнутая обмотка типа «беличья клетка». Однако двигатели с роторами этой конструкции имеют низкие технико-экономические показатели.

Более высокие показатели получены при использовании современных усовершенствованных конструкций ротора (рис. 7.6,б и в), в которых пазы или вырубки в листах заливают алюминием. Реактивные двигатели с роторами новой конструкции имеют приблизительно такие же технико-экономические показатели, как и другие типы синхронных и асинхронных микродвигателей.

Рис. 7.5. Схема возникновения реактивного момента

Рис. 7.6. Роторы реактивных двигателей: 1 — пакет ротора; 2 — обмотка типа «беличья клетка»; 3 — вырезы, залитые алюминиевым сплавом

Электромагнитный момент и угловые характеристики. Электромагнитный момент реактивного синхронного двигателя можно определить по общей формуле (6.36) для синхронной машины, при работе с током возбуждения, равным нулю. В этом случае ЭДС Е = 0 и (6.36) принимает вид

С увеличением R_a максимальный момент М_max уменьшается, и угловая характеристика (рис. 7.7,б) сдвигается в область меньших углов θ. Максимальный момент реактивного двигателя соответствует углу θ = 25 ÷ 45°.

Устойчивость работы двигателя зависит от значения удельного синхронизирующего момента М_сн.уд — электромагнитного момента, приходящегося на один градус угла θ. Этот момент обычно определяют при значениях θ, близких нулю, т. е. при М_сн.уд = (dM/dθ)θ = 0. Значения удельного синхронизирующего момента М_сн.уд зависят от приложенного напряжения U и отношения X_q /X_d .

Начальный пусковой момент у реактивных двигателей, так же как и у синхронных двигателей с обмоткой возбуждения. и постоянными магнитами, равен нулю. Следовательно, peaктивные двигатели должны иметь пусковую обмотку типа «беличья клетка» для асинхронного пуска. Эта обмотка является одновременно демпферной, которая способствует быстрому затуханию колебаний ротора.

Преимущества и недостатки реактивного двигателя. Реактивные двигатели проще по конструкции, надежнее в работе и дешевле по сравнению с синхронными двигателями с обмоткой возбуждения на роторе; при их использовании не требуется иметь источник постоянного тока для питания цепи возбуждения. Основными недостатками реактивного двигателя являются сравнительно небольшой пусковой момент и низкий cos φ, не превышающий обычно 0,5. Это объясняется тем, что магнитный поток создается только за счет реактивного тока обмотки якоря, значение которого из-за повышенного сопротивления магнитной цепи машины довольно велико.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.003 с) .

3.15 Неисправности синхронных машин,
затруднения при асинхронном пуске синхронного двигателя

3-15-2. Двигатель не идет в ход; в одной фазе статора нет тока.

3-15-3. Двигатель не идет в ход или идет в ход, но не разворачивается до нормальной частоты вращения. Сила тока во всех трех фазах одинакова.

A. При пуске пониженное напряжение сети; пуск двигателя от несоответствующего ответвления автотрансформатора или через неправильно выбранный реактор.

Измерить напряжение сети на первичных зажимах пускового автотрансформатора или реактора; если напряжение на 10—15 % ниже номинального, то это может быть причиной того, что двигатель не идет в ход. Необходимо в таком случае повысить напряжение сети до номинально­го. Если же это невозможно или напряжение сети окажется нормальным, то для повышения пускового напряжения необходимо переключить двигатель на следующую ступень пускового автотрансформатора или реактора.

Если пусковой автотрансформатор выполнен с ответвлениями на первичной обмотке, то соответствующим переключением первичной обмотки также может быть повышено его вторичное (пусковое) напряжение.

Если пуск осуществляется от реактора, то для увеличения пускового напряжения нужно уменьшить реактивное сопротивление катушки, что достигается весьма просто — увеличением воздушного зазора между верхней и нижней половинами сердечника.

Если же увеличение зазора невозможно, то необходимо уменьшить число витков катушки.

Б. Слишком велика нагрузка при пуске.

Снизить нагрузку при пуске.

B. При автотрансформаторном пуске возбуждение в двигатель подается не при полном (номинальном) напряжении на зажимах статора, а при пониженном. В связи с этим двигатель не развивает так называемого подсинхронкого момента (мо­мента при частоте вращения, составляющей 95 % синхронной), необходимого для вхождения двигателя в синхронизм.

Перестроить схему пуска двигателя с подачей воз­буждения при полном напряжении на зажимах статора.

Следует отметить, что хорошие условия пуска синхронного двигателя могут быть достигнуты при пуске от полного напряжения сети, т. е. при так называемом прямом пуске — без каких-либо пусковых устройств (автотрансформатор, реактор). При таком пуске достигается значительное упрощение пусковой схемы; пусковая обмотка ротора, как показал опыт, нагревается за время пуска меньше, чем при пуске от пониженного напряжения. Таким образом, прямой пуск значительно упрощает эксплуатацию двигателя, не снижая при этом надежность его работы. Поэтому, если двигатель плохо разворачивается, следует перейти на его прямой пуск. Для большинства двигателей, работающих от достаточно мощной питающей сети, такой пуск является вполне допустимым и никакой опасности для электродвигателя не представляет.

В некоторых случаях для такого пуска может оказаться необходимым усилить крепление лобовых частей обмотки статора. И лишь в довольно ограниченном числе случаев, например когда речь идет о двигателях весьма большой мощности (компенсаторах), прямой пуск может оказаться недопустимым или нежелательным.

Вопрос о переводе двигателя на прямой пуск следует согласовать с заводом-изготовителем.

Г. Междувитковое соединение в некоторых катушках обмотки возбуждения.

Найти неисправные катушки , отремонтировать их или заменить новыми.

3-15-4. То же, что в п. 3-15-3, но в роторе иногда появляются вспышки или искрение.

Плохой контакт в пусковой (демпферной) обмотке, а также в местах соединения отдельных стержней с короткозамыкающими кольцами или в перемычках, соединяющих отдельные сегмен­ты короткозамыкающего кольца между собой.

Проверить все контакты пусковой обмотки. Стержни, имеющие плохой контакт с кольцами, припаять тугоплавким припоем; все соединения между отдельными сегментами короткозамыкающих колец вскрыть для проверки, так как возможно окисление контактных поверхностей, незаметное при наружном осмотре.

Контактные поверхности тщательно вычистить и в случае надобности вновь пригнать и облудить.

3-15-5. Двигатель не идет в ход и сильно гудит. Сила тока во всех трех фазах различна. Часть обмотки статора сильно нагревается.

3-15-6. То же, что в п. 3-15-5, но обмотка статора не нагревается.

Неисправен пусковой автотрансформатор, или неправиль­но сделано внутреннее соединение обмотки статора (см. п. 3-8-3, Б).

Для определения причины неисправности следует отсоединить двигатель от пускового автотрансформатора (реактора), включить последний в сеть без двигателя и измерить напряжение на всех его ступенях (ответвлениях). Если междуфазные напряжения окажутся различными или будет обнаружена какая-либо другая неисправность, то необходимо исправить автотрансформатор.

Если же трансформатор окажется в порядке, то имеется неисправность двигателя.

Проверить соединение катушек и при обнаружении неисправности ликвидировать ее.

16. Пуск синхронных двигателей.

Одним из главных недостатков синхронных двигателей является сложность их пуска в ход. Пуск синхронных двигателей может быть осуществлен при помощи вспомогательного пускового двигателя или путем асинхронного пуска.

Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного двигателя. Если ротор синхронного двигателя с возбужденными полюсами развернуть другим, вспомогательным двигателем до скорости вращения поля статора, то магнитные полюсы статора, взаимодействуя с полюсами ротора, заставят ротор вращаться далее самостоятельно без посторонней помощи, в такт с полем статора, т. е. синхронно (откуда эти двигатели и получили свое название).

Для осуществления пуска необходимо, чтобы число пар полюсов асинхронного двигателя было меньше числа пар полюсов синхронного двигателя, ибо при этих условиях вспомогательный асинхронный двигатель может развернуть ротор синхронного двигателя до синхронной скорости.

Порядок пуска синхронного двигателя следующий. Включая рубильник 3, пускают вспомогательный асинхронный двигатель 2, который разворачивает ротор синхронного двигателя 1 до скорости, соответствующей скорости поля статора. Скорость вращения вспомогательного двигателя определяется по тахометру1. Затем, включая рубильник 4 постоянного тока, возбуждают полюсы ротора. Чтобы включить синхронный двигатель в сеть трехфазного тока, его нужно синхронизировать так же, как и при включении синхронного генератора на параллельную работу. Для этого реостатом 5 устанавливают такое возбуждение, чтобы напряжение обмотки статора по вольтметру V было равно напряжению сети, указываемому вольтметром V1.

Электролампы 6, включенные параллельно ножам рубильника 7 трех-фазной сети, при разомкнутом рубильнике будут мигать. Сначала мигание будет частым, но если изменять скорость вращения вспомогательного асинхронного двигателя, то лампы будут мигать . все реже и реже. Синхронный двигатель можно включить в сеть трехфазного тока рубильником 7 тогда, когда все три лампы одновременно погаснут. Ротор двигателя при этом входит в синхронизм и может далее вращаться самостоятельно. Теперь вспомогательный двигатель 2 рубильником 3 можно отключить от сети.

Сложность пуска и необходимость вспомогательного двигателя являются существенными недостатками этого способа пуска синхронных двигателей. Поэтому в настоящее время он применяется редко.

Асинхронный пуск синхронного двигателя. Для осуществления этого способа пуска в полюсных наконечниках полюсов ротора укладывается дополнительная короткозамкнутая обмотка. Так как во время пуска в обмотке возбуждения 1 двигателя наводится большая э. д. с, то по соображениям безопасности она замыкается рубильником 2 на сопротивление 3

При включении напряжения трехфазной сети в обмотку статора 4 синхронного двигателя возникает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая короткозамкнутую (пусковую) обмотку, заложенную в полюсных наконечниках ротора, индуктирует в ней токи.

Эти токи, взаимодействуя с вращающимся полем статора, приведут ротор во вращение. При достижении ротором наибольшего числа оборотов (95—97% синхронной скорости) рубильник 2 переключают так, чтобы обмотку ротора включить в сеть постоянного напряжения.

Недостатком асинхронного пуска является большой пусковой ток (в 5—7 раз больший рабочего тока). Пусковой ток вызывает падение напряжения в сети, а это отражается на работе других потребителей. Для уменьшения пускового тока применяют пуск при пониженном напряжении с помощью реактора 2 или автотрансформатора.

В настоящее время применяют почти исключительно асинхронный пуск синхронных двигателей ввиду его простоты и надежности. Существуют также схемы автоматического асинхронного пуска синхронных двигателей

17. Сравнение синхронных и асинхронных двигателей.

Обмотки статора обоих двигателей получают питание от сети трехфазного переменного тока. Для питания обмотки возбуждения синхронного двигателя требуется, кроме того, источник электрической энергии постоянного тока, правда, относительно небольшой мощности.

Асинхронный пуск синхронных двигателей несколько сложнее пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. В отношении пусковых свойств асинхронные двигатели с фазным ротором имеют весьма существенные преимущества перед синхронными двигателями.

Частота вращения синхронных двигателей остается постоянной при изменении нагрузки, тогда как у асинхронных двигателей даже при их работе на естественной характеристике она несколько изменяется.

Асинхронные двигатели дают возможность регулировать частоту вращения различными способами (изменением числа пар полюсов, измерением частоты напряжение источника питания). Синхронные двигатели относятся к двигателям с нерегулируемой частотой вращения.

Воздействуя на ток возбуждения синхронного двигателя, можно в широких пределах изменять его коэффициент мощности. Можно, в частности, заставить синхронный двигатель работать с cosφ = 1, а также с опережающим током. Последнее может быть использовано для улучшения коэффициента мощности других потребителей, питающихся от той же сети. В отличие от этого асинхронный двигатель представляет собой активно-индуктивную нагрузку и имеет всегда cosφ 7 / 17 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 > Следующая > >>

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.