ПУСК І СИНХРОНІЗАЦІЯ СИНХРОННИХ ДВИГУНІВ

Пуск і синхронізація синхронних двигунів різниться в залежності від особливостей технологічного процесу, в якому бере участь електропривод. Розрізняють легкий і важкий пуск синхронного двигуна. Легкий пуск синхронного двигуна відбувається при малих моментах інерції електроприводу і малих моментах опору на валу електродвигуна. Важкий пуск здійснюється при відносно великих моментах інерції електроприводу і моментах опору . Важкий пуск здійснюється за значний час, і входження двигуна в синхронізм ускладнюється.

Для потужних двигунів схеми силових ланцюгів практично зведені з незначними варіаціями до однієї, принципова схема якої приведена на рис. 5.52.

Пуск синхронного двигуна здійснюється в асинхронному режимі. У більшості випадків синхронний двигун потужністю до декількох сотень кіловат пускають прямим включенням в мережу. Кратність пускового струму при прямому пуску

При пуску синхронних двигунів потужністю кілька мегават виникає необхідність обмеження пускових струмів. Способи обмеження пускових струмів випливають з рівняння струму короткого замикання асинхронного двигуна

(5.75)

де - фазна напруга обмотки статора синхронного двигуна в режимі асинхронного пуску; - активний опір і індуктивне опір розсіювання обмотки статора; - активний опір і індуктивне опір розсіювання обмотки ротора, наведені до обмотці статора.

Схема силових ланцюгів синхронного двигуна

Мал. 5.52. Схема силових ланцюгів синхронного двигуна

З аналізу виразу для струму короткого замикання (5.75) випливають три можливі способи струмообмеження при асинхронному пуску синхронного двигуна:

  • • введення на час пуску додаткового активного опору в ланцюзі обмоток статора;
  • • введення на час пуску додаткового реактивного опору в ланцюзі обмоток статора;
  • • короткочасне зменшення на час пуску фазної напруги обмоток статора.

Найбільш часто струмообмеження при пуску синхронних двигунів здійснюється використанням реакторів L , що включаються в ланцюзі обмоток статора. У деяких випадках замість реакторів L застосовуються активні резистори. Короткочасне зниження напруги обмоток статора досягається включенням в схему трансформаторів або автотрансформаторів. Варіант схеми обмеження струму статора при пуску синхронного двигуна із застосуванням автотрансформатора наведено на рис. 5.53.

Схема сигових ланцюгів синхронного двигуна з автотрансформаторним обмеженням пускового струму

Мал. 5.53. Схема сигових ланцюгів синхронного двигуна з автотрансформаторним обмеженням пускового струму

Статичні електромеханічні характеристики, що пояснюють процес пуску синхронного двигуна з струмообмеження, наведені на рис. 5.54.

Пуск двигуна починається за влучним висловом 1, з додатковою індуктивністю L в ланцюзі обмотки статора або зниженій напрузі обмотки статора. Після закінчення деякого часу, коли пусковий струм зменшиться до струму перемикання , додаткові індуктивності (див. Рис. 5.52) з ланцюга обмотки статора виводяться, і процес пуску триває за влучним висловом 2.

Статичні електромеханічні характеристики, що пояснюють процес пуску синхронного двигуна

Мал. 5.54. Статичні електромеханічні характеристики, що пояснюють процес пуску синхронного двигуна

При пуску в асинхронному режимі імпульси управління на тиристори VS2 ... VS8 не подаються і напруга керованого випрямляча дорівнює нулю. В обмотці збудження синхронного двигуна індукується змінна ЕРС ковзання, під дією якої через стабілітрони VD1 , VD2 і VD3 , VD4 відкриваються допоміжні тиристори VS 1 і VS2. В процесі асинхронного пуску обмотка збудження синхронного двигуна закорачивается на розрядний опір R. Коли двигун досягає швидкості близької до підсинхронних, ЕРС ковзання зменшується, зменшується і напруга на керуючих електродах тиристорів VS1 , VS2 і вони перестають включатися. Розрядний опір відключається від обмотки збудження. Після чого в обмотку збудження подається постійний струм від керованого випрямляча KS3 ... PS 8.

Пускова біляча клітина синхронного двигуна розрахована на короткочасний режим роботи, як правило, з., Тривала робота в асинхронному режимі неприпустима. Крім забезпечення режиму пуску, біляча клітина відіграє роль демпфирующей обмотки, стабілізуючи перехідні процеси при роботі двигуна в синхронному режимі.

Для синхронних двигунів потужністю до декількох сотень кіловат можливий пуск прямим включенням в мережу без проміжних пускових характеристик. Зразковий вид перехідних процесів моменту М і швидкості при прямому пуску синхронного двигуна з урахуванням електромагнітних перехідних процесів наведено на рис. 5.55. Синхронний двигун розганяється в асинхронному режимі до підсинхронних швидкості , після чого в момент часу на його обмотку збудження подасться напруга збудження і двигун втягується в синхронізм. Принципово на процес входження в синхронізм впливає момент підключення напруги до обмотки збудження. Найбільш сприятливим моментом включення напруги збудження є таке, при якому миттєве значення наведеної ЕРС в обмотці збудження дорівнюватиме нулю. Однак, як показали спеціальні дослідження [11], відносне положення ротора щодо магнітного поля, створеного обмотками статора, не має великого практичного значення ні з точки зору якості перехідного процесу, ні часу його закінчення. Тому в більшості практичних випадків схема керування не ускладнюється шляхом введення пристроїв, що забезпечують включення збудження в найбільш сприятливий момент часу.

Криві перехідних процесів моменту М і швидкості ω при пуску синхронного двигуна

Мал. 5.55. Криві перехідних процесів моменту М і швидкості ω при пуску синхронного двигуна

Перевірку умови входження в синхронізм можна виробляти, користуючись виразом

(5.76)

де - максимальний момент синхронної машини; - приведений до валу двигуна сумарний момент інерції електроприводу.

Процес втягування в синхронізм залежить в основному від двох параметрів: значення підсинхронних швидкості і приведеного до валу двигуна сумарного моменту інерції електроприводу .

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >