Пуск синхронних двигунів

Істотним недоліком синхронних двигунів являється відсутність у них пускового момента. Інерційність ротора не дозволяє йому одразу (миттєво) розвивати частоту обертання, рівну частоті обертання поля, яка встановлюється, як тільки в обмотці статора з’являється струм. В результаті над полюсами ротора проходять полюси поля статора різної полярності, а тому між полем статора і полюсами ротора не виникає стійкого магнітного зв’язку, спроможного створити електромагнітний момент, що діє в одному напрямку.

Для пуска синхронного двигуна необхідно попередньо привести ротор в обертання з частотою, близькою до синхронної. В цьому випадку при повільному переміщенні поля відносно ротора ротор втягується в синхроннізм, тобто починає обертатися з частотою обертання поля — з синхронною частотою.

Для отримання пускового моменту в спеціальних пазах полюсних наконечників ротора синхронного двигуна розташовують короткозамкнену обмотку, яка називається пусковою. Ця обмотка являє собою ряд стержнів 1, виконаних з немагнітного електропровідного матеріалу (міді, латуні і т.п.), замкнених з обох сторін короткозамикаючими кільцями або пластинами 2 (рис 6.3). Вона подібна короткозамкненій обмотці ротора асинхронного двигуна.

image002

Рис. 6.3. Пускова обмотка синхронного двигуна.

Пуск синхронного двигуна з електромагнітним збудженням відбувається в слідуючому порядку. Замкнувши обмотку збудження на опір r (рис. 6.4), підключають до мережі обмотку статора. Обертове поле статора наводить в пусковій обмотці ЕРС, які створюють в стержнях обмотки струми. В результаті взаємодії цих струмів з обертовим полем статора утворюється обертовий момент, який приводить ротор двигуна в обертання. Таким чином, в період пуска синхронний двигун працює як асинхронний. Розглянений спосіб пуска в хід синхронного двигуна називається асинхронним. Після того як частота обертання ротора досягне величини, близької до синхронної (n2»0,95n1), обмотку збудження підключають до джерела постійного струму, і збуджений ротор втягується в синхронізм — двигун починає працювати як синхронний.

image004

Рис. 6.4. Обмотки збудження замикаються на опір

Максимальний момент опору (навантаження), при якому ротор ще втягується в синхронізм, називається моментом входу двигуна в синхронізм Мвх.

Слід звернути увагу на те, що в процесі асинхронного пуску двигун повинен бути незбудженим. В іншому випадку магнітний потік збудження наведе в обмотці статора ЕРС, яка створить струм. Взаємодія останнього з полем ротора спричинить гальмівний момент, який погіршує пускові властивості синхронних двигунів з постійними магнітами. Крім того, в процесі пуска двигуна не дозволяється залишати розімкненою обмотку збудження, так як обертальне поле статора в початковий момент пуску наводить в обмотці збудження ЕРС, величина якої може виявитись небезпечною для ізоляції обмотки. Для запобігання цьому обмотку збудження перед пуском двигуна в хід замикають на активний опір r, приблизно в десять разів більший опору обмотки збудження.

Величина пускового моменту при асинхронному пуску залежить від активного опору пускової обмотки.

Крім розгляненого асинхронного пуску, синхронні двигуни можуть бути пущені в хід ще двома способами: з допомогою допоміжного (розгонного) двигуна і плавним підвищенням частоти струму – частотний пуск.

В першому випадку ротор синхронного двигуна розганяється до частоти обертання, близької до синхронної, допоміжним двигуном, який після входу синхронного двигуна в синхроннізм відключається від мережі.

В другому випадку частота обертання ротора двигуна поступово доводиться до синхронної шляхом плавного підвищення частоти живлячої напруги f1 від нуля до мінімальної.

Обидва останніх способи пуску на практиці використовуються порівняно рідко.

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики” частина 2

Оставьте комментарий к статье