المخططات والأساليب النموذجية لبدء المحركات المتزامنة
لضمان تشغيل محركات كهربائية قوية يتم استخدامها المحركات الكهربائية المتزامنة. لقد وجدوا التطبيق في مصانع الضاغط ، والمضخات ، والأنظمة ، ومصانع الدرفلة ، والمراوح. يتم استخدامها في الصناعات المعدنية والاسمنت والنفط والغاز وغيرها من الصناعات حيث يكون من الضروري استخدام معدات عالية الطاقة. في هذه المقالة ، قررنا إخبار قراء الموقع Elecroexpertكيف يمكن بدء المحركات المتزامنة.
مزايا وعيوب
المحركات المتزامنة أكثر تعقيدًا من الناحية الهيكلية من المحركات غير المتزامنة ، ولكن لها عدد من المزايا:
- يعتمد تشغيل المحركات الكهربائية المتزامنة إلى حد أقل على تقلبات الجهد لشبكة الإمداد.
- بالمقارنة مع تلك غير المتزامنة ، لديهم كفاءة أكبر وخصائص ميكانيكية أفضل بأبعاد أصغر.
- سرعة الدوران مستقلة عن الحمل. أي أن تقلبات الحمل في نطاق التشغيل لا تؤثر على السرعة.
- يمكنهم العمل مع حمولات زائدة كبيرة على العمود. في حالة حدوث حمولة زائدة قصوى قصيرة المدى ، فإن الزيادة في التيار في المجال الميداني تعوض هذه الأحمال الزائدة.
- مع وضع اختيار الإثارة الأمثل للتيار الكهربائي ، لا تستهلك المحركات الكهربائية ولا تنقل الطاقة التفاعلية إلى الشبكة ، أي cosϕ تساوي واحد. المحركات ، التي تعمل بإفراط ، قادرة على توليد طاقة تفاعلية. ما يسمح باستخدامها ليس فقط كمحركات ، ولكن أيضًا كمعوضات. إذا كانت هناك حاجة للطاقة التفاعلية ، يتم تطبيق جهد متزايد على الملف الميداني.
مع كل الصفات الإيجابية للمحركات الكهربائية المتزامنة ، لديهم عيب كبير - تعقيد بدء التشغيل. ليس لديهم عزم بدء. للبدء ، مطلوب معدات خاصة. وقد حد هذا لفترة طويلة من استخدام مثل هذه المحركات.
طرق بدء التشغيل
يمكن بدء المحركات الكهربائية المتزامنة بثلاث طرق - باستخدام محرك إضافي ، غير متزامن وبدء التردد. عند اختيار طريقة ، يتم أخذ تصميم الدوار بعين الاعتبار.
يتم تنفيذه بمغناطيس دائم ، مع إثارة كهرومغناطيسية أو مجتمعة. جنبا إلى جنب مع لف المجال ، يتم تثبيت لف قصير الدائرة ، قفص السنجاب ، على الدوار. يطلق عليه أيضًا لف التخميد.
البدء بمحرك معزز
نادرًا ما يتم استخدام طريقة البدء هذه في الممارسة ، لأنه من الصعب تنفيذها تقنيًا. مطلوب محرك كهربائي إضافي ، والذي يتم توصيله ميكانيكيًا بدوار المحرك المتزامن.
بمساعدة المحرك المتسارع ، لا يتم ربط الدوار بقيم قريبة من سرعة دوران مجال الجزء الثابت (إلى السرعة المتزامنة). ثم يتم تطبيق جهد ثابت على لف المجال للدوار.
يتم التحكم عن طريق المصابيح الكهربائية المتصلة بالتوازي مع قاطع الدائرة ، والتي تمد الجهد إلى اللفات الساكنة. يجب إيقاف قاطع الدائرة الكهربية.
في اللحظة الأولى ، تومض المصابيح ، ولكن عندما تصل إلى السرعة المقدرة ، تتوقف عن الاحتراق. عند هذه النقطة ، يتم تطبيق الجهد على اللفات الساكنة. ثم يمكن أن يعمل المحرك الكهربائي المتزامن بشكل مستقل.
ثم يتم فصل المحرك الإضافي عن الشبكة ، وفي بعض الحالات يتم فصله ميكانيكيًا. هذه هي ميزات البدء بمحرك متسارع.
بداية غير متزامنة
تعد طريقة البدء غير المتزامنة هي الأكثر شيوعًا. أصبحت هذه البداية ممكنة بعد تغيير تصميم الدوار. ميزته هي أنه لا حاجة لمحرك تسريع إضافي ، لأنه بالإضافة إلى اللف الميداني ، تم تركيب قضبان قفص السنجاب ذات الدائرة القصيرة في الدوار ، مما جعل من الممكن بدء تشغيله في وضع غير متزامن. في ظل هذه الحالة ، تم استخدام طريقة البدء هذه على نطاق واسع.
نوصي على الفور بمشاهدة فيديو حول هذا الموضوع:
عندما يتم تطبيق الجهد على لف الجزء الثابت ، يتسارع المحرك في الوضع غير المتزامن. بعد الوصول إلى الثورات القريبة من الاسمية ، يتم تشغيل لف الإثارة.
تدخل الآلة الكهربائية في وضع التزامن. ولكن ليس بهذه البساطة. أثناء بدء التشغيل ، يظهر جهد في لف المجال ، والذي يزداد مع زيادة السرعة. يخلق تدفق مغناطيسي يؤثر على التيارات الساكنة.
في هذه الحالة ، يحدث عزم الكبح ، والذي يمكن أن يوقف تسارع الدوار. لتقليل الآثار الضارة للملف الميداني ، يتم توصيلها بمقاوم التفريغ أو التعويض. في الممارسة العملية ، هذه المقاومات إنها صناديق ثقيلة كبيرة حيث يتم استخدام اللوالب الفولاذية كعنصر مقاوم. إذا لم يتم ذلك ، فقد يحدث انهيار للعزل بسبب زيادة الجهد. ما سيؤدي إلى فشل المعدات.
بعد الوصول إلى السرعة شبه المتزامنة ، يتم فصل المقاومات من لف الإثارة ، ويتم تزويدها بجهد ثابت من المولد (في نظام المحرك المولد) أو من المثير الثايرستور (تسمى هذه الأجهزة VTE و TVU وما إلى ذلك ، اعتمادًا على السلسلة). ونتيجة لذلك ، ينتقل المحرك إلى الوضع المتزامن.
تتمثل عيوب هذه الطريقة في تيارات تدفق كبيرة ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في جهد الإمداد. يمكن أن يؤدي هذا إلى إيقاف تشغيل الآلات المتزامنة الأخرى التي تعمل على هذا الخط ، نتيجة لتشغيل حماية الجهد المنخفض. لتقليل هذا التأثير ، يتم ربط دوائر اللفافة الثابتة بأجهزة التعويض التي تحد من تيارات التدفق.
يمكن أن يكون:
- مقاومات أو مفاعلات إضافية تحد من تيارات التدفق. بعد التسارع ، يتم تحويلها ، ويتم تطبيق الجهد الكهربائي على اللفات الساكنة.
- استخدام المحولات الذاتية. بمساعدتهم ، ينخفض جهد الدخل. عند الوصول إلى سرعة دوران تبلغ 95-97٪ من العمل ، يحدث التبديل. يتم إيقاف تشغيل المحولات التلقائية ، ويتم تطبيق جهد التيار المتردد على اللفات. نتيجة لذلك ، يدخل المحرك الكهربائي في وضع التزامن. هذه الطريقة أكثر تعقيدًا ومكلفة من الناحية الفنية. وغالبًا ما تفشل المحولات التلقائية. لذلك ، في الممارسة العملية ، نادرًا ما يتم استخدام هذه الطريقة.
بداية التردد
يتم استخدام بدء التردد للمحركات المتزامنة لبدء تشغيل الأجهزة عالية الطاقة (من 1 إلى 10 ميجاوات) بجهد تشغيل يبلغ 6 ، 10 كيلو فولت ، سواء في وضع التشغيل السهل (مع طبيعة المروحة للحمل) ومع بدء ثقيل (محركات مطحنة الكرة). لهذه الأغراض ، تتوفر أجهزة بدء التردد الناعم.
يشبه مبدأ التشغيل الأجهزة ذات الجهد العالي والمنخفض الجهد التي تعمل وفقًا لدائرة محول التردد.وهي توفر عزم بدء تشغيل يصل إلى 100٪ من القيمة الاسمية ، كما أنها توفر إطلاق العديد من المحركات من جهاز واحد. ترى مثالًا على دائرة ذات بداية ناعمة أدناه ، يتم تشغيلها في الوقت الذي يبدأ فيه المحرك ، ثم يتم إزالته من الدائرة ، وبعد ذلك يتم توصيل المحرك بالشبكة مباشرة.
أنظمة الإثارة
حتى وقت قريب ، تم استخدام مولد إثارة مستقل للإثارة. كان يقع على نفس العمود مع محرك كهربائي متزامن. لا يزال هذا المخطط مطبقًا في بعض الشركات ، ولكنه قديم ولا يتم تطبيقه الآن. الآن ، لتنظيم الإثارة ، يتم استخدام منشطات الثايرستور VTE.
توفر:
- وضع البدء الأمثل للمحرك المتزامن ؛
- الحفاظ على تيار حقل معين ضمن حدود محددة سلفًا ؛
- التنظيم التلقائي لجهد الإثارة اعتمادًا على الحمل ؛
- الحد من الحد الأقصى والحد الأدنى من الإثارة الحالية ؛
- زيادة فورية في تيار الإثارة مع خفض جهد الإمداد ؛
- تخميد حقل الدوار عند فصله عن شبكة الإمداد ؛
- مراقبة حالة العزل مع إشعار الخطأ ؛
- توفير فحص لحالة لف الملف عندما يكون المحرك خاملاً ؛
- العمل مع محول تردد عالي الجهد ، يوفر بدء تشغيل غير متزامن ومتزامن.
هذه الأجهزة موثوق بها للغاية. العيب الرئيسي هو السعر المرتفع.
في الختام ، نلاحظ أن الطريقة الأكثر شيوعًا لبدء المحركات المتزامنة هي البدء غير المتزامن. لم أجد عمليا تطبيق البدء في استخدام محرك كهربائي إضافي. في نفس الوقت ، بداية التردد ، التي تسمح لك بحل مشاكل بدء التشغيل تلقائيًا ، مكلفة للغاية.
المواد ذات الصلة:
جار التحميل ...
