Đề án và phương pháp điển hình để bắt đầu động cơ đồng bộ

Để đảm bảo hoạt động của các ổ điện mạnh mẽ được sử dụng động cơ điện đồng bộ. Họ đã tìm thấy ứng dụng trong các nhà máy nén khí, máy bơm, hệ thống, nhà máy cán, quạt. Chúng được sử dụng trong luyện kim, xi măng, dầu khí và các ngành công nghiệp khác, nơi cần thiết phải sử dụng thiết bị năng lượng cao. Trong bài viết này, chúng tôi quyết định nói với độc giả của trang web Elecroexpertlàm thế nào đồng bộ động cơ có thể được bắt đầu.

Nội dung:

Ưu điểm và nhược điểm
Phương pháp khởi nghiệp
Bắt đầu với động cơ tăng áp
Bắt đầu không đồng bộ
Tần suất bắt đầu
Hệ thống kích thích

Ưu điểm và nhược điểm

Động cơ đồng bộ có cấu trúc phức tạp hơn động cơ không đồng bộ, nhưng chúng có một số lợi thế:

Hoạt động của động cơ điện đồng bộ ở mức độ thấp hơn phụ thuộc vào sự dao động điện áp của mạng lưới cung cấp.
So với những người không đồng bộ, chúng có hiệu quả cao hơn và đặc tính cơ học tốt hơn với kích thước nhỏ hơn.
Tốc độ quay độc lập với tải. Đó là, dao động tải trong phạm vi hoạt động không ảnh hưởng đến tốc độ.
Họ có thể làm việc với quá tải đáng kể trên trục. Nếu quá tải cực đại ngắn hạn xảy ra, sự gia tăng dòng điện trong trường cuộn dây bù cho những quá tải này.
Với chế độ kích thích được lựa chọn tối ưu, các động cơ điện không tiêu thụ và không truyền năng lượng phản ứng vào mạng, tức là cosϕ bằng một. Động cơ, làm việc với quá mức, có khả năng tạo ra năng lượng phản ứng. Những gì cho phép chúng được sử dụng không chỉ như động cơ, mà còn là máy bù. Nếu cần năng lượng phản ứng, điện áp tăng được áp dụng cho cuộn dây trường.

Với tất cả các phẩm chất tích cực của động cơ điện đồng bộ, chúng có một nhược điểm đáng kể - sự phức tạp khi khởi động. Họ không có mô-men xoắn khởi đầu. Để bắt đầu, cần có thiết bị đặc biệt. Điều này từ lâu đã hạn chế việc sử dụng các động cơ như vậy.

Phương pháp khởi nghiệp

Động cơ điện đồng bộ có thể được khởi động theo ba cách - sử dụng một động cơ bổ sung, bắt đầu không đồng bộ và tần số. Khi chọn một phương pháp, thiết kế của rôto được tính đến.

Nó được thực hiện với nam châm vĩnh cửu, với sự kích thích điện từ hoặc kết hợp. Cùng với cuộn dây trường, một cuộn dây ngắn mạch, lồng sóc, được gắn trên cánh quạt. Nó cũng được gọi là quanh co giảm xóc.

Bắt đầu với động cơ tăng áp

Phương pháp khởi đầu này hiếm khi được sử dụng trong thực tế, vì khó thực hiện về mặt kỹ thuật. Cần có một động cơ điện bổ sung, được kết nối cơ học với rôto của động cơ đồng bộ.

Với sự trợ giúp của động cơ tăng tốc, rôto không bị cản trở với các giá trị gần với tốc độ quay của trường stato (với tốc độ đồng bộ). Sau đó, một điện áp không đổi được áp dụng cho cuộn dây trường của rôto.

Việc điều khiển được thực hiện bởi các bóng đèn được nối song song với bộ ngắt mạch, cung cấp điện áp cho cuộn dây stato. Bộ ngắt mạch phải được tắt.

Tại thời điểm ban đầu, đèn nhấp nháy, nhưng khi chúng đạt đến tốc độ định mức, chúng sẽ ngừng cháy. Tại thời điểm này, điện áp được áp dụng cho cuộn dây stato. Sau đó, động cơ điện đồng bộ có thể làm việc độc lập.

Sau đó, động cơ bổ sung bị ngắt kết nối mạng và trong một số trường hợp, nó bị ngắt kết nối cơ học. Đây là những tính năng của việc bắt đầu với một động cơ tăng tốc.

Bắt đầu không đồng bộ

Phương pháp bắt đầu không đồng bộ cho đến nay là phổ biến nhất. Một sự khởi đầu như vậy đã được thực hiện sau khi thiết kế cánh quạt được thay đổi. Ưu điểm của nó là không cần một động cơ tăng tốc bổ sung, vì ngoài cuộn dây trường, các thanh lồng sóc ngắn mạch được gắn trong rôto, giúp nó có thể khởi động nó ở chế độ không đồng bộ. Trong điều kiện này, phương pháp khởi nghiệp này đã được sử dụng rộng rãi.

Ngay lập tức khuyên bạn nên xem video về chủ đề này:

Khi điện áp được đặt vào cuộn dây stato, động cơ sẽ tăng tốc ở chế độ không đồng bộ. Sau khi đạt được số vòng quay gần với danh nghĩa, cuộn dây kích thích được bật.

Máy điện vào chế độ đồng bộ. Nhưng không đơn giản như vậy. Trong quá trình khởi động, một điện áp xuất hiện trong cuộn dây trường, tăng theo tốc độ tăng dần. Nó tạo ra một từ thông ảnh hưởng đến dòng điện stato.

Trong trường hợp này, một mô-men hãm xảy ra, có thể ngăn chặn gia tốc của rôto. Để giảm tác động có hại của cuộn dây trường, chúng được kết nối với điện trở phóng điện hoặc bù. Trong thực tế, những điện trở Chúng là những hộp lớn nặng, trong đó xoắn ốc thép được sử dụng như một yếu tố điện trở. Nếu điều này không được thực hiện, thì sự cố cách điện có thể xảy ra do điện áp tăng. Điều gì sẽ dẫn đến thất bại thiết bị.

Sau khi đạt tốc độ đồng bộ phụ, các điện trở được ngắt khỏi cuộn dây kích thích và một điện áp không đổi được cung cấp cho nó từ máy phát (trong hệ thống động cơ máy phát) hoặc từ bộ kích thích thyristor (các thiết bị như vậy được gọi là VTE, TVU, v.v., tùy thuộc vào loạt). Kết quả là động cơ đi vào chế độ đồng bộ.

Nhược điểm của phương pháp này là dòng vào lớn, gây ra sự sụt giảm đáng kể trong điện áp cung cấp. Điều này có thể dẫn đến việc tắt các máy đồng bộ khác hoạt động trên đường dây này, là kết quả của hoạt động của các bảo vệ điện áp thấp. Để giảm hiệu ứng này, các mạch cuộn dây stato được kết nối với các thiết bị bù hạn chế dòng điện vào.

Nó có thể là:

Các điện trở hoặc lò phản ứng bổ sung làm hạn chế dòng vào. Sau khi tăng tốc, chúng bị xáo trộn và điện áp lưới được đặt vào cuộn dây stato.
Việc sử dụng tự động chuyển đổi. Với sự giúp đỡ của họ, điện áp đầu vào giảm. Khi đạt tốc độ quay 95-97% khi làm việc, chuyển đổi xảy ra. Tự động chuyển đổi được tắt và điện áp xoay chiều được đặt vào cuộn dây. Do đó, động cơ điện chuyển sang chế độ đồng bộ hóa. Phương pháp này phức tạp hơn về mặt kỹ thuật và tốn kém. Và autotransformers thường thất bại. Do đó, trong thực tế, phương pháp này hiếm khi được sử dụng.

Tần suất bắt đầu

Tần số khởi động của động cơ đồng bộ được sử dụng để khởi động các thiết bị công suất cao (từ 1 đến 10 MW) với điện áp hoạt động 6, 10 KV, cả ở chế độ khởi động dễ dàng (với tính chất quạt của tải) và khởi động nặng (ổ đĩa bi). Đối với những mục đích này, các thiết bị khởi động tần số mềm có sẵn.

Nguyên lý hoạt động tương tự như các thiết bị điện áp cao và điện áp thấp hoạt động theo mạch biến tần.Họ cung cấp một mô-men xoắn khởi động lên đến 100% danh nghĩa, và cũng cung cấp sự ra mắt của một số động cơ từ một thiết bị. Bạn thấy một ví dụ về một mạch có bộ khởi động mềm bên dưới, nó sẽ bật trong thời gian động cơ khởi động và sau đó nó được tháo ra khỏi mạch, sau đó động cơ được kết nối trực tiếp với mạng.

Hệ thống kích thích

Cho đến gần đây, một máy phát kích thích độc lập đã được sử dụng để kích thích. Nó được đặt trên cùng một trục với một động cơ điện đồng bộ. Một kế hoạch như vậy vẫn được áp dụng tại một số doanh nghiệp, nhưng nó đã lỗi thời và hiện không được áp dụng. Bây giờ, để điều chỉnh sự kích thích, mầm bệnh VTE thyristor được sử dụng.

Họ cung cấp:

chế độ khởi động tối ưu của động cơ đồng bộ;
duy trì một trường hiện tại trong giới hạn định trước;
tự động điều chỉnh điện áp kích thích tùy thuộc vào tải;
giới hạn của dòng kích thích tối đa và tối thiểu;
tăng tức thời dòng kích thích trong khi hạ điện áp cung cấp;
giảm xóc của trường rôto khi ngắt kết nối với mạng cung cấp;
giám sát tình trạng cách điện với thông báo lỗi;
cung cấp kiểm tra trạng thái của cuộn dây trường khi động cơ không hoạt động;
làm việc với bộ chuyển đổi tần số điện áp cao, cung cấp khởi động không đồng bộ và đồng bộ.

Những thiết bị này có độ tin cậy cao. Nhược điểm chính là giá cao.

Tóm lại, chúng tôi lưu ý rằng cách phổ biến nhất để khởi động động cơ đồng bộ là khởi động không đồng bộ. Tôi thực tế không tìm thấy ứng dụng bắt đầu sử dụng một động cơ điện bổ sung. Đồng thời, một tần số bắt đầu, cho phép bạn tự động giải quyết các vấn đề khởi động, khá tốn kém.

Tài liệu liên quan: