Dobór urządzeń do rozruchu synchronicznych silników elektrycznych
Jednym z powodów, które wcześniej ograniczały użycie silniki synchroniczne, była złożoność programów i sposobów ich uruchamiania. Obecnie doświadczenia eksploatacyjne i prace eksperymentalne dowiodły możliwości znacznego uproszczenia metod rozruchu synchronicznych silników elektrycznych.
Rozruch asynchroniczny synchronicznych silników elektrycznych w większości przypadków można wykonać od pełnego napięcia sieci, a wzbudnica w warunkach lekkiego rozruchu odbywa się bezpośrednio na uzwojeniu wirnika. W tym przypadku obwody sterowania są zbliżone w swojej prostocie do obwodów sterowania asynchronicznych silników elektrycznych z wirnikiem klatkowym.
W przypadkach, w których ze względu na warunki sieci elektroenergetycznej bezpośredni rozruch silnika elektrycznego jest niemożliwy, stosuje się schematy rozruchu pod napięciem przez dławik lub autotransformator (w przypadku silników elektrycznych wysokiego napięcia) i poprzez rezystancję czynną w stojan (w silnikach elektrycznych niskiego napięcia).
Ze względu na charakter zasilania uzwojenia silnika stosowane są następujące metody rozruchu:
1. czarne podłączenie wzbudnicy do uzwojenia wirnika,
2. podłączenie wzbudnicy do uzwojenia wirnika poprzez rezystancję, którą na końcu biegu pokonuje stycznik wzbudzenia.
Rozruch metodą pierwszą stosuje się w warunkach lekkich, gdy moment oporu mechanizmu podczas rozruchu nie przekracza 0,4 wartości nominalnej (generatory silnikowe, kompensatory synchroniczne, sprężarki tłokowe i odśrodkowe bez rozruchu obciążenia, pompy uruchamiane przy zamkniętym zaworze i itp.). To samo przełączanie jest możliwe przy wysokich momentach rezystancyjnych, jeśli zostało to potwierdzone przez producenta silnika.
W trudniejszych warunkach rozruchu (młyny kulowe, zespoły mieszające, wentylatory i sprężarki uruchamiane pod obciążeniem, pompy z otwartym zaworem itp.) przeprowadza się drugą metodą. Wartość rezystancji przyjmuje się jako 6-10-krotność rezystancji uzwojenia wirnika. Przy tej rezystancji energia pola magnetycznego silnika jest wygaszana podczas postojów i podczas działania zabezpieczenia.
W przypadku dużych krytycznych silników, które są chronione przed uszkodzeniami wewnętrznymi i są używane do napędów o długim skoku (np. generatory silnikowe), można zastosować obwód z tłumieniem pola przez rezystancję wyładowania.
Stycznik wzbudzenia, jeśli jest zastosowany, wykonany jest z zatrzaskiem, co uniezależnia pracę silnika po jego uruchomieniu od obwodów sterujących i sprawności cewki stycznika.
Załączenie stycznika polowego, jak również wyzwolenie wyłącznika lub rozrusznika podnapięciowego jest realizowane przez przekaźnik prądowy w funkcji prądu rozruchowego stojana, który spada po osiągnięciu prędkości synchronicznej (w przybliżeniu równej 95% prędkości synchronicznej). prędkość).
Pod koniec rozruchu cewka przekaźnika prądowego jest usuwana z obwodu, aby zapobiec wielokrotnemu włączaniu przekaźnika po odłączeniu obciążenia. Impuls z przekaźnika prądowego podawany jest przez dwie blokady przekaźnik czasowy, które tworzą dodatkowe opóźnienie czasowe przed zastosowaniem wzbudzenia.
W podstacjach z obwodami prądu przemiennego przekaźniki bistabilne są zasilane przez prostowniki półprzewodnikowe.
Gdy napięcie zasilania spadnie do 0,75-0,8 wartości nominalnej, pobudzenie silnika jest wymuszane do wartości granicznej, która jest automatycznie usuwana, gdy napięcie wzrośnie do 0,88-0,94 wartości nominalnej.
Wzbudzenie wymuszone zwiększa stabilność pracy równoległej systemu elektroenergetycznego w trybach awaryjnych, poziom napięcia na szynach odbiorczych oraz stabilność samego napędu.
W przypadku silników synchronicznych powszechnie stosuje się następujące rodzaje zabezpieczeń:
1. przy niskim napięciu:
A. zabezpieczenie nadprądowe automat instalacyjny z wyzwalaczem elektromagnetycznym zabezpieczającym przed zwarciem oraz wyzwalaczem termicznym chroniącym silnik przed przeciążeniem i pracą w trybie asynchronicznym,
B. zabezpieczenie zerowe, uruchamiane natychmiast lub z opóźnieniem czasowym do 10 sekund,
2. przy wysokim napięciu:
A.zabezpieczenie prądowe maksymalne, zabezpieczenie przed przeciążeniem oraz pracą silnika w trybie asynchronicznym, zapewniane przez przekaźnik o ograniczonej charakterystyce zależnej typu IT, o udarowym charakterze obciążenia, przy zwiększaniu nastaw przekaźników prądowych, zainstalowany jest przekaźnik przerwania pola, zwany także przekaźnikiem zerowego prądu (RNT), który może zadziałać na sygnał lub wyłączyć silnik,
B. zabezpieczenie różnicowe wzdłużne z wykorzystaniem przekaźnika ET521, dla silników elektrycznych o mocy 2000 kW i większej,
° C. zabezpieczenie ziemnozwarciowe dla prądów ziemnozwarciowych powyżej 10 A realizowane przez przekaźniki prądowe ETD521 reagujące na składową zerową prądów,
e. ochrona zerowa — indywidualna lub grupowa.
Do pomiaru i odczytu energii w obwodzie stojana zainstalowany jest amperomierz, w obwodzie wzbudzenia amperomierz dwubiegunowy, a liczniki czynne i energia bierna... W przypadku silników o mocy 1000 kW i większej dodatkowo instalowany jest watomierz z przełącznikiem do pomiaru mocy czynnej i biernej.
Stacje sterujące służą do sterowania silnikami synchronicznymi.
Silniki synchroniczne są zwykle wykonane ze wzbudnicą na tym samym wale. W przypadku wzbudnicy wolnostojącej do sterowania wzbudnicą służy dodatkowa skrzynka ze stycznikiem blokującym.