โครงร่างทั่วไปสำหรับการสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัส

มอเตอร์ซิงโครนัสใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าที่ทำงานด้วยความเร็วคงที่ (คอมเพรสเซอร์ ปั๊ม ฯลฯ) เมื่อเร็ว ๆ นี้ เนื่องจากการกำเนิดของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์แบบสวิตชิ่ง ไดร์ฟไฟฟ้าซิงโครนัสแบบควบคุมจึงได้รับการพัฒนาขึ้น

ข้อดีของมอเตอร์ซิงโครนัส

มอเตอร์ซิงโครนัสมีความซับซ้อนมากกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเล็กน้อย แต่มีข้อดีหลายประการ ซึ่งทำให้สามารถใช้แทนอะซิงโครนัสในบางกรณีได้

1. ข้อได้เปรียบหลักของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสคือความสามารถในการรับโหมดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพลังงานปฏิกิริยาซึ่งดำเนินการโดยการปรับกระแสกระตุ้นของมอเตอร์โดยอัตโนมัติ ซิงโครนัสมอเตอร์สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้หรือจ่ายพลังงานปฏิกิริยาให้กับเครือข่ายที่ตัวประกอบกำลัง (cos fi) เท่ากับเอกภาพ หากองค์กรต้องการสร้างพลังงานรีแอกทีฟ มอเตอร์แบบซิงโครนัสที่ทำงานด้วยการกระตุ้นมากเกินไปสามารถจ่ายให้กับกริดได้

2.มอเตอร์ซิงโครนัสมีความไวต่อความผันผวนของแรงดันไฟหลักน้อยกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัส แรงบิดสูงสุดจะแปรผันตามแรงดันไฟฟ้าของสาย ขณะที่แรงบิดวิกฤตของมอเตอร์เหนี่ยวนำจะแปรผันตามกำลังสองของแรงดันไฟฟ้า

3. มอเตอร์แบบซิงโครนัสมีความสามารถในการโอเวอร์โหลดสูง นอกจากนี้ ความสามารถในการโอเวอร์โหลดของมอเตอร์ซิงโครนัสสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยอัตโนมัติโดยการเพิ่มกระแสกระตุ้น ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่โหลดบนเพลามอเตอร์เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันในระยะสั้น

4. ความเร็วในการหมุนของมอเตอร์ซิงโครนัสยังคงไม่เปลี่ยนแปลงสำหรับโหลดของเพลาใดๆ ที่อยู่ภายในความจุเกินพิกัด

วิธีการสตาร์ทมอเตอร์ซิงโครนัส

วิธีการสตาร์ทมอเตอร์ซิงโครนัสต่อไปนี้เป็นไปได้: สตาร์ทแบบอะซิงโครนัสที่แรงดันเต็มสายและสตาร์ทที่แรงดันต่ำผ่านเครื่องปฏิกรณ์หรือ หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ.

การสตาร์ทมอเตอร์แบบซิงโครนัสจะดำเนินการแบบอะซิงโครนัสสตาร์ท แรงบิดเริ่มต้นภายในของเครื่องซิงโครนัสมีค่าน้อย ในขณะที่แรงบิดของเครื่องซิงโครนัสเป็นศูนย์ เพื่อสร้างแรงบิดแบบอะซิงโครนัส โรเตอร์จะติดตั้งกรงเริ่มต้นแบบกรงกระรอก ซึ่งแถบดังกล่าวจะถูกเสียบเข้าไปในช่องของระบบเสา (แน่นอนว่าไม่มีแกนระหว่างขั้วในมอเตอร์แบบเสาเด่น) เซลล์เดียวกันนี้มีส่วนช่วยในการเพิ่มความเสถียรแบบไดนามิกของมอเตอร์ในระหว่างที่มีโหลดเพิ่มขึ้น

เนื่องจากแรงบิดแบบอะซิงโครนัส มอเตอร์จะสตาร์ทและเร่งความเร็ว ไม่มีกระแสกระตุ้นในขดลวดโรเตอร์ระหว่างการเร่งความเร็วเครื่องสตาร์ทโดยไม่ตื่นเต้น เนื่องจากการมีอยู่ของเสากระตุ้นจะทำให้กระบวนการเร่งความเร็วซับซ้อนขึ้น ทำให้เกิดแรงบิดในการเบรกคล้ายกับมอเตอร์เหนี่ยวนำระหว่างการเบรกแบบไดนามิก

เมื่อสิ่งที่เรียกว่า ความเร็วของซิงโครนัสซึ่งแตกต่างจากซิงโครนัส 3 - 5% กระแสจะถูกส่งไปยังขดลวดกระตุ้นและมอเตอร์ หลังจากการสั่นหลายครั้งรอบตำแหน่งสมดุล จะถูกดึงดูดเข้าสู่การซิงโครไนซ์ มอเตอร์ขั้วสัมผัสเนื่องจากแรงบิดรีแอกทีฟที่แรงบิดเพลาต่ำ บางครั้งถูกนำเข้ามาแบบซิงโครไนซ์โดยไม่จ่ายกระแสให้กับฟิลด์คอยล์

ในมอเตอร์แบบซิงโครนัส เป็นการยากที่จะให้ค่าแรงบิดเริ่มต้นและแรงบิดอินพุตที่ต้องการพร้อมๆ กัน ซึ่งเข้าใจว่าเป็นแรงบิดแบบอะซิงโครนัสที่พัฒนาขึ้นเมื่อความเร็วถึง 95% ของความเร็วซิงโครนัส ตามลักษณะของการพึ่งพาแรงบิดคงที่กับความเร็ว เช่น ตามประเภทของกลไกที่มอเตอร์ได้รับการออกแบบจะต้องเปลี่ยนพารามิเตอร์ของเซลล์เริ่มต้นในโรงงานผลิตเครื่องจักรไฟฟ้า

บางครั้งเพื่อ จำกัด กระแสเมื่อสตาร์ทมอเตอร์ทรงพลังแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วสเตเตอร์จะลดลงรวมถึงขดลวดของตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติหรือตัวต้านทาน ควรระลึกไว้เสมอว่าเมื่อสตาร์ทมอเตอร์แบบซิงโครนัสวงจรของขดลวดกระตุ้นจะปิดที่ความต้านทานขนาดใหญ่ซึ่งเกินความต้านทานของขดลวดเอง 5-10 เท่า

มิฉะนั้น ภายใต้การกระทำของกระแสที่เหนี่ยวนำในขดลวดระหว่างการเริ่มต้น ฟลักซ์แม่เหล็กที่เต้นเป็นจังหวะจะเกิดขึ้น ส่วนประกอบย้อนกลับซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับกระแสสเตเตอร์ จะสร้างแรงบิดในการเบรกแรงบิดนี้ถึงค่าสูงสุดที่ความเร็วเหนือครึ่งหนึ่งของค่าเล็กน้อยเล็กน้อย และภายใต้อิทธิพลของมัน เครื่องยนต์สามารถหยุดการเร่งความเร็วที่ความเร็วนี้ การเปิดวงจรภาคสนามทิ้งไว้ระหว่างการสตาร์ทเป็นสิ่งที่อันตราย เนื่องจากฉนวนของขดลวดอาจได้รับความเสียหายจาก EMF ที่เหนี่ยวนำเข้ามา

แถบฟิล์มเพื่อการศึกษา - "มอเตอร์ซิงโครนัส" ผลิตโดยโรงงานผลิตวัสดุเพื่อการศึกษาในปี พ.ศ. 2509 คุณสามารถดูได้ที่นี่: แถบฟิล์ม «มอเตอร์ซิงโครนัส»

การเริ่มต้นแบบอะซิงโครนัสของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัส

วงจรกระตุ้นของมอเตอร์ซิงโครนัสที่มีตัวกระตุ้นที่เชื่อมต่อแบบสุ่มสี่สุ่มห้านั้นค่อนข้างง่ายและสามารถใช้ได้หากกระแสที่ไหลเข้าไม่ทำให้แรงดันตกในเครือข่ายมากกว่าแรงบิดที่อนุญาตและสถิติ Ms <0.4 Mnom

การเริ่มต้นแบบอะซิงโครนัสของมอเตอร์ซิงโครนัสนั้นดำเนินการโดยการเชื่อมต่อสเตเตอร์กับเครือข่าย มอเตอร์จะถูกเร่งเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำให้มีความเร็วรอบใกล้เคียงกับซิงโครนัส

ในกระบวนการเริ่มต้นแบบอะซิงโครนัส ขดลวดกระตุ้นจะปิดที่ความต้านทานการคายประจุเพื่อหลีกเลี่ยงการทำลายขดลวดกระตุ้นในระหว่างการสตาร์ท เนื่องจากที่ความเร็วโรเตอร์ต่ำ อาจเกิดแรงดันไฟฟ้าเกินที่สำคัญได้ ที่ความเร็วรอบใกล้เคียงกับซิงโครนัส KM ของคอนแทคจะถูกกระตุ้น (วงจรจ่ายไฟของคอนแทคไม่แสดงในแผนภาพ) ขดลวดกระตุ้นจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากความต้านทานการคายประจุและเชื่อมต่อกับกระดองของสิ่งกระตุ้น จุดเริ่มต้นสิ้นสุดลง

หน่วยทั่วไปของวงจรกระตุ้นมอเตอร์แบบซิงโครนัสโดยใช้ตัวกระตุ้นไทริสเตอร์เพื่อสตาร์ทมอเตอร์ซิงโครนัส

จุดอ่อนของไดรฟ์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่มีมอเตอร์แบบซิงโครนัส ซึ่งทำให้การทำงานซับซ้อนอย่างมากและเพิ่มต้นทุน เป็นปัจจัยกระตุ้นของเครื่องจักรไฟฟ้ามานานหลายปี ทุกวันนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อกระตุ้นมอเตอร์ซิงโครนัส ตัวกระตุ้นไทริสเตอร์… ให้มาในชุด

ตัวกระตุ้นไทริสเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสมีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพสูงกว่า เมื่อเทียบกับเครื่องกระตุ้นไฟฟ้า ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา คำถามเกี่ยวกับการควบคุมที่เหมาะสมของกระแสกระตุ้นเพื่อรักษาความคงที่นั้นสามารถแก้ไขได้อย่างง่ายดาย cos phi แรงดันไฟฟ้าของบัสบาร์ที่จ่ายให้กับมอเตอร์ซิงโครนัส รวมถึงการจำกัดกระแสของโรเตอร์และสเตเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสในโหมดฉุกเฉิน

ตัวกระตุ้นไทริสเตอร์ติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ที่ผลิตขึ้น พวกเขามักจะทำหน้าที่ดังต่อไปนี้:

• การสตาร์ทมอเตอร์ซิงโครนัสด้วยตัวต้านทานสตาร์ทที่รวมอยู่ในวงจรคดเคี้ยวของสนาม
• การปิดตัวต้านทานเริ่มต้นแบบไม่สัมผัสหลังจากสิ้นสุดการสตาร์ทมอเตอร์ซิงโครนัสและการป้องกันจากความร้อนสูงเกินไป
• การกระตุ้นอัตโนมัติในช่วงเวลาที่เหมาะสมของการสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัส
• การปรับกระแสกระตุ้นโดยอัตโนมัติและด้วยตนเอง
• การกระตุ้นบังคับที่จำเป็นในกรณีที่แรงดันไฟฟ้าตกบนสเตเตอร์และการกระโดดโหลดอย่างรวดเร็วบนเพลาของมอเตอร์ซิงโครนัส
• การดับสนามของมอเตอร์ซิงโครนัสอย่างรวดเร็วเมื่อจำเป็นต้องลดกระแสสนามและปิดมอเตอร์ไฟฟ้า
• การป้องกันโรเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสจากกระแสไฟเกินและการลัดวงจรอย่างต่อเนื่อง

หากสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ลดลง เมื่อสตาร์ทด้วย "แสง" มันจะตื่นเต้นจนกระทั่งขดลวดสเตเตอร์เปิดที่แรงดันไฟฟ้าเต็ม และเมื่อสตาร์ทด้วย "หนัก" แรงกระตุ้นจะถูกป้อนที่แรงดันไฟฟ้าเต็มในวงจรสเตเตอร์ เป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อสนามมอเตอร์ที่คดเคี้ยวกับกระดองของ exciter ในอนุกรมกับความต้านทานการคายประจุ

กระบวนการจ่ายแรงกระตุ้นให้กับมอเตอร์ซิงโครนัสเป็นแบบอัตโนมัติในสองวิธี: ตามฟังก์ชันของความเร็วและตามฟังก์ชันของกระแส

ระบบกระตุ้นและอุปกรณ์ควบคุมสำหรับมอเตอร์ซิงโครนัสต้องจัดเตรียม:

• การสตาร์ท การซิงโครไนซ์ และการหยุดเครื่องยนต์ (พร้อมการกระตุ้นอัตโนมัติเมื่อสิ้นสุดการสตาร์ท)
• บังคับด้วยปัจจัยไม่น้อยกว่า 1.4 เมื่อแรงดันไฟหลักลดลงถึง 0.8Un;
• ความเป็นไปได้ของการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาที่ใช้โดยเครื่องยนต์ (ที่กำหนด) โดยเครื่องรับไฟฟ้าที่อยู่ติดกันภายในความสามารถในการระบายความร้อนของเครื่องยนต์
• หยุดเครื่องยนต์ในกรณีที่ระบบกระตุ้นล้มเหลว
• ความเสถียรของกระแสกระตุ้นด้วยความแม่นยำ 5% ของค่าที่ตั้งไว้เมื่อแรงดันไฟหลักเปลี่ยนจาก 0.8 เป็น 1.1
• การควบคุมการกระตุ้นโดยการเบี่ยงเบนของแรงดันสเตเตอร์ที่มีโซนตาย 8%
• เมื่อแรงดันไฟฟ้าของสเตเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสเปลี่ยนจาก 8 เป็น 20% กระแสจะเปลี่ยนจากค่าที่ตั้งไว้เป็น 1.4 นิ้ว เพิ่มกระแสกระตุ้นเพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์จะโอเวอร์โหลดสูงสุด

ในแผนภาพที่แสดงในรูปภาพ การกระตุ้นจะจ่ายให้กับมอเตอร์ซิงโครนัสโดยใช้รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้ากระแสตรง KT (Sleeving Time Relay)ขดลวดรีเลย์เชื่อมต่อกับความต้านทานการคายประจุ Rdisc ผ่านไดโอด VD เมื่อขดลวดสเตเตอร์เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลัก จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดกระตุ้นมอเตอร์ กระแสตรงไหลผ่านขดลวดของรีเลย์ KT แอมพลิจูดและความถี่ของพัลส์ขึ้นอยู่กับสลิป

การกระตุ้นให้มอเตอร์ซิงโครนัสขึ้นอยู่กับความเร็ว

เมื่อเริ่มต้นสลิป S = 1 เมื่อมอเตอร์เร่งความเร็วจะลดลงและช่วงเวลาระหว่างครึ่งคลื่นที่ถูกต้องของกระแสจะเพิ่มขึ้น ฟลักซ์แม่เหล็กจะค่อยๆ ลดลงตามเส้นโค้ง Ф (t)

ที่ความเร็วใกล้เคียงกับซิงโครนัส ฟลักซ์แม่เหล็กของรีเลย์จะไปถึงค่าของฟลักซ์การเลื่อนออกของรีเลย์ Fot ในขณะที่กระแสไม่ผ่านรีเลย์ KT รีเลย์สูญเสียพลังงานและผ่านหน้าสัมผัสจะสร้างวงจรไฟฟ้าของคอนแทค KM (วงจรไฟฟ้าของคอนแทค KM ไม่แสดงในแผนภาพ)

พิจารณาการควบคุมแหล่งจ่ายไฟในฟังก์ชันปัจจุบันโดยใช้รีเลย์ปัจจุบัน เมื่อกระแสเริ่มต้น KA รีเลย์ปัจจุบันจะเปิดใช้งานและเปิดหน้าสัมผัสในวงจรของคอนแทค KM2

กราฟการเปลี่ยนแปลงของกระแสและสนามแม่เหล็กในการถ่ายทอดเวลา KT

การตรวจสอบการกระตุ้นของมอเตอร์ซิงโครนัสเป็นฟังก์ชันของกระแส

ที่ความเร็วใกล้เคียงกับซิงโครนัส รีเลย์ KA จะหายไปและปิดหน้าสัมผัสในวงจรคอนแทค KM2 คอนแทคเตอร์ KM2 เปิดใช้งาน ปิดหน้าสัมผัสในวงจรกระตุ้นเครื่องจักร และปัดตัวต้านทาน Rres

ดูสิ่งนี้ด้วย: การเลือกอุปกรณ์สำหรับสตาร์ทมอเตอร์ซิงโครนัส