Пуск синхронного двигателя
Схема включения
Электропривод с синхронным двигателем
Преимущества синхронных двигателей:
· высокий КПД (96-98%);
· высокий коэффициент мощности cosφ →1;
· способен работать с опережающим cosφ (как компенсатор);
· возможность регулировки перегрузочной способности посредством изменения тока возбуждения Iв;
· перегрузочная способность меньше зависит от напряжения сети, чем у АД;
· большой воздушный зазор, а поэтому характеристики и свойства мало зависят от неточности монтажа ротора и износа подшипников;
· механическая характеристика абсолютно жесткая.
Недостатки:
- наличие контактных колец;
- дорогие и сложные;
- отсутствие собственного пускового момента.
Применяется в нерегулируемых ЭП (компрессоры, насосы, мельницы), большой мощности, длительного режима работы.
Схема включения СД приведена на рисунке 4.17:
В – возбудитель (генератор постоянного тока, мощностью Р=(0,3..3%)·РСД), установленный на одном валу с СД
Статор СД аналогичен статору АД, подключается к трехфазной сети переменного тока.
Ротор имеет обмотку возбуждения и пусковую короткозамкнутую обмотку в виде беличьей клетки. Обмотка возбуждения ротора питается от возбудителя. Вращающий момент СД обусловлен взаимодействием вращающегося магнитного поля статора и ротора. Максимальный момент Мmax определяется по угловой характеристике М=f(θ) (рисунок 4.19).
Участок 1 – режим устойчивой работы. Участок 2 (при θ >π/2) – режим неустойчивой работы (выход из синхронизма).
θ – угол между напряжением Uф и ЭДС Е
При θ=π/2 – М = Мmax;
Номинальный угол θн = 25...30°.
СД может работать во всех основных энергетических режимах.
1. СД разгоняется с помощью вспомогательного двигателя до ω=0,95ω0, а затем дают ток возбуждения в обмотку ротора и ротор втягивается в синхронизм.
2. Асинхронный пуск СД – для этого служит КЗ обмотка. СД разгоняется как АД (в обмотке ротора нет питания) до подсинхронной скорости ω=0,95ω0, а затем на обмотку ротора подается ток возбуждения, ротор втягивается в синхронизм.
В зависимости от своих параметров пусковая обмотка СД обеспечивает 2 основных вида механической характеристики (рисунок 4.20). Выбор характеристики определяется условиями работы СД. Для тяжелых условий пуска выбирают характеристику 2, т.к. Мп2> Мп1, но на характеристике 1 СД легче втягивается в синхронизм, т.к. Мвх1> Мвх2.
При пуске используются две основные схемы возбуждения:
· с глухоподключенным возбуждением (см. схему без К1, R, К2), для легких условий пуска (характеристика 1);
· возбудитель подключается в конце пуска контактом К2. В начале пуска К1 замкнут, К2 разомкнут; в конце наоборот (характеристика 2).
Для небольших мощностей при мощной питающей сети пуск СД происходит без ограничений пускового тока (Iпуск=(4..5) Iн)
При больших мощностях (МВт), соизмеримых с мощностью питающей сети, возникает необходимость ограничения пусковых токов, что чаще всего достигается использованием добавочных сопротивлений Rдоб, реакторов и автотрансформаторов.