Частотный пуск синхронного двигателя: Пуск синхронного двигателя — Студопедия — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Пуск синхронного двигателя — Студопедия

Поделись

Синхронный двигатель непосредственным включением обмотки статора (якоря) в сеть переменного тока не может быть запущен в ход.

Объясняется это следующим образом. При включении многофазной обмотки якоря в сеть практически мгновенно образуется вращающееся магнитное поле, частота вращения которого n_п зависит oт частоты f протекающего по обмоткам тока (n_п=60f/р). «Полюсы» этого поля, перемещаясь в пространстве, будут взаимодействовать то с одноименными, то с разноименными полюсами неподвижного, возбужденного ротора. В соответствии с этим будет меняться направление вращающего момента, действующего на ротор. В течение половины периода изменения тока в обмотках момент будет направлен в одну сторону, а в течение другой половины — в противоположную.

Пуск мог бы произойти, если бы ротор разогнался до установившейся скорости в течение полупериода, когда вращающий момент не меняет свой знак.

При частоте 50 Гц полупериод равен 0,01 с. Из-за механической инерции за такое время роторы практически всех синхронных двигателей развернуться не смогут.

Существует несколько способов пуска двигателя. Эти способы заключаются в том, что в процессе пуска ротор двигателя разгоняется до скорости вращающегося поля, после чего двигатель входит в синхронизм и начинает работать как синхронный. Применение получили пуск с помощью разгонного двигателя, частотный пуск и асинхронный пуск. Наибольшее распространение имеет асинхронный пуск.

Мощность разгонного двигателя невелика и составляет 10—20 % номинальной мощности синхронного двигателя. Эта мощность покрывает мощность механических и магнитных потерь в синхронном двигателе.

Частотный пуск применяется в том случае, если синхронный двигатель подключен к автономному источнику, частоту напряжения которого можно изменять от нуля до номинальной. Если плавно повышать частоту питающего напряжения, то соответственно будет увеличиваться скорость магнитного поля. Ротор, следуя за полем, постепенно будет повышать свою скорость от нуля до номинальной. В процессе пуска машина все время работает в синхронном режиме.

Ток, который будет протекать по этой обмотке, создаст вращающееся магнитное поле. Оно наведет в пусковой обмотке ротора ЭДС и ток. В результате взаимодействия тока пусковой обмотки ротора с вращающимся магнитным полем образуется момент, под действием которого ротор придет во вращение и развернется до скорости, близкой к скорости поля ω₁. Вращение его будет происходить со скольжением, которое зависит от нагрузки на валу (ω<ω₁).

Вхождение в синхронизм достигается после включения постоянного тока в обмотку возбуждения за счет возникающего при этом синхронизирующего момента. С этого времени машина начинает работать как синхронный двигатель. На рис. 9 показана схема асинхронного пуска. При пуске обмотка возбуждения не должна быть разомкнутой, так как в противоположном случае вследствие большого числа витков в ней вращающимся полем индуцировалась бы большая ЭДС, опасная не только для изоляции, но и для обслуживающего персонала. Обмотку возбуждения нельзя также замыкать накоротко, так как в этом случае она образует несимметричный (однофазный) контур.

Он явится причиной образования дополнительного момента, под действием которого произойдет провал в кривой механической характеристики вблизи полусинхронной скорости. Из-за этого ротор при пуске может застрять на промежуточной скорости (в точке А на рис. 10). В начале пуска обмотка возбуждения LM должна быть замкнута на резистор с сопротивлением, приблизительно в 10—15 раз большим, чем сопротивление самой обмотки (положение 1 переключателя S). По окончании пуска переключатель S переводится в положение 2, и обмотка возбуждения включается в сеть постоянного тока.

Рис. 9. Схема асинхронного пуск синхронного двигателя

Рис. 10. Механическая характеристика двигателя при асинхронном пуске с провалом вблизи полусинхронной скорости

Рис. 11. Механическая характеристика двигателя при асинхронном пуске

Асинхронный пуск синхронного двигателя характеризуется значениями пускового тока I_П и вращающих моментов— начального пускового М_П и входного М_B (рис. 11). Входным называется асинхронный момент при скорости ротора, равной 0,95ω₁. Этот момент равен наибольшему нагрузочному моменту, при котором возможно вхождение двигателя в синхронизм при включении постоянного тока в обмотку возбуждения.

Если сеть, в которую включается синхронный двигатель, недостаточно мощна, то во избежание большого падения напряжения при асинхронном пуске применяют меры для снижения начального пускового тока: включение через автотрансформатор, реактор и т.д.

6. Синхронные компенсаторы

Синхронный компенсатор является источником реактивной мощности и служит для регулирования cosφ сети. По режиму работы он является синхронным двигателем, работающим в режиме холостого хода, т. е. без механической нагрузки на валу. Синхронный компенсатор потребляет активную мощность, равную потерям внутри машины. Для повышения экономичности его работы потери стараются уменьшить, применяя для охлаждения водород, при этом из-за меньшей плотности водорода по сравнению с воздухом снижаются механические потери.

Рис. 12. U-образная характеристика синхронного компенсатора

Наиболее важной характеристикой синхронного компенсатора является U-образная характеристика (рис. 12). Она мало отличается от аналогичной характеристики синхронного двигателя при Р₂=0.

Реактивная мощность, развиваемая синхронным компенсатором, зависит от тока возбуждения. Перевозбужденный синхронный компенсатор работает с током, опережающим напряжение сети, и отдает реактивную мощность в сеть. При недовозбуждении он работает с током, отстающим от напряжения сети, и потребляет реактивную мощность из сети.

Синхронный компенсатор включается в конце линии передачи непосредственно у потребителя. Компенсируя частично или полностью реактивную составляющую тока линии, он уменьшает общий ток и потери в ней.

Синхронные компенсаторы чаще всего применяются в сетях с большой индуктивной нагрузкой для компенсации отстающего тока. Такую нагрузку обычно создают включенные в сеть асинхронные двигатели. Компенсатор в этом случае работает с перевозбуждением. На рис. 13, 14 показаны схема включения компенсатора

GC и векторная диаграмма. На векторной диаграмме ток I представляет собой ток в сети при отсутствии синхронного компенсатора, а ток I‘ — при его включении. Реактивная составляющая I_Р тока I частично скомпенсирована током синхронного компенсатора I_C_,_K. В результате этого уменьшается угол между напряжением U и током I‘, a cosφ’ повышается.

В некоторых случаях синхронный компенсатор работает с недовозбуждением. Необходимость в этом возникает, если ток в линии содержит значительную опережающую составляющую, обусловленную ее емкостным сопротивлением. Это наблюдается в часы малой нагрузки линии передачи, когда отстающий ток нагрузки не компенсирует емкостную составляющую тока линии.

Синхронные компенсаторы устанавливаются также и для регулирования напряжения в конце линии электропередачи путем регулирования реактивного тока и изменения падения напряжения и его фазы. При опережающем токе синхронного компенсатора его ток возбуждения больше, чем при отстающем, поэтому условия нагрева компенсатора получаются более тяжелыми при опережающем токе.

Рис. 13. Схема включения синхронного компенсатора

→

Рис. 14. Векторная диаграмма для тока в сети при включенном синхронном компенсаторе

Вследствие этого номинальной мощностью синхронного компенсатора считается мощность при опережающем токе.

Синхронные компенсаторы имеют некоторые конструктивные отличия от двигателей. Они не имеют выходного конца вала, кроме того, поскольку вал не передает вращающего момента, он может быть выполнен тоньше. Так как от синхронного компенсатора не требуется обеспечения больших перегрузок по моменту, то М_MAX у них может быть снижен за счет уменьшения воздушного зазора (увеличения х_d). Уменьшение воздушного зазора способствует сокращению размеров обмотки возбуждения. Все это приводит к уменьшению габаритов синхронного компенсатора.

Компенсаторы выпускаются на мощности от 2,8 до 320 MB∙А обычно в горизонтальном исполнении. Их номинальные напряжения составляют 6,6-20 кВ, а частота вращения 1000 или 750 об/мин.

Пуск синхронного двигателя

Объясняется это следующим образом. При включении многофазной обмотки якоря в сеть практически мгновенно образуется вращающееся магнитное поле, частота вращения которого n_пзависит от частоты f протекающего по обмоткам тока (n_п =60 f /p). «Полюсы» этого поля, перемещаясь в пространстве, будут взаимодействовать то с одноименными, то с разноименными полюсами неподвижного возбужденного ротора. В соответствии с этим будетменяться направление вращающего момента, действующего на ротор. В течение половины периода изменения тока в обмотках момент будет направлен в одну сторону, а в течение другой половины — в противоположную.

Пуск мог бы произойти, если бы ротор разогнался до установившейся скорости в течение полупериода, когда вращающий момент не меняет свой знак. При частоте 50 Гц полупериод равен 0,01 с. Из-за механической инерции за такое время роторы практически всех синхронных двигателей развернуться не смогут.

Существует несколько способов пуска двигателя. Эти способы заключаются в том, что в процессе пуска ротор двигателя разгоняется до скорости вращающегося поля, после чего двигатель входит в синхронизм и начинает работать как синхронный. Применение получили пуск с помощью разгонного двигателя, частотный пуск и асинхронный пуск. Наибольшее распространение имеет асинхронный пуск.

Пуск с помощью разгонного двигателя состоит в том, что посторонним (разгонным) двигателем ротор синхронной машины разворачивается до номинальной скорости. Обмотка возбуждения включена в сеть постояного тока, а обмотка статора разомкнута. Затем производят включение её на параллельную работу с сетью способами, изложенными в гл. 3 (машина работает генератором). После подключения машины к сети разгонный двигатель механически отсоединяют от вала синхронной машины, и последняя переходит в двигательный режим. Мощность разгонного двигателя невелика и составляет 10—20 % номинальной мощности синхронного двигателя. Эта мощность покрывает мощность механических и магнитных потерь в синхронном двигателе.

Асинхронный пуск аналогичен пуску асинхронного двигателя. Для этого на роторе в полюсных наконечниках размещают пусковую обмотку. Эта обмотка выполняется по типу короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя и имеет то же устройство, что и демпферная обмотка генератора (см. гл. 1). При пуске трехфазная обмотка статора включается в сеть. Ток, который будет протекать по этой обмотке, создаст вращающееся магнитное поле. Оно наведёт в пусковой обмотке ротора ЭДС и ток. В результате взаимодействия тока пусковой обмотки ротора с вращающимся магнитным полем образуется момент, под действием которого ротор придет во вращение и развернется до скорости, близкой к скорости поля ω₁. Вращение его будет происходить со скольжением, которое зависит от нагрузки на валу (ω< ω₁).

На рис. 4.6 показана схема асинхронного пуска. При пуске обмотка возбуждения не должна быть разомкнутой, так как в противоположном случае вследствие большого числа витков в нейвращающимся полем индуцировалась бы большая ЭДС, опасная не только для изоляции, но и для обслуживающего персонала. Обмотку возбуждения нельзя также замыкать накоротко, так как в этом случае она образует несимметричный (однофазный) контур. Он явится причиной образования дополнительного момента, под действием которого произойдет провал в кривой механической характеристики вблизи полусинхронной скорости. Из за этого ротор при пуске может застрять на промежуточной скорости (в точке А на рис. 4.7). В начале пуска обмотка возбуждения LM должна быть замкнута на резистор с сопротивлением, приблизительно в 10—15 раз большим, чем сопротивление самой обмотки (положение 1 переключателя S). По окончании пуска переключатель S переводится в положение 2, и обмотка возбуждения включается в сеть постоянного тока.

Рис. 4.6. Схема асинхронного пуска синхронного двигателя

Рис. 4.7. Механическая характеристика двигателя при асинхронном пуске с провалом вблизи полусинхронной скорости

Рис. 4.8. Механическая характеристика двигателя при асинхронном пуске

Асинхронный пуск синхронного двигателя характеризуется значениями пускового тока I_п и вращающих моментов – начального пускового М_пи входного М_в(рис. 4.8). Входным называется асинхронный момент при скорости ротора, равной 0,95 ω₁. Этот момент равен наибольшему нагрузочному моменту, при котором возможно вхождение двигателя в синхронизм при включении постоянного тока в обмотку возбуждения.

Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 3515; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Управление частотой, демпферная обмотка и т.

д.

Существует три основных метода пуска синхронного двигателя: первый — путем снижения частоты питания, второй — с использованием внешнего двигателя и последний — пуск с демпферной обмоткой.

Внешний двигатель приводит в движение вал синхронного двигателя. Это может быть пони-двигатель, двигатель постоянного тока или асинхронный двигатель. В этой статье мы подробно обсудим все способы пуска синхронных двигателей. Итак, продолжайте читать до конца, чтобы узнать обо всех них.

Содержание

Основы синхронного двигателя
Почему синхронный двигатель не запускается самостоятельно?
- Якорь и возбуждение возбуждения
- Проблема
Как обеспечить самозапуск синхронного двигателя?
Методы запуска синхронных двигателей
- Регулирование частоты питания
- С помощью внешнего двигателя
- В качестве контактного кольца Асинхронный двигатель
- С использованием демпферных обмоток

Основы синхронного двигателя

Синхронный двигатель, вид изнутри

Прежде чем мы перейдем к методам запуска синхронного двигателя, давайте освежим в памяти некоторые основы синхронного двигателя.

A Синхронный двигатель относится к категории двигателей переменного тока. Но для его запуска недостаточно одного источника питания. Для работы двигателя требуется система двойного возбуждения.
Статор этого двигателя имеет трехфазную распределенную обмотку якоря, а ротор содержит обмотку возбуждения.
Чтобы найти синхронную скорость любой машины, мы используем эту формулу:

N _с = (120xf)/p

 где f= частота источника переменного тока 
 p= число полюсов статора 
 и N _s = скорость в об/мин (оборотов в минуту)

Почему синхронный двигатель не запускается самостоятельно?

Якорь и возбуждение возбуждения

Подача трехфазного переменного тока на обмотку якоря создает вращающееся магнитное поле в якоре. Скорость, с которой вращается магнитный поток, называется синхронной скоростью.

Теперь, в этот момент, если мы запитаем обмотку ротора источником постоянного тока, она будет действовать как электромагнит с фиксированной полярностью. Итак, магнитное поле непрерывно вращается вокруг электромагнита, как показано на рисунке.

Вращающееся магнитное поле статора

Задача

Рассмотрим момент, когда противоположные полюса статора и ротора совпадают. Благодаря свойству притяжения вращающееся поле будет пытаться тянуть за собой ротор. Итак, ротор стремится двигаться вместе с магнитным полем по часовой стрелке. Но из-за высокой инерции ротора, когда он начинает вращаться, меняется полярность магнитного поля (так называемого статора). Так что теперь вместо силы притяжения начинает действовать сила отталкивания. Вращающееся поле теперь попытается оттолкнуть от себя ротор.

В отличие от того, что полюса статора и ротора расположены близко друг к другу

Тот же самый цикл повторяется при следующем обороте магнитного поля. Поскольку крутящий момент, действующий на ротор, пульсирует, он не может двигаться ни в одном направлении. Следовательно, синхронный двигатель не запускается самостоятельно.

Как сделать синхронный двигатель самозапускающимся?

Основная проблема, препятствующая запуску двигателя, — инерция ротора. Если мы сможем разрушить эту инерцию покоя, мы сможем получить непрерывный (однонаправленный) крутящий момент ротора. Для этого у нас есть разные методы запуска синхронных двигателей. Все эти методы основаны на одном и том же принципе, т. е. придают ротору пусковой момент. Когда ротор достигает скорости, близкой к синхронной, выход из обмотки возбуждения в этот момент создает магнитную блокировку, и ротор вращается с синхронной скоростью.

Синхронные методы запуска двигателя

Наиболее распространенными методами начала синхронного двигателя являются:

Контроль частоты питания
Использование внешнего двигателя
Маленькие моторные двигатели пони
DC Motors
Индукция проскальзывания.
Давайте обсудим эти методы запуска асинхронных двигателей более подробно.
Регулирование частоты питания
Регулирование частоты питания для запуска синхронного двигателя
Как мы видели выше, вращающееся магнитное поле вращается с очень высокой скоростью. Следовательно, он не может нарушить инерцию покоя ротора. Если это поле вращается с некоторой малой скоростью, ротор разгонится и достигнет синхронизма с магнитным полем.
Используя приведенную выше формулу, мы можем изменять синхронную скорость двумя способами. Либо путем изменения частоты питания, либо путем изменения количества полюсов статора. Поскольку последнее невозможно, мы достигаем пониженной скорости, изменяя частоту питания.
Используя циклоконвертер или систему выпрямитель-инвертор, мы можем получить переменный ток с переменной частотой. Таким образом, во время запуска эти преобразователи снижают частоту питания переменного тока. Когда ротор соединяется с магнитным полем, эти преобразователи медленно увеличивают частоту. И, следовательно, двигатель работает на номинальной частоте.
При использовании внешнего двигателя
В этом случае частота питания не изменяется. Но вал синхронного двигателя соединен с внешним электродвигателем. Этот внешний двигатель может быть двигателем постоянного тока или асинхронным двигателем.
Внешний двигатель вращает вал и, следовательно, ротор почти до синхронной скорости. Он обеспечивает пусковой момент ротора. В этот момент полевые выводы возбуждены. И, следовательно, ротор взаимодействует с вращающимся магнитным полем.
Когда двигатель начинает работать на синхронной скорости, переключатель отключает внешний двигатель от синхронного двигателя.
В качестве асинхронного двигателя с контактным кольцом
Пуск в качестве асинхронного двигателя с контактным кольцом
В описанных выше методах пуска синхронного двигателя используется ротор с короткозамкнутым ротором. Но для этого метода требуется ротор с контактными кольцами. Этот метод подобен пуску ротора сопротивлением асинхронного двигателя. В этом методе мы добавляем внешнее сопротивление ротору через токосъемные кольца.
При подаче трехфазного питания на статор двигатель запускается как асинхронный двигатель с контактными кольцами. По мере ускорения ротора переключатель ступенчато отключает внешнее сопротивление от цепи ротора. К этому времени ротор достигает установившейся скорости. Так возбуждая обмотку возбуждения, ротор подтягивается к синхронизму.
Этот метод пуска дает два преимущества:
- Наличие внешнего сопротивления снижает высокий пусковой ток при пуске.
- Сопротивление также обеспечивает хороший пусковой момент.
Использование демпферных обмоток
Основная функция демпфирующих обмоток – уменьшить колебания (колебания) в синхронной машине. Но это дает нам дополнительное преимущество. Это обеспечивает самозапуск синхронного двигателя.
Демпферная обмотка на роторе синхронного двигателя
Для этого в конструкцию ротора требуются некоторые дополнения. Полюсная поверхность ротора содержит пазы. Затем в эти пазы вставляются медные проводники. Концевые кольца крепятся на концах проводников для создания короткого замыкания. Устройство демпферной обмотки похоже на асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Подача трехфазного переменного тока на статор создает вращающееся магнитное поле. Вращающееся магнитное поле связано с демпферной обмоткой. Итак, первоначально синхронный двигатель запускается аналогично асинхронному двигателю. Двигатель медленно разгоняется и достигает субсинхронной скорости. Возбуждение обмотки возбуждения в этот момент приводит ротор в синхронизм.
Когда двигатель достигает синхронной скорости, относительное движение между вращающимся полем и обмоткой демпфера становится равным нулю. Следовательно, ток в этих обмотках не течет.
Таким образом, демпферные обмотки присутствуют только при пуске и отсутствуют во время работы.
Синхронный двигатель и способы запуска синхронных двигателей
Электрический двигатель в целом представляет собой электромеханическое устройство, которое преобразует энергию из электрической области в механическую. В зависимости от типа входа мы классифицировали его на однофазные и трехфазные двигатели. Среди трехфазных двигателей более широко используются асинхронные и синхронные двигатели. Когда трехфазные электрические проводники размещаются в определенных геометрических положениях (под определенным углом друг к другу), создается электрическое поле. Теперь вращающееся магнитное поле вращается с определенной скоростью, эта скорость называется синхронной скоростью. Теперь, если электромагнит присутствует в этом вращающемся магнитном поле, электромагнит магнитно заперт с этим вращающимся магнитным полем и вращается с той же скоростью, что и вращающееся поле. Синхронные двигатели называются так потому, что скорость ротора этого двигателя такая же, как и вращающееся магнитное поле. В основном это двигатель с фиксированной скоростью, потому что он имеет только одну скорость, которая является синхронной скоростью, и поэтому нет промежуточной скорости или, другими словами, он синхронизирован с частотой сети.
Почему синхронный двигатель не запускается самостоятельно?
В начальном положении синхронной машины ротор может иметь любое альтернативное положение, как показано здесь.
Когда ротор изначально находится в положении (a):
Один и тот же полюс ротора будет отталкиваться, и ротор будет вращаться против часовой стрелки. Но через некоторое время N-полюс ротора и S-полюс ротора сойдутся лицом к лицу и попытаются притянуться друг к другу. Теперь ротор стремится вращаться по часовой стрелке, но ротор имеет некоторую массу и не может достичь такой высокой скорости (синхронной скорости) по сравнению с вращающимся магнитным полем статора. Следовательно, ротор остается в покое.
Когда ротор изначально находится в положении (b):
Здесь противоположный полюс ротора притягивается, но, как объяснялось ранее, ротор не может немедленно достичь синхронной скорости и остается в состоянии покоя.
В результате средний крутящий момент, действующий на ротор, равен нулю. Из-за большой инерции ротора ротор не может вращаться вместе с полюсами статора. Отсюда снова создается разность положений магнитной оси, и ротор подвергается быстро изменяющемуся крутящему моменту. Это связано с тем, что скорость, с которой вращается вращающееся магнитное поле, настолько высока, что ротор не может вращаться из исходного положения из-за инерции ротора. Таким образом, в любом случае, каким бы ни было начальное положение ротора, синхронный двигатель не является самозапускающимся.
Методы запуска синхронного двигателя
Однако синхронная машина не запускается самостоятельно. Синхронная машина должна вращаться почти до синхронной скорости статора, прежде чем она сможет «поймать» поле статора и начать вращаться самостоятельно. В основном существует три метода , которые используются для запуска синхронного двигателя:
- Для уменьшения скорости вращающегося магнитного поля статора до достаточно низкого значения, чтобы ротор мог легко ускоряться и блокироваться вместе с ним во время один полупериод вращения вращающегося магнитного поля. Это делается за счет снижения частоты подаваемой электроэнергии. Этот метод обычно используется в случае синхронного двигателя с инверторным питанием, работающего в приводе с регулируемой скоростью.
- Использовать внешний первичный двигатель для ускорения ротора синхронного двигателя почти до его синхронной скорости, а затем питать ротор и статор. Конечно, следует позаботиться о том, чтобы направление вращения ротора и направление вращения магнитного поля статора были одинаковыми. Этот метод обычно используется в лаборатории: синхронная машина запускается как генератор, а затем подключается к сети питания, следуя процедуре синхронизации или параллельного соединения. Затем питание первичного двигателя отключается, чтобы синхронная машина продолжала работать как двигатель.
- Использовать демпферные обмотки или амортизирующие обмотки , если они предусмотрены в машине. Демпфирующие обмотки или амортизирующие обмотки предусмотрены в большинстве больших синхронных двигателей, чтобы свести к нулю колебания ротора всякий раз, когда синхронная машина подвергается периодически изменяющейся нагрузке.
Каждый из этих способов пуска синхронного двигателя подробно описан ниже.
1. Пуск двигателя путем уменьшения подачи Частота:
Если вращающееся магнитное поле статора в синхронном двигателе вращается с достаточно низкой скоростью, у ротора не будет проблем с ускорением и синхронизацией с магнитным полем статора. Скорость магнитного поля статора может затем увеличить его до номинальной рабочей скорости путем постепенного увеличения частоты питания f до нормального значения 50 или 60 Гц. Такой подход к запуску синхронных двигателей имеет большой смысл, но есть большая проблема: откуда мы можем получить питание с переменной частотой? Обычные системы электропитания обычно регулируют частоту до 50 или 60 Гц, в зависимости от обстоятельств. Однако источник напряжения переменной частоты можно было получить от специального генератора только в прежние времена, и такая ситуация была явно непрактичной, за исключением очень необычных или специальных применений привода.

Но современные твердотельные преобразователи энергии предлагают простое решение этой проблемы. Теперь у нас есть выпрямитель-инвертор и циклопреобразователи, которые можно использовать для преобразования источника переменного тока постоянной частоты в источник переменного тока переменной частоты. Таким образом, с разработкой таких современных полупроводниковых блоков частотно-регулируемых приводов стало возможным непрерывно контролировать частоту источника питания, подключенного к синхронному двигателю, от долей герца до и даже выше нормальной номинальной частоты. . Если такой частотно-регулируемый привод включен в схему управления двигателем для достижения контроля скорости, то запуск синхронного двигателя очень прост — просто отрегулируйте частоту до очень низкого значения для запуска, а затем поднимите ее до желаемого рабочего значения. частота для нормальной работы.
Когда синхронный двигатель работает на скорости ниже номинальной, его внутреннее генерируемое напряжение (обычно называемое ЭДС счетчика) EA = K_! будет меньше обычного. Таким образом, напряжение на клеммах, подаваемое на двигатель, должно быть уменьшено пропорционально частоте, чтобы поддерживать ток статора в пределах номинального значения. Как правило, напряжение в любом источнике питания с переменной частотой изменяется приблизительно линейно в зависимости от выходной частоты.
2. Запуск двигателя с помощью внешнего двигателя:
Второй способ запуска синхронного двигателя заключается в подключении к нему внешнего пускового двигателя (пони-двигателя) и доведении синхронной машины до скорости, близкой к номинальной (но не равной ей точно, поскольку процесс синхронизации может не указывать точка замыкания главного выключателя, подсоединяющего синхронную машину к сети) с маломощным двигателем. Затем выход синхронной машины может быть синхронизирован или запараллелен с ее системой электропитания в качестве генератора, а вспомогательный двигатель может быть отсоединен от вала машины или питание вспомогательного двигателя может быть отключено. После выключения пони-мотора вал машины замедляется, скорость магнитного поля ротора BR отстает от Bnet , и синхронная машина продолжает работать как двигатель. Как только он начинает работать как двигатель, синхронный двигатель может быть нагружен обычным образом, как и любой другой двигатель.

Вся эта процедура не так громоздка, как может показаться, поскольку многие синхронные двигатели входят в состав мотор-генераторных установок, и синхронная машина в мотор-генераторной установке может запускаться с другой машиной, выступающей в качестве пусковой. мотор. Кроме того, пусковой двигатель должен преодолевать только механическую инерцию синхронной машины без какой-либо механической нагрузки (нагрузка подключается только после включения синхронной машины в сеть). Поскольку необходимо преодолеть только инерцию двигателя, пусковой двигатель может иметь гораздо меньшую мощность, чем синхронный двигатель, который он собирается запустить. Как правило, большинство больших синхронных двигателей имеют бесщеточные системы возбуждения, установленные на их валах. Затем можно использовать эти возбудители в качестве пусковых двигателей. Для многих синхронных двигателей среднего и крупного размера внешний пусковой двигатель или пуск с помощью возбудителя могут быть единственным возможным решением, поскольку энергосистемы, к которым они привязаны, могут быть не в состоянии справиться с пусковыми токами, необходимыми для использования демпфера ( amortisseur) метод намотки описан далее.
3. Пуск двигателя с использованием демпфера (амортизирующий) Обмотка:
Как уже упоминалось ранее, большинство больших синхронных двигателей снабжены демпфирующими обмотками, чтобы свести на нет колебания ротора, когда синхронная машина подвергается воздействию периодически изменяющаяся нагрузка. Демпферные обмотки представляют собой специальные стержни, уложенные в пазы, вырезанные на поверхности полюса синхронной машины, а затем закороченные на каждом конце большим закорачивающим кольцом, подобным стержням ротора с короткозамкнутым ротором. Полюс с набором демпферных обмоток показан на рисунке.

Когда статор такой синхронной машины подключен к 3-фазному источнику переменного тока, машина запускается как 3-фазная асинхронная машина из-за наличия демпфирующих стержней, как в беличьей клетке Индукционный двигатель. Так же, как и в случае 3-фазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, прикладываемое напряжение должно быть соответствующим образом уменьшено, чтобы ограничить пусковой ток до безопасного номинального значения. Как только двигатель набирает скорость, близкую к его синхронной скорости, питание постоянного тока к его обмотке возбуждения подключается, и синхронный двигатель начинает работать синхронно, т. е. он продолжает работать как синхронный двигатель, работающий на своей синхронной скорости.