Особенности пуска и самозапуска синхронных двигателей. Ресинхронизация СД

Пуск СД непосредственным включением в сеть невозможен по причине того, что ротор из-за своей значительной инерции не может быть сразу раскручен полем статора, которое устанавливается практически мгновенно. Поэтому магнитная связь между статором и ротором не возникает. Для пуска СД приходится применять специальные способы, сущность которых состоит в предварительном привидении ротора во вращение до синхронной или близкой к ней частоте, при которой между статором и ротором устанавливается устойчивая магнитная связь.

Сейчас применяют способ асинхронного пуска. СД снабжают короткозамкнутой пусковой обмоткой(беличья клетка). Невозбужденный СД включают в сеть. Возникшее поле статора наводит в стержнях клетки ЭДС, которые создают токи, которые, взаимодействуя с полем статора, вызывают появление электромагнитных сил на стержнях клетки. Под действием этих сил ротор приводится во вращение. При разгоне ротора до частоты вращения, близкой к синхронной, обмотку возбуждения подключают к источнику постоянного тока. Образующийся при этом синхронный момент втягивает ротор двигателя в синхронизм. После этого пусковая обмотка выполняет функцию успокоительной обмотки и ограничивает качания ротора.

Чем меньше нагрузка на валу двигателя, тем легче его вхождение в синхронизм. В процессе асинхронного пуска обмотку возбуждения нельзя оставлять разомкнутой, так как ЭДС достигает значений опасных для изоляции обмотки. Для предотвращения этого в период разгона обмотку возбуждения замыкают на активное сопротивление в 10 раз большего сопротивления обмотки.

Самозапуск (С) – это восстановление нормальной работы электропривода без вмешательства персонала после кратковременного перерыва электроснабжения или глубокого снижения U.

Самозапуск ЭД позволяет наиболее полно использовать средства автоматизации систем электроснабжения.

Для обеспечения успешного С СД система возбуждения должна обеспечивать интенсивное гашение магнитного потока и ЭДС двигателя и создания оптимальных условий для вхождения в синхронизм. При электромашинном возбудителе схемы самозапуска не отличаются от схем пуска. Сейчас наиболее распространен теристорный возбудитель. В простейших случаях (при малой загрузке и легких условиях пуска и вхождения в синхронизм) могут применяться нерегулируемые тиристорные выпрямители, применение сложных возбудителей нецелесообразно.

Для мощных СД применяют безщеточные системы возбуждения

Самозапуск СД еще зависит от схемы управления его включением. В тех случаях когда возможен одновременный самозапуск всех ДВ, подключенных к секции шин, а ток несинхронного включения в пределах допустимого, никаких изменений в схемы управления включателями вносить не требуется. Если из-за чрезмерного снижения напряжения одновременный самозапуск всех ЭД невозможен, часть из них отключается. При этом могут отключиться двигатели, самозапуск которых необходим по условиям технологии. Включатели таких двигателей оборудуются АПВ и ДВ участвуют в самозапуске второй ступени

Как показали исследования и опыт эксплуатации, наибольшей опасности в момент включения подвергается обмотка статора синхронного двигателя. При пуске двига-теля относительная деформация изоляции обмотки стато­ра составляет 50х10^(-5) отн. ед. Установлено, что для синхронных двигателей мощностью до 2000 кВт при относительных деформациях не более 150х10^-5 отн. ед. не происходит нарушения изоляции, если такие деформации не слишком многочис­ленны. Так как деформации и усилия примерно пропорциональны квадрату тока, то предельно допустимое зна­чение тока включения составит √3 его пускового значения. Учитывая сравнительно редкую необходимость осуществления самозапуска и малую вероятность того, что векторы напряжения сети и ЭДС двигателяв момент включения окажутся в противофазе, можно для всех синхронных двигателей мощностью до 2000 кВт считать самозапуск допустимым, если в самом неблагоприятном случае ток включения не будет превышать1,7 пускового, т. е. в принятых относительных еди­ницах

Восстановление синхронного режима работы синхронных дви­гателей производится для ответственных механизмов, сохранение которых в работе необходимо по условиям техники безопасности или технологии производства. Оно может осуществляться разными способами:

- ресинхронизацией;

- ресинхронизацией с автоматической разгрузкой рабочего механизма (если она допустима) до такой степени, при которой обеспечивается втягивание двигателя в синхронизм; отключением двигателя и повторным его автоматич. пуском.

Восстановление нормальной работы возможно без отключения от сети выпавшего из синхронизма генератора. Можно оставить его на некоторое время в асинхронном режиме, а затем заставить снова войти в синхронизм, осуществив ресинхронизацию.

Если скольжение, с которым работает генератор в асинхронном режиме, станет равным нулю, то это оз­начает, что скорость вращения генератора стала синхронной

Условие S = 0 необходимое, но недостаточное для втягивания генератора в синхронизм. Для выявления второго условия рас­смотрим протекание процесса ресинхронизации

Избыточный мо­мент, определяющий движение генератора в асинхронном режиме, состоит из трех составляющих:

где МТ - момент турбины; Мс, Мас - синхронный и асинхронный моменты. Когда скольжение становится равным нулю, асинхрон­ный момент также равен нулю. Следовательно, условием втягивания генератора в синхронизм будет Мс>Мт