Maszyny synchroniczne
ELE.01 Montaż i obsługa maszyn i urządzeń elektrycznych – elektromechanik 741201
Rozruch silników synchronicznych
PLANSZA INTERAKTYWNA
Widoczny jest ekran spisu treści. Na długim panelu wyświetlają się tytuły zakładek, które możemy zmieniać za pomocą znaczków znajdujących się po jego obu stronach. Tytuły tych zakładek umieszczone są także po lewej stronie ekranu na panelach ułożonych jeden pod drugim. Po kliknięciu na zakładkę rozwija się slajd przedstawiający grafikę, tekst oraz nagranie audio. Nad tekstem znajduje się pasek umożliwiający odtworzenie nagrania dźwiękowego, zgodnego z treścią zamieszczoną poniżej.
Rozruch asynchroniczny
Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zamieszczoną poniżej
Rozruch asynchroniczny odbywa się poprzez załączenie napięcia zasilania stojana bez zasilania obwodu wzbudzenia. Powstanie pola wirującego spowodowane jest przepływem prądu w uzwojeniach, co wywołuje przemienny moment obrotowy działający na wirnik. Silniki synchroniczne dla tego typu rozruchy wyposażone są w klatkę rozruchową umieszczoną na nabiegunnikach. W takiej konfiguracji wirnik ma dwa uzwojenia: wzbudzające i klatki rozruchowej. Przy podłączeniu do sieci uzwojenia twornika w rozwartym uzwojeniu wzbudzenia indukowałoby się napięcie znacznie wyższe od znamionowego. Aby tego uniknąć, należy zamknąć obwód wzbudzenia przez odpowiednio dobrany rezystor. Po osiągnięciu prędkości obrotowej przez silnik s < 0,05 należy odłączyć rezystor oraz zasilić uzwojenie wzbudzające napięciem. Wytworzony moment synchroniczny powoduje, że silnik wchodzi w synchronizm.
Przedstawiony na ilustracji schemat obrazuje rozruch asynchronicznego silnika elektrycznego. Z lewej strony widoczny jest stojan, czyli element statyczny. Przedstawiony jest jako koło. Na koło składa się wiele prostych z falą pośrodku. Kolejnym elementem jest wirnik. Wirnik to podzespół, który obraca się wokół osi, a na jego powierzchni widoczne są żłobienia. Wirnik jest połączony z klatką rozruchową, która znajduje się na jego górnej i dolnej części. Klatka rozruchowa składa się z prętów metalowych, które tworzą zamknięty pierścień. Na schemacie przedstawiono także wzbudnicę, czyli niewielki okrągły element, który służy do pobudzenia pola magnetycznego. Oznaczono także dwa punkty opisane jako Pe i R1.To elementy elektryczne układu. Cały układ jest zamknięty w obudowie.
Rozruch bezpośredni
Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zamieszczoną poniżej
Rozruch asynchroniczny przy bezpośrednim podłączeniu do sieci zasilającej odbywa się w taki sam sposób jak w silniku indukcyjnym klatkowym. Przy osiągnięciu odpowiedniej prędkości obrotowej silnika synchronicznego załącza się układ wzbudzenia, powodując wprowadzenie wirnika w bieg synchroniczny.
Schemat zastępczy układu zasilania silnika przy rozruchu asynchronicznym: rozruch bezpośredni
Na schemacie widoczny jest układ elektryczny składający się z trzech elementów. Sa to silnik, linia zasilająca i szyna rozdzielcza. Silnik jest oznaczony kołem z literą „M”. Linia zasilająca jest połączona z silnikiem i służy do przesyłania prądu. Linia ta ma określoną impedancję, przedstawioną za pomocą prostokątów opisanych jako Zl i Zs. Pionowa linia pośrodku schematu oznaczona symbolem U reprezentuje napięcie zasilania.
Rozruch z dławikiem rozruchowym
Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.
Dławik w obwodzie rozruchowym powoduje, że przy spadku napięcia na impedancji dławika następuje ograniczenie momentu rozruchowego i prądu rozruchowego silnika.
Schemat zastępczy układu zasilania silnika przy rozruchu asynchronicznym: rozruch z dławikiem rozruchowym
Grafika przedstawia rysunek schematu połączeń między silnikiem, liniami zasilającymi oraz napięciem na szynie. Na prawo od środka schematu znajduje się silnik, który jest przedstawiony za pomocą koła z literą M. Na lewo od środka widoczny jest prostokąt z opisem Z L, który reprezentuje impedancję linii zasilającej. Z prawej strony środka schematu znajdują się dwa prostokąty: pierwszy z opisem ZD reprezentujący impedancję dławika, a drugi z opisem ZS reprezentujący impedancję silnika. Środek schematu reprezentuje napięcie na szynach oznaczone linią prostą pionową i symbolem UZ. Linia pozioma zasilająca, która odchodzi od linii pionowej, oznacza napięcie zasilania silnika, oznaczone symbolem U. Na końcu linii poziomej widoczny jest prąd rozruchowy, oznaczony symbolem Ir.
Rozruch za pomocą innej maszyny
Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.
Rozruch z zastosowaniem dodatkowej maszyny napędzającej w celu osiągnięcia żądanej prędkości znamionowej silnika synchronicznego, który załącza się do sieci tak samo jak prądnicę. Gdy silnik osiągnie wymaganą prędkość, należy odłączyć zewnętrzny silnik połączony z silnikiem synchronicznym. Następnie należy podłączyć zewnętrzne źródło zasilania do silnika synchronicznego, zaczyna on pracować jako silnik.
Ilustracja przedstawia układ trójfazowy, w którym znajdują się dwa silniki: synchroniczny i indukcyjny. Silniki są zilustrowane za pomocą połączonych liniami poziomymi prostokątów, a po obu ich stronach znajdują się trzy linie pionowe: L1, L2 i L3, które reprezentują trzy fazy prądu. Linie te się łamią, co sugeruje, że w tym układzie występują pewne zmiany kierunku przepływu prądu.
Rozruch z zastosowaniem prądnic synchronicznych
Nagranie dźwiękowe tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.
Zasilanie twornika poprzez zastosowanie prądnic synchronicznych polega na płynnym zwiększaniu prędkości obrotowej prądnicy od zera do prędkości synchronicznej. Osiągając znamionową prędkość obrotową o częstotliwości zbliżonej do tej z sieci, należy odłączyć prądnicę i podłączyć zasilanie z sieci.
Opisując grafikę, można powiedzieć, że przedstawia ona układ trójfazowy z prądnicą i silnikiem synchronicznym. Prądnica została zilustrowana jako koło, podobnie jak silnik synchroniczny. Obie te maszyny znajdują się na końcu układu trójfazowego, co sugeruje, że są one końcowymi elementami w tym układzie. Linie faz prądu leżą równolegle do siebie.
Z zastosowaniem przemienników częstotliwości.
Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.
Zmiana częstotliwości napięcia zasilania w uzwojeniach stojana jest osiągana poprzez zastosowanie przemienników częstotliwości, umożliwiając stopniowe rozpędzanie wirnika. Po osiągnięciu odpowiedniej częstotliwości silnik synchroniczny zaczyna pracę.
Na schemacie przedstawiono układ zasilania trójfazowego. Schemat składa się z prostokątów, kół i linii, które reprezentują poszczególne elementy układu zasilania trójfazowego. Na górze znajduje się prostownik zmieniający napięcie, który przedstawiono za pomocą prostokąta i oznaczony literą L. Następnie, znajduje się kondensator oznaczony literą C, a po nim umieszczony jest falownik przedstawiony również za pomocą prostokąta. Pod falownikiem umieszczony jest regulator częstotliwości. Na samym dole schematu widzimy dwie linie - jedna oznaczająca aktualną prędkość silnika, a druga oznaczająca zadaną prędkość, co sugeruje, że system może regulować prędkości.