Jagd im Synchronmotor

Jagen in Synchronmotoren

Wichtige Erkenntnisse:

• Definition des Jagens: Jagen in einem Synchronmotor ist das Phänomen, bei dem der Rotor um eine neue Gleichgewichtsposition oszilliert, aufgrund plötzlicher Laständerungen.

• Ursachen des Jagens: Jagen kann durch abrupte Laständerungen, plötzliche Anpassungen des Feldstroms, harmonische Drehmomentlasten oder Fehler im Versorgungssystem verursacht werden.

• Auswirkungen des Jagens: Diese Instabilität kann dazu führen, dass der Motor die Synchronisation verliert, mechanische Belastungen induziert, Verluste erhöht und Temperaturen ansteigen lässt.

• Reduktionsverfahren: Um Jagen zu reduzieren, verwenden Sie Dämpferwicklungen, um das Schlupfen des Rotors entgegenzuwirken, und installieren Sie Schwungräder, um die Rotorgeschwindigkeit zu stabilisieren.

• Arten von Synchronmotoren: Das Verständnis verschiedener Arten von Synchronmotoren hilft dabei, die richtige Motorenausführung auszuwählen, um die Auswirkungen des Jagens zu minimieren.

Wir begegnen dem Begriff "JAGEN" im Zusammenhang mit den Betriebsvorgängen von Drehstrom-Synchronmotoren. Es beschreibt, wie der Rotor nach einer plötzlichen Lastanwendung eine neue Gleichgewichtsposition suchen muss. Dieses Phänomen wird als Jagen in einem Synchronmotor bezeichnet. Lassen Sie uns das Gleichgewichtszustand eines Synchronmotors untersuchen.

Ein stationärer Betrieb eines Synchronmotors ist ein Zustand des Gleichgewichts, in dem das elektromagnetische Drehmoment gleich und entgegengesetzt zum Lastdrehmoment ist. Im stationären Zustand läuft der Rotor mit synchroner Geschwindigkeit und hält einen konstanten Wert des Drehwinkels (δ) aufrecht. Wenn es zu einer plötzlichen Änderung des Lastdrehmoments kommt, wird das Gleichgewicht gestört und es entsteht ein resultierendes Drehmoment, das die Geschwindigkeit des Motors ändert.

Was ist Jagen?

Ein unbelasteter Synchronmotor startet mit einem Lastwinkel von null Grad. Mit zunehmender Wellenlast nimmt auch der Lastwinkel zu. Wenn plötzlich eine Last P1 an einen unbelasteten Motor angelegt wird, verlangsamt sich der Motor kurzzeitig.

Zusätzlich steigt der Lastwinkel (δ) von null auf δ1. Zunächst stimmt die erzeugte elektrische Leistung mit der mechanischen Last P1 überein. Da jedoch kein Gleichgewicht erreicht wird, schwingt der Rotor über δ1 hinaus bis δ2, wobei mehr elektrische Leistung erzeugt wird als zuvor.

Der Rotor erreicht die synchrone Geschwindigkeit, behält sie aber nicht aufrecht und beschleunigt darüber hinaus. Diese Beschleunigung führt dazu, dass der Lastwinkel abnimmt und das Gleichgewicht erneut nicht erreicht wird.

Folglich schwingt oder oszilliert der Rotor um seine neue Gleichgewichtsposition, ein Prozess, der als Jagen oder Phasenschwingung bekannt ist. Jagen tritt sowohl in Synchronmotoren als auch in Generatoren auf, wenn es zu plötzlichen Laständerungen kommt.

Ursachen des Jagens in Synchronmotoren 

1.  Plötzliche Laständerung.

2.  Plötzliche Änderung des Feldstroms.

3.  Eine Last, die harmonisches Drehmoment enthält.

4.  Fehler im Versorgungssystem.

Auswirkungen des Jagens in Synchronmotoren

1.  Es kann zur Verlust der Synchronisation führen.

2.  Es produziert mechanische Belastungen in der Welle.

3.  Es erhöht die Maschinenausfälle und führt zu Temperaturanstiegen.

4.  Es verursacht größere Spannungsspitzen in Strom und Leistungsfluss.

5.  Es erhöht die Möglichkeit von Resonanz.

Reduktion des Jagens in Synchronmotoren

Zwei Techniken sollten angewendet werden, um Jagen zu reduzieren. Diese sind –

•    Verwendung von Dämpferwicklungen: Es besteht aus Niederwiderstandskupfer-/Aluminiumbürsten, die in Schlitzen der Polflächen in salienten Polmaschinen eingebettet sind. Dämpferwicklungen dämpfen Jagen, indem sie ein Drehmoment erzeugen, das dem Schlupfen des Rotors entgegenwirkt. Die Größe des Dämpfungsdrehmoments ist proportional zur Schlupfgeschwindigkeit.

•    Verwendung von Schwungrädern: Der Hauptantrieb wird mit einem großen und schweren Schwungrad versehen. Dies erhöht die Trägheit des Hauptantriebs und hilft, die Rotorgeschwindigkeit konstant zu halten.

•    Entwurf von Synchronmaschinen mit geeigneten Synchronisationsleistungskoeffizienten.