Synkronimoottorin synkronointi

Synkronimotorin hajoaminen

Tärkeät oppimispisteet:

• Hajoamisen määritelmä: Synkronimotorissa hajoaminen on ilmiö, jossa rotorin värähtely uuden tasapainotilanteen ympärillä johtuu äkillisiin kuormituksen muutoksiin.

• Hajoamisen syyt: Hajoaminen voi aiheutua äkillisistä kuorman muutoksista, yhtäkkiä tapahtuvaan kenttävirtaan liittyvistä säätelyistä, harmonisista torkikuormista tai toimitusjärjestelmän vioista.

• Hajoamisen vaikutukset: Tämä epävakaus saattaa aiheuttaa motorin synkronisuuden menettämisen, aiheuttaa mekaanisia rasituksia, lisätä häviöitä ja nostaa lämpötiloja.

• Vähentämisteeknologiat: Hajoamisen vähentämiseksi käytä demperivaihtojoukkia vastustamaan rotoriin liittyvää luistamista ja asenna levitimet stabiloimaan rotorin nopeutta.

• Synkronimotorien tyypit: Eri synkronimotorityyppien ymmärtäminen auttaa oikean motorisuunnittelun valinnassa hajoamisen vaikutusten minimoimiseksi.

Kohtaamme termiä "HUNTING" kolmifasedeisten synkronimotorien toiminnassa. Se kuvaa sitä, miten roteri täytyy 'etsiä' uutta tasapainotilaa äkillisen kuorman lisäyksen jälkeen. Tätä ilmiötä kutsutaan synkronimotorin hajoamiseksi. Käymme läpi synkronimotorin tasapainotilanteen.

Synkronimotorin vakiovaiheen toiminta on tasapainotila, jossa sähkömagneettinen torki on yhtä suuri ja päinvastainen kuin kuormituksen torki. Vakiovaiheessa rotorin nopeus on synkroninopeus, mikä ylläpitää torvikulman (δ) vakioarvoa. Jos kuormituksen torkissa tapahtuu äkillinen muutos, tasapaino häiriintyy ja tuloksena on torki, joka muuttaa motorin nopeutta.

Mikä on hajoaminen?

Tyhjässä tilassa oleva synkronimotori alkaa nollastorvikulmasta. Kun akselin kuormitus kasvaa, kasvaa myös torvikulma. Jos kuormitus P1, asetetaan äkillisesti tyhjään motoriin, motori hidastuu hetkellisesti.

Lisäksi torvikulma (δ) kasvaa nollasta δ1:een. Aluksi sähköllisesti tuotettu teho vastaa mekaanista kuormitusta, P1. Koska tasapainoa ei ole saavutettu, rotorin heilauttaa ohitse δ1:stä δ2:een, tuottaen enemmän sähköllistä energiaa kuin ennen.

Rotori saavuttaa synkroninopeuden, mutta ei pysty ylläpitämään sitä, kiihdyttäen nopeutta edelleen. Tämä kiihdytys aiheuttaa torvikulman vähenemisen, estäen tasapainon saavuttamisen uudelleen.

Seurauksena rotorin heilauttaa tai värähtelee uuden tasapainotilansa ympärillä, prosessi, jota kutsutaan hajoamiseksi tai vaiheen heilauttamiseksi. Hajoaminen tapahtuu sekä synkronimotorissa että -generaatoreissa, kun kuormitus muuttuu äkillisesti.

Synkronimotorin hajoamisen syyt 

1.  Äkillinen kuorman muutos.

2.  Äkillinen kenttävirran muutos.

3.  Kuormitus, joka sisältää harmoniset torkit.

4.  Toimitusjärjestelmän vika.

Synkronimotorin hajoamisen vaikutukset

1.  Se voi johtaa synkronisuuden menettämiseen.

2.  Aiheuttaa mekaanisia rasituksia rotorin akselissa.

3.  Lisää koneen häviöitä ja aiheuttaa lämpötilan nousun.

4.  Aiheuttaa suurempia virta- ja tehonsaannin heittelyjä.

5.  Se lisää resonaansin mahdollisuutta.

Synkronimotorin hajoamisen vähentäminen

Kahden tekniikan tulisi käytettäväksi hajoamisen vähentämiseksi. Nämä ovat –

•    Demperivaihtojoukon käyttö: Se koostuu pienresistenssin kupari-/alumiiniharsoista, jotka on upotettu salaisen polun masiinin polun pinnan soluihin. Demperivaihtojoukko vaimentaa hajoamista tuottamalla torkin, joka on päinvastainen rotorin luistamiseen verrattuna. Vaimennustorvin suuruus on verrannollinen luistamisnopeuteen.

•    Levittimien käyttö: Päämoottori varustetaan suurella ja raskaalla levittimellä. Tämä lisää päämoottorin inertian ja auttaa ylläpitämään rotorin nopeuden vakiona.

•    Synkronimotorin suunnittelu sopivilla synkronointitehojen kertoimilla.