Szinkronmotorban való vadászat

Szinkronmotorban lévő "hunting" jelenség

Kulcsfontosságú tanulságok:

• A hunting meghatározása: A szinkronmotorban a hunting jelenség azt jelenti, hogy a rotor egy új egyensúlyi helyzet körül oszcillál, mivel a terhelésben hirtelen változás történik.

• A hunting okai: A huntinget hirtelen bekövetkező terhelés-változások, hirtelen mezőáram-beállítások, harmonikus torzióterhelések vagy ellátási rendszer hibái okozhatják.

• A hunting hatásai: Ez az instabilitás arra vezethet, hogy a motor elveszíti a szinkronizmusa, mechanikai feszültségeket okoz, növeli a veszteségeket, és emeli a hőmérsékletet.

• Csökkentési technikák: A hunting csökkentéséhez használjunk demper tevékenyítést, amely ellenáll a rotor csúszásának, és telepítsünk gyorsan forgó kerék (flywheel) szerkezeteket, hogy stabilizálja a rotor sebességét.

• Szinkronmotor típusai: A különböző típusú szinkronmotorok megértése segít a megfelelő motor tervezés kiválasztásában, hogy minimalizálja a hunting hatásait.

A "hunting" kifejezést háromfázisú szinkronmotorok működésében találjuk. Leírja, hogyan kell a rotornak "kutatnia" egy új egyensúlyi helyzetet a hirtelen alkalmazott terhelés után. Ez a jelenség szinkronmotorban a huntingnek nevezik. Nézzük meg a szinkronmotor egyensúlyi állapotát.

A szinkronmotor állandó működési állapota egy olyan egyensúlyi állapot, amelyben az elektromos torzió egyenlő és ellentétes a terhelési torzióval. Az állandó állapotban a rotor szinkronsebességgel fut, így konstans torziós szög (δ) értéket tart fenn. Ha hirtelen változik a terhelési torzió, az egyensúly zavarba kerül, és a keletkező torzió megváltoztatja a motor sebességét.

Mi a hunting?

Egy terhelés nélküli szinkron gép nullad fokú terhelési szöggel indul. Ahogy a tengely terhelése nő, a terhelési szög is nő. Ha hirtelen P1 terhelést alkalmazunk egy terhelés nélküli gépre, a gép pillanatra lassul le.

Ezenkívül a terhelési szög (δ) nulla fokról δ1-ig nő. Kezdetben az elektromos teljesítmény megegyezik a mechanikai terheléssel, P1. Mivel az egyensúly nem érhető el, a rotor túlsorolja δ1-et, és δ2-ig halad, több elektromos teljesítményt termel, mint korábban.

A rotor eléri a szinkronsebességet, de nem tudja fenntartani, és ezen felül gyorsul. Ez a gyorsulás csökkenti a terhelési szöget, így megint nem érhető el az egyensúly.

Ezért a rotor oszcillál, vagy másodlagosan ingálja az új egyensúlyi helyzetét, ami a hunting vagy fázis-ingálás néven ismert. A hunting jelenség szinkronmotorokban és -generátorokban is előfordul, ha hirtelen változik a terhelés.

A hunting okai szinkronmotorkban 

1.  Hirtelen változó terhelés.

2.  Hirtelen változó mezőáram.

3.  Harmonikus torzió terhelés.

4.  Ellátási rendszer hiba.

A hunting hatásai szinkronmotorkban

1.  Elveszítheti a szinkronizmusát.

2.  Mechanikai feszültségeket okoz a rotor tengelyében.

3.  Növeli a gép veszteségeit és emeli a hőmérsékletet.

4.  Nagyobb impulzusokat okoz az áram- és energiaáramlásban.

5.  Növeli a rezgések valószínűségét.

A hunting csökkentése szinkronmotorkban

Két technika használható a hunting csökkentésére. Ezek a következők –

•    Demper tevékenyítés használata: Ez alacsony elektrikus ellenállású réz vagy alumínium borostyánokat tartalmaz, amelyek be vannak ágyazva a saliéns pólusú gépek póluslapjainak nyílásai között. A demper tevékenyítés a rotor csúszásával ellentétes torziót termel, és a demper torzió nagysága arányos a csúszással.

•    Gyorsan forgó kerék (flywheel) használata: A fő hajtóerő forrásának nagy és nehéz gyorsan forgó kerékkel kell rendelkeznie. Ez növeli a fő hajtóerő inerciáját, és segít a rotor sebességének konstans maradásában.

•    Szinkronmotor tervezése megfelelő szinkronizálási erőegyütthatókkal.