Схемы управления синхронными двигателями

Схемы управления синхронными двигателями, кроме обычных операций по включению и отключению (торможению) двигателя и ограничению пусковых токов, должны обеспечить управление током возбуждения двигателей, имеющих обмотку возбуждения. При пуске используются два способа управления: с «глухоподключённой» (постоянно включенной) обмоткой возбуждения и с подключением обмотки в конце пуска перед синхронизацией двигателя с сетью. Первый вариант характеризуется более простой схемой и используется при лёгких условиях пуска двигателя — небольших моментах и инерционных массах нагрузки электропривода. Второй вариант реализуется с помощью более сложной схемы управления, но зато может обеспечить пуск двигателя при значительных моментах сопротивления и инерционности нагрузки электропривода.

Схема управления током возбуждения двигателя в функции скорости представлена на рис. 532,а. В этой схеме подключение обмотки возбуждения к источнику питания Ц_в осуществляется контактором КМ2, который управляется реле скорости КЯ. Катушка этого реле через диод УВ связана с частью разрядного резистора Я_р.

При включении контактора КМ 1 (его цепи управления на рисунке не показаны) обмотка статора двигателя подключается к сети переменного тока и образует вращающееся магнитное поле, которое вызовет появление момента двигателя. Под действием этого момента двигатель начнёт разбег наведет ЭДС в обмотке возбуждения. Под действием ЭДС по катушке реле KR начнёт протекать выпрямленный ток, оно включится и его контакт разомкнет цепь питания контактора КМ2. Тем самым разбег двигателя будет происходить без тока возбуждения с закороченной на разрядный резистор R_p обмоткой возбуждения.

Рис. 5.32. Узлы схем управлением возбуждением синхронного двигателя с использованием принципа скорости (а) и тока (б).

По мере роста скорости ротора его ЭДС, а следовательно и ток в катушке реле КЯ, снижаются. При скорости ротора близкой к синхронной, ток в катушке реле КЯ станет меньше тока отпускания, реле отключится и вызовет тем самым включение контактора КМ2. Контактор КМ2 подключит обмотку возбуждения к источнику питания, и далее происходит процесс синхронизации двигателя с сетью, в конце которого частота вращения ротора п₂ становится равной частоте вращения магнитного поля статора п₂=п_х.

Схема управления возбуждением двигателя в функции тока (рис. 5.32,6) содержит реле тока КА, обмотка которого питается от трансформатора тока ТА, и реле времени КТ. При подключении двигателя к сети контактором КМ 1 в цепи обмотки статора возникает бросок пускового тока, что приводит к срабатыванию реле КА. Контакт этого реле замыкает цепь питания реле времени КТ, что вызовет отключение контактора возбуждения КМ2. Разбег двигателя, как и в предыдущем случае, осуществляется с закороченной на разрядный резистор Я_р обмоткой возбуждения.

В конце пуска при подсинхронной скорости двигателя и уменьшении тока в обмотке статоре отключается реле КА и катушка реле времени КТ отключается от питания. Через заданную выдержку времени включается контактор КМ2, и через его контакты обмотка возбуждения подключается к источнику питания и_в, после чего двигатель входит в синхронизм.

Отметим, что в рассмотренных схемах (рис. 5.32, а и б) после срабатывания контактора возбуждения КМ2 разрывается цепь разрядного резистора Я_р, что облегчает тепловой режим его работы и повышает экономичность схемы.

В качестве источника питания обмотки возбуждения синхронных двигателей применяются управляемые тиристорные выпрямители, напряжение на выходе которых II_в регулируется путем изменения напряжения управления (см. раздел 6.7).