Synchrone machines en motoren

Foto van Jorts

Dit zijn de machines waarvan de snelheid voor een bepaald aantal polen uniek is en wordt bepaald door de netwerkfrequentie. De frequentie is het aantal cycli per tijdseenheid. Elke lus gaat door een noordpool en een zuidpool.

f=p*n/60

In Europa en in het grootste deel van de wereld is de frequentie van industriële netwerken 50 Hz en in de VS en enkele andere landen is dit 60 Hz)

Als het als generator werkt, moet de snelheid van de machine perfect constant zijn.

Uit de formule volgt dat om een ​​synchrone machine, die als een motor werkt, met verschillende snelheden te laten draaien, deze moet worden gevoed met een variabele frequentie, die specifiek is voor elke snelheid. Maar aangezien de elektrische stroom die door industriële netwerken wordt geleverd een vaste frequentie heeft, is een frequentieomvormer nodig.

Voordelen

  • Het werkt met een zeer hoge arbeidsfactor die niet hoeft te worden gecorrigeerd, wat energie en geld bespaart.
  • Het handhaaft een constante snelheid, het is zelfgesynchroniseerd, zelfs voor belastingsvariaties.
  • Het heeft hoge prestaties en is zeer stabiel.
  • Het motorkoppel is evenredig met de spanning en bij de asynchrone motor is het evenredig met het kwadraat van de spanning. De gevolgen van spanningsdalingen in het netwerk zijn dus minder
  • De luchtspleet is relatief groot, wat de mechanische veiligheid vergroot.

Vanwege deze voordelen is de synchrone motor gevoed vanuit het netwerk bij aandrijvingen van Megawatt en constant toerental zeer geschikt.

nadelen

  • Een synchroonmotor kan niet vanzelf starten. Om het te laten werken, moeten we ze op synchronisatiesnelheid brengen. Daarom hebben we extra installaties nodig om op te starten.
  • Als er plotselinge variaties in de belasting zijn, kan de synchronisatiesnelheid tussen frequentie en snelheid verloren gaan en stopt de machine.
  • Opstartproblemen en stabiliteitsproblemen.

Een synchrone machine die rechtstreeks vanuit het industriële netwerk wordt aangedreven, is in principe niet erg geschikt om als motor te gebruiken.

Wanneer we de machine in gegenereerde modus zien, hoewel het vanuit theoretisch oogpunt onverschillig is om de inductorpolen in de stator en de lus in de rotor te hebben met de lus in de statorgleuven en de inductorpolen gevoed met gelijkstroom door twee sleepringen en borstels of vice versa. Op technologisch en constructief vlak is het niet hetzelfde en wordt de configuratie gebruikt.

Voor een goede werking moeten de wisselspanningen zoveel mogelijk lijken op een sinusgolf. Hiervoor wordt enerzijds de ruimtelijke configuratie van de inductiegolf gewijzigd en anderzijds wordt de lus vervangen door een complexere wikkeling.

Met de configuratie van drie diametrische spoelen met drie onafhankelijke uitgangen en 120º uit fase om een ​​driefasensysteem te verkrijgen.

Door de ontdekking en verbetering van materialen met zeer goede magnetische eigenschappen met samarium, kobalt en zeldzame aarden, worden de laatste jaren synchrone motoren met permanente magneten gebruikt, zonder wikkeling in de bekrachtiging.

Voordelen van permanentmagneetmotoren

Afwezigheid van sleepringen en borstels. Onderhoudsproblemen in verband met bewegende onderdelen, die de meest kritieke onderdelen van de motor waren, verdwijnen

Omdat er geen bekrachtigingswikkeling is, worden Joule-verliezen in de rotor geëlimineerd, waardoor de prestaties worden verbeterd en het koelen gemakkelijker wordt.

Nadelen permanente magneten

Neiging tot demagnetisering van de magneten vanwege de grote stromen in het anker en vanwege de hoge temperaturen die worden bereikt tijdens het draaien van de motor

De bekrachtiging is vast en deze waarde kan niet worden gewijzigd. Wat de bedrijfsinstellingen van de motor vermindert.

Misschien ben je geïnteresseerd controle en bescherming van industriële elektromotoren.

op industrieniveau

Het toepassingsgebied bij uitstek van synchrone machines is het opwekken van elektrische energie.

Vrijwel alle elektrische energie die wordt geproduceerd, wordt opgewekt door synchrone machines in hun generatorversie. Een gemiddelde synchrone generator kan tussen de 3 en 100 MVA hebben en in kerncentrales tot 300 – 1000 MVA. Met 1500KV-uitgangen en stromen in de orde van kA.

Als motor worden ze veel gebruikt in het bereik van 3 tot 30 Megawatt, concurrerend met de asynchrone.

Tegenwoordig zijn ze met convertomachines, een elektronische omvormerassemblage plus een synchrone machine concurrerend, zelfs voor vermogens onder 10 kW, zelfs met variabele snelheden. Het is een duurdere mount vanwege de converter. maar het is al industrieel winstgevend voor die mogendheden. concurreren met DC-motoren en asynchrone motoren.

Fuentes

  • Grondbeginselen van roterende elektrische machines. Luis Serrano Iribarnegaray

Laat een reactie achter