Anvendelse af induktionsmotorer i miner (med diagram)

Efter at have læst denne artikel vil du lære om: - 1. Induktionsmotorer i miner 2. Princippet for induktionsmotoren i miner 3. Induktionseffekt i rotoren 4. Start af induktionsmotor 5. Start af udstyr til induktionsmotorer 6 . Slipring induktionsmotorer 7. Synkronmotorer anvendt i miner 8. Isoleringsmodstand for en induktionsmotor.

Indhold:

  1. Induktionsmotorer i miner
  2. Princippet for induktionsmotoren i miner
  3. Induktionseffekt i Rotor
  4. Start af induktionsmotor
  5. Startudstyr til induktionsmotorer
  6. Slipring induktionsmotorer
  7. Synkronmotorer anvendt i miner
  8. Isolationsmodstand af en induktionsmotor

1. Induktionsmotorer i miner:

I minerne anvendes induktionsmotorer hovedsageligt i en flammefast indkapsling. Udover kabinettet er udførelsen af ​​induktionsmotorerne den samme som for de andre motorer, som det enkelte design. Vi ved af vores erfaring og viden, at blandt induktionsmotorerne er egerns burtyper det mest enkle af alle elmotorer.

Induktionsmotorer består kun af to dele. Den ene er statoren, en stationær vikling, der er forbundet med forsyningen, og den anden er en rotor-en roterende vikling, som roterer inden for statoren og driver lasten.

Ekorns burmotorer kan konstrueres til at fungere fra enkelt- eller trefasetilbehør. En trefaset induktionsmotor starter under belastning, så snart tilførslen er tændt. Forretter bruges kun, hvis det er nødvendigt at reducere startstrømmen.

På grund af deres enkelhed er egernburmotorer almindeligt anvendt i miner og også i andre industrier. De bruges under jorden til at køre øvelser, kulskærere; læssere, transportører og transportmidler, og det kan også konstateres, at de anvendes i vid udstrækning i pumper, hjælpeventilatorer og små kompressorer.

Statoren består af en hul cylinder bygget af laminering af blødt jern. Det indre af cylinderen er slidset for at modtage lederne af en trefaset vikling. Ledningerne af viklingen er isoleret fra hinanden, og hele isoleringen af ​​statoren er korrekt imprægneret med lak eller harpiks af særlig elektrisk kvalitet for at forhindre indtrængning, fugt og snavs og andre fremmede partikler.

Kernen og spolen arbejder i et stål- eller støbejernsok. Fig. 11.1 (a) viser en skitse af en stator.

Fig. 11.1 (b) viser en skitse af en egernburrotor. Rotoren består af et cylindrisk bur af kobberstænger eller aluminiumstænger (støbt i tilfælde af små motorer) og kortsluttet af kobber eller messingring i hver ende, hvilket giver det form for et bur. Derfor kaldes induktionsmotorerne også for ekornekagemotorer, da de ligner en egerns bur.

Alternativt kan hele buret være støbt i et stykke af aluminiumlegering. Buret er anbragt i en cylindrisk kerne, bygget op af bløde jernlamineringer, som er nøglen til en skaft, der allerede er bearbejdet korrekt. Rotoren understøttes af lejer i hver ende af akslen.

Det er matchet med statoren, så der er et meget lille luftgab på få tusindedele tomme (generelt varierende fra .015 til .028 i hver side) mellem overfladen af ​​rotoren og statorens indre overflade.

Et lille, men ensartet luftgab er mest vigtigt for den effektive drift af induktionsmotor som helhed. Faktisk betydning af luftgabet er så stor, at hvis den ikke er korrekt bearbejdet, ændrer hele motoren sine egenskaber og ydeevne.

2. Induktionsmotorens princip i miner:

Til fælles med alle andre elektriske motorer skaber en burmotor en mekanisk effekt gennem motorprincippet som beskrevet ved reaktionen af ​​strømbærende ledere i rotoren med et magnetfelt. Det afgørende træk ved en induktionsmotor er, at strømmen i rotorlederne induceres af samme felt som det med hvilket de reagerer.

Fremførelsen og driften af ​​en induktionsmotor afhænger af muligheden for at frembringe et magnetfelt, der roterer, mens de viklinger, der frembringer det, forbliver stationære.

Et sådant felt kan kun produceres ved hjælp af en vikling forbundet til en vekselstrømsforsyning, mens hvis en likestrøm påføres en vikling for at fremstille et elektromagnetisk felt, bestemmes positionen af ​​feltet i rummet fuldstændigt af positionen af vikling. Feltet kan kun laves til at rotere ved at dreje vindingerne selv.

Vi kan designe statoren af ​​en induktionsmotor til at producere et roterende felt med to, fire, seks eller et lige antal poler, og så vil viklingens design afhænge af antallet af poler, der kræves. Hver fase af forsyningen er forbundet med en vikling i statoren.

Vindningerne er udformet således, at hver giver det nødvendige antal poler, og viklingene er sammenkoblet enten i stjerne eller delta. I stjernedannelsen er de tre ender af viklinger, som ikke er forbundet med forsyningen, forbundet sammen.

Vindningerne i hver fase er arrangeret således, at i hver halvcyklus af deres fase producerer den ene halvdel af viklingen nordpoler, mens den anden halvdel producerer sydpoler. Polariteten af ​​hver sving reverserer hver halve cyklus.

Vindningerne er ligeligt fordelt omkring statoren i faser. Afviklinger producerer en nordpol i den positive halvcyklus af deres fase. Et typisk layout af viklinger er vist skematisk i figur 11.2 (a).

Imidlertid viser fig. 11.2 (b), hvordan et topolet roterende felt fremstilles af stator med seks viklinger. På grund af forholdet mellem de vekslende cykler i de tre faser vil strømstyrken nå en top i efterfølgende viklinger rundt om statoren.

Derefter vil aggregatets pol i et øjeblik være i vikling 1A (nord) og IB (syd), så vil de være ved vikling 3B (nord) og vikling IB (nord) og 1A (syd) og så videre. Effekten af ​​at forbinde en trefasetilførsel til en stator med seks viklinger er at fremstille et topolet magnetfelt, som fuldender en revolution for hver forsyningscyklus.

Feltrotationshastighed:

For et topolet felt for at fuldføre en revolution skal hver vikling i statoren have en nordpolaritet en gang og en sydpolaritet en gang. Et topolet felt roterer en gang pr. Cyklus, fordi hver vikling ændrer polariteten en gang i løbet af en cyklus.

For et fire polet felt for at fuldføre en revolution, skal hver snoede have to polaritet to gange. For et sekspolet felt kræver en revolution, at viklingerne skal have hver polaritet tre gange og så videre.

Nu som vi ser, at viklingerne kun ændrer polariteten en gang pr. Cyklus, følger det, at jo flere poler der er, jo langsommere vil være omdrejning af marken og rotorens hastighed. For eksempel, når tilsluttet til en 50 c / s. forsyning, roterer et topolet felt ved 3000 omdrejninger pr. minut. Et firepolet felt ved 1500 omdr./min., et sekspolet felt ved 1000 omdrejninger pr. minut og et ottende polfelt ved 750 rpm.

Hastigheden af ​​denne feltrotation kaldes den synkrone hastighed, og dette kan beskrives i form af formlen;

Feltet kan gøres til at rotere enten med uret eller mod uret. For at vende omdrejningsretningen er det kun nødvendigt at vende rækkefølgen af ​​to faser. Således hvis fxforbindelser f.eks. Er 1-2-3 og producerer en uretvis rotation, vil rotationen mod uret blive produceret af forbindelser 3-2-1, 2-1-3 eller 1-3-2.

3. Induktionseffekt i Rotor:

Når statorviklingen er forbundet med statoren, fejer det roterende magnetfelt over rotorens ledere. Disse ledere er derfor i et skiftende magnetfelt. Hver leder har en emf induceret i den, og da alle rotordirektorer er kortere og således sammenkoblet af enderingene, kan strømme cirkulere.

Effekten er nøjagtig den samme som om markerne var stationære, og rotorlederne blev drejet i retning modsat den, i hvilken statorfeltet roterer.

Strømningsretningen i rotorlederne kan derfor findes ved at anvende Flemings højre håndregel til generatorer. Fig. 11.3 illustrerer tydeligt for at forklare induktion af strøm og dens effektfremkaldende kraft og i sidste ende rotoren af ​​rotoren.

På grund af induktionsprincippet induceres strømmen at strømme i rotorlederne, motorprincippet træder i kraft, og der udøves en kraft på hver leder. Ved at anvende Flemings Left Hand Rule for motorer, kan det ses, at i en hvilken som helst leder arbejder motorkraften i modsat retning til den, hvor lederen skal bevæge sig for at fremkalde motivationsstrømmen.

I en induktionsmotor har den kraft, der virker på hver leder, en tendens til at bevæge den i samme retning som den, hvor det roterende statorfelt skærer over det. Dette fænomen er forklaret i figur 11.4. De kræfter, der virker på ledere, der summeres sammen, frembringer et drejningsmoment, der drejer rotoren i retning af feltrotation, og rotoren holder rotationen så længe statorviklingen er forbundet med en sund forsyning.

Det drejningsmoment, der frembringes af en motor, afhænger af strømstyrken i strømmen i rotoren. Tungstrømmer reagerer med det roterende felt for at frembringe et stort drejningsmoment; og ifølge samme princip producerer lette strømme kun et lille drejningsmoment.

Strømmen af ​​strømmen induceret i rotoren afhænger i sin tur af den hastighed, hvormed det roterende felt fejer over lederne, dvs. på den relative bevægelse mellem rotor og felt, der kaldes glidning.

Faktisk resulterer en stor mængde glide i kraftig induceret strøm, men hvis rotoren nærmer sig synkron hastighed, reduceres inducerede strømme og drejningsmoment falder af. Rotoren kan aldrig nå synkron hastighed, da der ved denne hastighed ikke er nogen relativ bevægelse mellem rotor og felt, og der vil ikke blive tilvejebragt noget drejningsmoment.

Mængden af ​​glidning og dermed motorens hastighed er direkte relateret til det drejningsmoment, der kræves for at køre lasten. I en firepolet maskine, der kører i en 50 c / s. forsyningssystem og udvikle sige 50 hestekræfter ville statorfeltets hastighed være 1500 omdr./min.

Nu, når du kører på fuld belastning, vil motorens hastighed være mellem 1450 og 1470 omdr./min., Afhængigt af motorens effektivitet. Men hvis belastningen blev reduceret, ville motoren øge hastigheden lidt, og ved fri last ville motoren køre lige under 1500 omdr./min., Siger ved ca. 1490 til 1495 omdr./min.

Motorens hastighed afhænger derfor primært af den synkrone hastighed på statorfeltet og modificeres en smule af den belastede belastning. Der er ingen tilfredsstillende og dokumenterede vellykkede midler til at kontrollere eller variere hastigheden af ​​en simpel induktionsmotor, således at det til alle praktiske formål er en motor med konstant hastighed.

Af denne grund er induktionsmotoren blevet så populær, da det meste af drevet har konstant hastighed. Den moderne industrielle civilisation burde takke videnskabsmanden straks for sin opfindelse af induktionsmotor i 1885.

4. Start af induktionsmotor:

En cage induktionsmotor vil starte under belastning, hvis den skiftes direkte til en mere fuldstændig forsyningsspænding. Startmetoden er kendt som direkte-on-line (DOL) switching eller start. Ved starten er slip (og derfor den inducerede rotorstrøm) størst, så motoren trækker en kraftig strøm fra forsyningen, indtil den nærmer sig normal kørehastighed.

En burmotor kan tage fra fem til seks gange sin normale fuldlaststrøm.

Alle de mindre burmmotorer, der anvendes i en mine, som de i ansigt udstyr, startes ved direkte linjeskift. For at imødekomme startstrømmen er alle beskyttelsesanordninger i motorkredsløbet konstrueret således, at de ikke udløses i startperioden.

I den periode, hvor motoren starter og kører hurtigt, reducerer den tunge strøm, der er til rådighed for de andre maskiner, der deler distributionslinjerne. Af denne grund er rotorerne fra mange underjordiske motorer designet til at begrænse den oprindelige strømstyrke så meget som muligt.

En metode til begrænsning af startstrømmen er at give rotoren en dobbelt eller endog et tredobbelt bur. Strømmen kan også begrænses ved omhyggeligt design af burstængerne.

Figur 11.5 viser en skitse af en dobbeltbårrotor, og figur 11.6 illustrerer sektioner af rotorstænger, der generelt anvendes i dobbeltbårrotorer. Faktisk er dobbeltburrotor konstrueret med en høj modstandsbage indstillet i kernens overflade, og et lavt modstands kobberbur ligger godt ind i kernen.

Ved starten, når rotoren er stationær, er frekvensen af ​​emf induceret i burstængerne, som afhænger af forskellen mellem rotorens og rotationsfeltets hastigheder, ca. 50 c / sie forsyningsfrekvensen.

Ved denne frekvens er kobberburet, der er omgivet af jern, en meget høj induktiv reaktans, som forhindrer at strømmen strømmer i den. Strømmen fremkaldt i det ydre bur er tilstrækkelig til at lade motoren starte med et højt drejningsmoment (op til to gange det normale belastningsmoment), men modstanden af ​​buret begrænser startstrømmen.

Når motoren samler hastighed, reduceres forskellen mellem rotor- og rotationsfelthastighederne kraftigt, og frekvensen af ​​den inducerede emf bliver meget lavere. Reaktansen af ​​kobberburet er derfor meget mindre, strømmen der induceres i det er følgelig stærkere (selv om den inducerede emf bliver meget mindre), og buret overtager hovedpligten til at frembringe drejningsmoment.

Der er også tredobbelt burrotor, som har tre separate bur. Den starter på et meget højt modstandsbure, og et andet mellemliggende bur overtager før hovedbåren endelig kommer i fuld drift. Der er dog en anden type rotor med et enkelt bur, der fungerer på en måde, der ligner en dobbelt burrotor. Det har stænger med specielt konstruerede tværsnit som vist i figur 11.6 og viser to mulige former.

En stor del af hver bar er sat dybt i kernen, og denne del har en høj reaktans på start. Strømmen strømmer kun i de små sektioner nær overfladen, der giver høj modstand mod kraftige strømme. Motoren starter derfor med et højt moment og moderat startstrøm.

Når motoren samler hastigheden, falder reaktansen af ​​de dybe sæt dele af stængerne, så strømmen kan strømme frit gennem hele hver stang. Kassen fungerer så som en lavmodstandsbage.

Lad os kort diskutere udtrykkene for startmoment (T s ) og startstrøm (I s ), som i det ækvivalente diagram som vist i figur 11.7. Disse udtryk er givet, da de vil være nyttige for de elektriske ingeniører i at forstå præstationen og problemerne ved induktionsmotorer.

Hvis P 1 = Strømindgang, V 1 = Indgangsspænding til stator og I 1, = Indgangsstrøm til stator, og cos φ 1 er effektfaktoren, så

Effektindgang pr. Fase

Herved udsendes I 1 2 R i statorviklingene, og tabet (-E 1 ) I 1 opvarmer kernen på grund af hysterese og hvirvelstrømme. Her R1 = Stator Resistance, og E1 = Stator-induceret emf pr. Fase.

Derfor kan P 1 udtrykkes på følgende måde:

Vinklen mellem vektorerne (-E1) og (-) I2 er (som vist i figur 11.7 (b), som viser vektordiagram over en induktionsmotor), som mellem E2 og I2 i rotoren, vist som φ 2 . Siden (-E1) er spændingskomponenten forbundet med den gensidige strømning, og (-I2) er den nuværende komponent ækvivalent med rotorstrømmen, så skal (-E1) (-I2) Cos φ2 være den effekt leveret af transformer handling til rotoren, dvs.

Dette kan forklares som ud af kraften leveret til rotoren, fraktionen s bruges i selve rotoren og tabes i rotoren som varme. Nu vises ikke de resterende (1-s) P 2 i vektordiagrammet blandt rotorkvantiteterne.

Faktisk omdannes den til mekanisk kraft og udvikles ved rotorakslen, som derfor kan udtrykkes som:

P m = (ls) P 2 (og dette inkluderer friktion og vindkraft).

. . . Det hele kan udtrykkes som:

Det vil sige, at rotorkraften altid vil blive opdelt i dette forhold. Faktisk er momentet direkte proportional med rotor-effektindgangen, P2; og som i sig selv er proportional med statorindgangen, i betragtning af at statortabene er små. Derfor er motorindgangen direkte proportional med drejningsmomentet for en given hovedflux og statorspænding.

5. Start udstyr til induktionsmotorer:

Startudstyr er først og fremmest nødvendigt for at reducere motorens startstrøm. Og det gøres ved hjælp af eksternt styringsudstyr. Disse metoder er star-delta start, og autotransformer starter.

Disse bruges til tider med tungere motorer som dem, der bruges til at køre tunge pumper mv. I sådanne motorer, hvis strømforsyningen bliver forstyrret, hvis der anvendes direkte forsyning til start af motoren på grund af kraftig startstrøm.

Star-Delta Start:

En maskine, der er designet til star-delta-start (i modsætning til en maskine, der er designet til start eller start af auto-transformeren), vil de to ender af hver fase bringes ud af separate terminaler, hvilket giver i alt seks terminaler til statorfeltet. En afbryder forbindes så til kredsløbet som vist i figur 11.8, så statorfeltforbindelsen kan ændres ved at ændre omskifterens position.

Systemet fungerer på denne måde - udstyret er startet med statoren forbundet i stjerne; Når maskinen har nået fuld hastighed, skiftes omskifteren over, så statorviklingene er forbundet i delta, og maskinen kører gennem sin normale drift med deltaforbindelse.

For en given feltvikling anvendes strømmen, når faserne er forbundet i stjerne, er mindre (ved

) end den strøm, der bruges, når faserne er forbundet i delta. Med stjerneforbindelse påføres fase til fasespænding på tofasvindinger i serie, mens der med deltaforbindelse kun er fuld spænding på tværs af en fasevikling.

Startstrøm er derfor ca. to gange fuld belastningsstrøm. Star Delta starter også reducerer startmomentet, til en vis grad, men det er måske ikke muligt at starte motoren ved fuld belastning.

Under starten som viklingen er midlertidigt forbundet i stjerne, reduceres fasespændingen til

= 0, 58 normal og motoren opfører sig som om auto-transformatoren blev anvendt i et forhold på 0, 58. Startstrømmen pr. Fase er I S = 0, 58 I Sc, linjestrømmen er (0, 58) 2 x I = 0, 33 I Sc . Startmomentet er en tredjedel af kortslutningsværdien

Denne startmetode er billig og effektiv, så længe startmomentet ikke skal overstige ca. 50% af fuldlastmomentet. Den kan bruges til værktøjsmaskiner, pumper mv.

Stator Resistance Start: (SRS) :

Som vi kender fra principperne for induktionsmotorer, at output og drejningsmoment for et givet slip varierer som kvadratet af den anvendte spænding. Derfor betyder enhver reduktion i den anvendte spænding den samtidige reduktion af startmomentet.

Og dette princip følges i statorbestandighedens startmetode ved at forbinde trefasede eksterne modstandsenheder i serie med statorterminalen. Fig. 11.8 (a) viser det simple kredsløb for denne type start.

Når statorindgangsspændingen er reduceret (ved at justere den eksterne statormodstandsenhed) fra dens normale værdi, sig til fraktionen x, ændres strøm- og kortslutningsstrømmene i næsten samme forhold. Men den primære flux, der er over konstant belastning, er omtrent konstant, bestemmes af den påførte spænding og vil reducere væsentligt i forhold til den reducerede spænding.

Magnetiseringsstrømmen vil tilsvarende blive reduceret, så længe magnetkretsen ikke er stærkt mættet. Endvidere er kernetabene proportionelle omtrent til kvadratet af fluxdensiteten og følgelig af spændingen; den aktive komponent i ikke-belastningsstrømmen reduceres i forhold til spændingsfaldet.

Mens kortslutningen er givet ved kvotienten for anvendt spænding og kortslutningsimpedans, vil der være en nær tilnærmelse til en lineær funktion af den tilførte spænding. Derfor, hvis startstrømmen reduceres med en brøkdel, siger x, med normal værdi, vil startmomentet også reducere med x 2 af dets normale værdi.

Auto-Transformer Starter:

Startstrømmen kan også reduceres ved at forbinde to auto transformatorer i 'V' over de tre faser af statorviklingen som vist i figur 11.9. Auto-transformatorerne har den effekt at reducere spændingen på statorviklingen, således at motorens startstrøm reduceres.

Når maskinen nærmer sig fuld hastighed, slukkes auto-transformatorerne, så den fulde forsyningsspænding sættes på statoren. Her reduceres startmomentet til en vis grad. Figur 11.9 viser, at autotransformatoren bruges til at reducere fasespændingen til fraktionen x med normal værdi. Derefter er motorstrømmen ved start, I s = xl sc, og startmomentet T s = X 2 T sc

Dette er nøjagtigt det samme som ved at sætte modstand i stator kredsløb for at reducere spændingen. Men i denne metode er fordelen, at spændingen reduceres af transformeren, ikke af modstanden.

6. Slipring induktionsmotorer:

Slipring induktionsmotorer opererer på samme induktionsprincip som egernshusmotorerne. De adskiller sig imidlertid fra egernburmotorer i form af anvendt rotor og i fremgangsmåden til start. I modsætning til burmmotorer kan hastigheden af ​​glidemotoren styres.

Generelt anvendes slibemotorer til kraftig drift, som f.eks. Kørsel af store kompressorer og hovedtransporter, hvor høj effekt og tæt kontrol af startstrøm er afgørende. Selv i hovedvindemotorer anvendes slipmotorer.

Stiftermotorenes stifter er de samme som for ekornekassemotorer, men rotoren i en glidemotor består af en trefaset vikling dannet af kobberledere og indstillet i en lamineret blød jernkerne.

Ledere og viklinger er isoleret fra hinanden og fra kernen, og hele isoleringen er imprægneret med speciel lak af elektrisk kvalitet. Den ene ende af hver fasevinding er forbundet til et stjernespunkt i rotoren, og de andre ender af viklingerne bringes ud til tre glidere monteret på rotorakslen.

Rotor slipringerne er forbundet til tre terminaler gennem tre sæt børster. En starterenhed, der er tilsluttet terminalerne, fuldender rotorkredsløbet eksternt.

Startenheden består af tre variable modstande, der er forbundet i stjerne. Den er forbundet til de tre slipringsterminaler, således at hver fase af rotorviklingen har variabel modstand i serie med den, som vist i figur 11.10.

Rotorkredsløbets modstand kan derfor varieres ved hjælp af en ekstern styring. For at starte motoren er modstandene sat til deres højeste værdi. Når tilførslen til statorviklingen er tændt, starter motoren langsomt med et højt moment og relativt lav statorstrøm.

Modstandene reduceres gradvist, hvilket gør det muligt for motoren at fremskynde, indtil de tre terminaler faktisk er kortsluttet og motoren kører med fuld hastighed. En glidemotor kan laves til at løbe under sin maksimale hastighed ved at efterlade dele af de ydre modstande i serie med rotorviklingene.

Motorens aktuelle hastighed afhænger af den belastning, den kører, og mængden af ​​modstand, der er tilbage i kredsløb. Kontrol over et betydeligt antal hastigheder er muligt ved denne metode, men der skal tages hensyn til motorens momentomdrejningstal, ellers kan motoren være beskadiget.

Kortslutningsudstyr:

En motor, der er beregnet til at køre kontinuerligt med en hastighed, såsom en motor, der driver en kompressor, er undertiden udstyret med en mekanisme til kortslutning af slipringerne, således at rotorkredsløbet kan gennemføres inden i maskinen. Børsterne kan hæves på samme tid, således at børstens slid reduceres til et minimum.

Hvis en maskine er udstyret med en kortslutningskontakt, er starteren kun tilsluttet rotoren i den aktuelle startperiode som vist i figur 11.10. Når motoren er kørt op, kører kortslutningsafbryderen, sædvanligvis ved hjælp af et håndtag på siden af ​​slibekabinen, og motoren kører så som en internt tilsluttet maskine.

Magtfaktor:

Alle ekorns bur- og slipring induktionsmotorer kører med en lavere effektfaktor. Induktionsmotorer, der kører på fuld belastning, har normalt effektfaktorer mellem 0, 8 og 0, 9 afhængigt af maskinens design. Hvis en motor kører mindre end sin fulde belastning, forringes effektfaktoren, under halv belastning kan den falde til så lav som 0, 5 eller engang endnu lavere.

7. Synkronmotorer anvendt i miner:

Som en induktionsmotor består en synkronmotor også af en stator med en rotor, der løber inden i den. Statoren, som den for en induktionsmotor, er viklet således, at der ved et tilslutning til en trefaset vekselstrømsforsyning fremstilles et roterende felt. Omdrejningshastigheden afhænger af forsyningsfrekvensen og antallet af poler i marken.

Rotoren har imidlertid, i modsætning til den for en induktionsmotor, en excitationsvikling, der strømmer af en likestrømforsyning. Tilførslen tilføres det med børster, der bærer på to slipringer, og rotoren vikles således, at der produceres et stabilt polariseret felt med samme antal poler som statorfeltet.

Nu, når statorfeltet er aktiveret af en trefaset vekselstrømsforsyning, og rotoren er aktiveret af en likestrømforsyning, tiltrækkes hver pol af rotoren på en modsat pol på det roterende felt.

Rotorens poler følger derfor de tilsvarende roterende poler, således at rotoren roterer med samme hastighed som statorfeltet, dvs. det roterer ved synkron hastighed, og derfor kaldes denne motor synkronmotor. Hastigheden af ​​denne type motor er imidlertid uundgåelig.

Start:

En synkron motor kan som sådan ikke starte alene fordi den ikke producerede startmoment. Faktisk drejningsmoment er kun produceret, når rotorpolerne følger polerne på det roterende felt, således at; før motoren kan køre sin belastning, skal rotoren allerede køre ved omtrent synkron hastighed. For at starte en synkron motor skal der anvendes en metode til at køre den hurtigt, inden rotoren aktiveres.

Forskellige metoder er blevet brugt til at køre synkronmotorer op til hastighed ved start. En metode er at bygge en lille separat induktionsmotor, kaldet en ponemotor på hovedakslen, men denne metode bruges nu sjældent. De fleste synkronmotorer, der anvendes ved kollier, har en vikling indbygget i hovedrotoren, så den kan løbe op som induktionsmotor ved hjælp af hovedfeltet.

De tre typer af synkronmotor, der oftest er i brug ved collieries, er den synkrone induktionsmotor, de auto-synkroniserede og cagesynkronmotorer. Faktisk adskiller disse sig fra metoderne til deres start.

Synkron induktionsmotor:

En type synkront induktionsmotor har en rotor med to viklinger. En vikling er excitationsviklingen, som er forbundet til strømforsyningen via to slipringer. Den anden vikling er en trefase induktionsvikling forbundet med startmotstand via tre yderligere slipringer. Motoren har derfor fem slipringer som vist i figur 11.11 (a).

Motoren startes som en slipring induktionsmotor med startmotstand. Når motoren er gået op til omtrent den synkrone hastighed, er strømforsyningsforsyningen forsynet, og induktionsviklingen er åben.

I en anden type synkrone induktionsmotorer har rotoren en trefaset vikling med tre slipringer. Motoren startes som en slipring maskine med 7 startmodstande. Da motoren nærmer sig synkron hastighed, er strømforsyningsforsyningen forsynet, og induktionsviklingen er åben cirkuleret.

Med nogle motorer anvendes kun to slipringer af excitorforsyningen, hvor en rotorviklingsfase ikke fungerer. Alternativt anvendes i alle motorer alle tre slipringer, to faser af viklingene er parallelle og tredje i serie som vist i figur 11.11 (b).

Automatisk synkron motor:

En automatisk synkron motor svarer til en synkron induktionsmotor, bortset fra at den er designet til at eliminere behovet for at skifte, da motoren nærmer sig normal kørehastighed. Rotorviklingen er permanent forbundet til excitor gennem slipring og børster.

Motoren starter som en induktionsmotor, med rotorkredsløbet gennem DC-generatoren. Når motoren samler hastighed, strømmer likestrømmen i rotorviklingen ud over den inducerede vekselstrøm. Når rotoren når synkron hastighed, induceres ingen strøm i rotoren, da der ikke er nogen relativ bevægelse mellem marken og rotoren.

Cagesynkronmotor:

Rotoren af ​​denne type har kun exciterviklingen bragt ud til glidebånd, men der er også en form for bur indlejret i rotorkernen. Motoren startes som en cage motor. Når motoren nærmer sig synkron hastighed, er strømforsyningen tændt.

Når motoren kører, fungerer buret som en spjældvind og forhindrer enhver "jagt", dvs. små variationer i motorhastigheden, der kan forårsage vibrationer. Auto-transformator start er normalt ansat, men nogle maskiner af denne type startes ved direkte on-line switche.

Excitation Circuit:

Excitationsstrømmen for rotoren opnås sædvanligvis fra en lille excitergenerator monteret på samme aksel som rotoren og danner en integreret del af maskinen. Den eneste eksterne forsyning er derfor den normale hovedforsyning.

Der er tilvejebragt en styreenhed, som gør det muligt at variere strømmen, der strømmer i rotorviklingen. For en given belastning kræves der en vis minimal eksitationsstrøm. Det drejningsmoment, som motoren er i stand til at producere afhænger af styrken af ​​rotorfeltet. Hvis dette felt er for svagt, vil det ikke udvikle tilstrækkeligt drejningsmoment til at køre lasten, og som følge heraf opstår der stalling.

Magtfaktor:

Ved minimal ekspression kører motoren med en lavt belastende effektfaktor, mellem 0, 6 og 0, 8, afhængigt af belastningen og konstruktionen af ​​maskinen. Hvis ekspansionsstrømmen øges over det minimum, der er nødvendigt for at køre lasten, forbliver hastigheden og drejningsmomentet konstant, men effektfaktoren forbedres.

Ved en bestemt værdi af eksitationsstrøm opnås enheds effektfaktor. Hvis ekspansionsstrømmen yderligere stiger, udvikles en ledende effektfaktor, og derfra bliver den ledende effekt lavere, da ekspansionsstrømmen er forøget. Ved kraftig over-excitation kan en synkronmotor køre med en ledende effektfaktor så lav som 0, 6 eller mindre.

Anvendelse:

På grund af deres vanskelige startegenskaber og det faktum, at deres hastighed er uændret, anvendes synkronmotorer kun, hvor der kræves en kontinuerlig kørsel med konstant hastighed.

Ved kollier anvendes synkronmotorer almindeligvis til kørsel af hovedvinderen, ventilationsventilatoren og til kørsel af kompressorer med kompressor. På grund af deres evne til at køre ved en ledende effektfaktor, tilbyder disse motorer en metode til effektfaktorkorrektion for det kollieriske elektriske system.

8. Isoleringsmodstand af en induktionsmotor:

Inspektion og vedligeholdelse af vekslende strømme med jævne mellemrum er meget vigtigt, hvis en mine skal løbe glat. Funktionen af ​​den regelmæssige rutintjeneste er angivet nedenfor. Imidlertid kan ikke alle disse operationer udføres farvel eller kulflade, det vil sige inden i minen, og af denne grund bringes motorer, der anvendes under jorden på kuldefladen eller i porten, regelmæssigt til overfladen for en grundig overhaling.

Vedligeholdelsesplanen for hver enkelt motor, der giver inspektionsfrekvenserne og de kontroller, der skal foretages hver gang, skal udarbejdes af den elektriske ingeniør, der vurderer vigtigheden og ydeevnen for hver maskine. Og dette skal følges nøje af ledelsen såvel som af elektrikere og operatører og ingeniører.

Inspektion af isolationsmodstand:

I tilfælde af ekstruderingsbueinduktionsmotor, isolering af statorviklingen og i tilfælde af slibning induktionsmotor, rotorens isolationsmodstand og også slibringen skal inspiceres fra tid til anden. Dette interval bør indstilles af den elektriske ingeniør med hensyn til motorens funktionsomgivelser og ydeevne. Generelt er intervallet hver anden måned.

Men som en vejledning bør der gives regelmæssig opmærksomhed på følgende områder:

Motorens tilstand på grund af snavsets indtræk:

(1) Kulstøv og fugtpåsætning skal kontrolleres regelmæssigt.

(2) Krympning af isoleringen, som vil have tendens til at gøre viklingerne løs i deres slidser, bør kontrolleres.

Afhjælpe:

(i) Med regelmæssige mellemrum skal motoren rengøres ved at blæse varm og tør luft eller ved opbakning eller ved opvarmning med pærer med høj wattage.

(ii) Vindingen bør ryddes af fugt.

iii) Efter denne operation skal viklingen tørres, lakeret og derefter bages ved 90 ° til 100 ° C i mindst 6 til 8 timer.

(3) Sprøjtet og slidt lak vil gøre isoleringen sårbar over for indtrængen af ​​snavs og fugt.

Afhjælpe:

Vindingen skal bages korrekt og derefter lakeret.

(4) Aldring eller brug af isolering, ledninger, slipringer, lejer, klemmer og stænger bør kontrolleres.

Afhjælpe:

Forældede og slidte isoleringsledninger, slipringer, leje, terminal skal udskiftes.

(5) Tegn på gnidning mellem rotor og stator, og dens årsag skal bemærkes.

Afhjælpe:

Leje skal udskiftes og / eller endebeslag med slidt eller beskadiget lejehus skal udskiftes med nye.

(6) Frem for alt skal en rekord af testresultater af isolationsmodstand holdes med regelmæssigt interval.

Vigtigt test:

(1) Isolationsmodstanden mellem statorviklingene og jorden testes regelmæssigt ved hjælp af en standardisoleringsmodstandstest, som f.eks. Megger eller Metro. Værdien af ​​successive tests registreres, således at enhver tendens til, at isolationen forringes, kan noteres.

Hvis faserne af statorviklingen ikke er indbyrdes forbundne internt, dvs. hvis der er seks ledere til statoren, kan isolationsmodstanden mellem hvert par faser også tages og registreres. I tilfælde af en sårrotormotor måles og registreres isolationsmodstanden mellem slipringerne og rotorakslen.

(2) Med regelmæssige intervaller er det tilrådeligt at kontrollere viklingenes modstand, når statoren er forbundet internt, det vil sige i så fald der vil være tre ledninger, modstanden mellem hvert par ledninger fastslås ved en direkte aflæsnings ohm måler.

Men hvis statoren har seks ledninger, er modstanden af ​​hver fase fundet ved at teste mellem de to ender af hver vikling. I begge prøver bør de tre aflæsninger, der er opnået, være omtrent ens. Skaberne angiver normalt værdien i deres testcertifikat. Den målte modstand skal være lig med den værdi. Ved denne test kan inter-turn kort eller endog noget defekt, der udvikles i forbindelsen, bestemmes.