Användning av induktionsmotorer i minor (med diagram)

Efter att ha läst denna artikel kommer du att lära dig om: - 1. Induktionsmotorer i minor 2. Induktionsmotorns principer i minor 3. Induktionseffekt i rotorn 4. Start av induktionsmotorn 5. Startutrustning för induktionsmotorer 6 . Slipring induktionsmotorer 7. Synkronmotorer som används i minor 8. Isoleringsmotstånd hos en induktionsmotor.

Innehåll:

Induktionsmotorer i minor
Principen för induktionsmotorn i minor
Induktionseffekt i Rotor
Start av induktionsmotorn
Startutrustning för induktionsmotorer
Slipring Induction Motors
Synkronmotorer som används i minor
Isolationsmotstånd hos en induktionsmotor

1. Induktionsmotorer i minor:

I gruvor används induktionsmotorer mestadels i en flamskyddad inneslutning. Förutom höljet är induceringsmotorns prestanda densamma som för de andra motorerna, enligt den speciella konstruktionen. Vi vet från vår erfarenhet och kunskap att ekorreburstyperna bland induktionsmotorerna är de enklaste av alla elmotorer.

Induktionsmotorer består endast av två delar. En är statoren, en stationär lindning som är ansluten till matningen och den andra är en rotor-en roterande lindning som roterar inuti statorn och driver lasten.

Ekorreburmmotorerna kan vara konstruerade för att fungera från en- eller trefasförråd. En trefas induktionsmotor startar under belastning så fort strömmen är påslagen. Förrätter används endast om det är nödvändigt att minska startströmmen.

På grund av sin enkelhet är ekorrelburmotorer i stor utsträckning i gruvor och även i andra industrier. De används under jord för att köra borrar, kolskärare; lastare, transportörer och transporter, och de kan också vara avsedda att användas i stor utsträckning i pumpar, hjälpfläktar och små kompressorer.

Statoren består av en ihålig cylinder uppbyggd av laminering av mjukt järn. Den inre av cylindern är slitsad för att ta emot ledarna av en trefaslindning. Ledarna i lindningen är isolerade från varandra och hela isoleringen av statorn är korrekt impregnerad med lack eller harts av speciell elektrisk kvalitet för att förhindra inträngning, fukt och smuts och andra främmande partiklar.

Kärnan och spolen är bearbetad i ett stål- eller gjutjärnsok. Fig 11.1 (a) visar en skiss av en stator.

Fig 11.1 (b) visar en skiss av en ekorreburrotor. Rotorn består av en cylindrisk bur av kopparstänger eller aluminiumstänger (gjutna vid små motorer) och kortsluten av koppar eller mässingsring i varje ände, vilket ger den form av en bur. Därför kallas också induktionsmotorerna ekorrar mot motorer, eftersom de ser ut som en ekorrarbur.

Alternativt kan hela burken gjutas i ett stycke från aluminiumlegering. Buret är placerat i en cylindrisk kärna, uppbyggd av mjuka järnlaminer, som är nyckel till en axel, som redan bearbetats korrekt. Rotorn stöds av lager i varje ände av axeln.

Den matchas med stator så att det finns ett mycket litet luftgap på några tusendelar av en tum (vanligtvis varierande från .015 till .028 i varje sida) mellan rotorns yta och statorns inre yta.

Ett litet men likformigt luftgap är väsentligt för en effektiv drift av induktionsmotorn som helhet. Faktum är att luftgapet är så stor att om den inte är ordentligt bearbetad ändras hela motorens egenskaper och prestanda.

2. Induktionsmotorns princip i minor:

Gemensamt med alla andra elmotorer skapar en burmotor en mekanisk kraft genom motorprincipen som beskrivs genom reaktionen av strömtransportledarna i rotorn med ett magnetfält. Det definierande särdraget hos en induktionsmotor är att strömmen i rotorledarna induceras av samma fält som det med vilket de reagerar.

Utförandet och driften av en induktionsmotor beror på möjligheten att producera ett magnetfält som roterar, medan de lindningar som producerar det, förblir stationära.

Ett sådant fält kan endast produceras av en lindning ansluten till en växelströmsförsörjning medan om en likström appliceras på en lindning för att producera ett elektromagnetiskt fält bestäms fältets position i rymden helt av positionen hos lindning. Fältet kan göras för att rotera endast genom att vrida lindningarna själva.

Vi kan designa en induktionsmotorens stator för att producera ett roterande fält med två, fyra, sex eller ett jämnt antal poler, och sedan kommer lindningens utformning att bero på antalet poler som krävs. Varje fas av matningen är ansluten till en lindning i statoren.

Vindningarna är utformade så att varje ger det önskade antalet poler och lindningarna är sammanlänkade antingen i stjärna eller delta. I stjärnformningen är de tre ändarna av lindningarna, som inte är anslutna till matningen, förbundna.

Vindningarna i varje fas är anordnade så att i varje halvcykel av deras fas producerar den ena halvan av lindningen nordpolen medan den andra hälften producerar sydpoler. Polariteten hos varje lindning reverserar vid varje halvcykel.

Vindningarna är jämnt fördelade kring statoren i fasordning. Lindningar ger en nordpole under den positiva halvcykeln i sin fas. En typisk layout av lindningar visas schematiskt i figur 11.2 (a).

Fig. 11.2 (b) visar emellertid hur ett tvåpoligt roterande fält produceras av stator med sex lindningar. På grund av förhållandet mellan växelcyklerna i de tre faserna kommer strömstyrkan att nå en topp i efterföljande lindningar runt statoren.

Då kommer aggregatets pol på ett ögonblick att vara i lindning 1A (norr) och IB (söder), då kommer de att vara i lindning 3B (norr) och lindning IB (norr) och 1A (söder) och så vidare. Effekten av att ansluta en trefasförsörjning till en stator med sex lindningar är att producera ett tvåpoligt magnetfält som fullbordar en revolution för varje försörjningscykel.

Fältrotationshastighet:

För ett tvåpoligt fält för att slutföra en revolution måste varje lindning i statorn ha en nordpolaritet en gång och en sydpolaritet en gång. Ett tvåpoligt fält roterar en gång per cykel, eftersom varje lindning ändrar polariteten en gång under en cykel.

För ett fyrpoligt fält för att slutföra en revolution måste varje lindning ha varje polaritet två gånger. För en sexpolig fält kräver en revolution att vindningarna ska ha varje polaritet tre gånger och så vidare.

Nu som vi ser att lindningarna ändrar polariteten endast en gång per cykel följer det att ju fler poler det finns, desto långsammare blir rotationen av fältet och rotorns varvtal. Till exempel, när den är ansluten till en 50 c / s. matning, ett tvåpoligt fält roterar vid 3000 rpm, ett fyrpoligt fält vid 1500 rpm, ett sexpoligt fält vid 1000 rpm och ett åttonde polfält vid 750 rpm.

Hastigheten för denna fältrotation kallas synkron hastighet, och detta kan beskrivas i form av formeln;

Fältet kan göras för att rotera antingen medurs eller moturs. Faktum är att det bara är nödvändigt att vända ordningen i två faser för att vända rotationsriktningen. Således om exempelvis fasanslutningar är 1-2-3 och producerar en rotation medsols, så kommer rotation moturs till att ske genom anslutningar 3-2-1, 2-1-3 eller 1-3-2.

3. Induktionseffekt i Rotor:

När statorlindningen är ansluten till statorn, sveper det roterande magnetfältet över rotorns ledare. Dessa ledare är därför i ett föränderligt magnetfält. Varje ledare har en emf inducerad i den, och eftersom alla rotortrådarna är kortade och därmed sammanlänkade av ändringarna, kan strömmen cirkulera.

Effekten är exakt densamma som om fälten var stationära och rotorledarna vred i motsatt riktning mot det där statorfältet roterar.

Strömriktningens riktning i rotorledarna kan därför hittas genom att Fleming's Right Hand Rule används för generatorer. Fig 11.3 illustrerar tydligt för att förklara induktion av ström och dess effekt som orsakar kraft och så småningom rotorns rotation.

På grund av induktionsprincipen induceras strömmarna att strömma i rotorns ledare, motorprincipen kommer i drift och en kraft utövas på varje ledare. Genom att tillämpa Flemings Left Hand Rule för motorer kan man se att motorkraften i någon ledare arbetar i motsatt riktning mot det där ledaren måste röra sig för att inducera motivationsströmmen.

I en induktionsmotor tenderar kraften som verkar på varje ledare att röra den i samma riktning som den i vilken det roterande statorfältet skär över det. Detta fenomen förklaras i figur 11.4. De krafter som verkar på ledarna summerade tillsammans ger ett vridmoment som vrider rotorn i riktning mot fältrotation, och följaktligen håller rotorn roterande så länge som statorlindningen är ansluten till en hälsosam matning.

Vridmomentet som produceras av en motor beror på strömmen av ström som strömmar i rotorn. Tunga strömmar reagerar med det roterande fältet för att producera ett stort vridmoment; och enligt samma princip ger ljuströmmar endast ett litet vridmoment.

Styrkan hos strömmen inducerad i rotorn beror i sin tur på den hastighet vid vilken det roterande fältet sveper över ledarna, dvs på den relativa rörelsen mellan rotor och fält, som kallas glidning.

Faktum är att en stor mängd glid resulterar i kraftig inducerad ström, men om rotorn närmar sig synkron hastighet reduceras inducerade strömmar och vridmomentet faller av. Rotorn kan aldrig nå synkron hastighet, eftersom det vid denna hastighet inte finns någon relativ rörelse mellan rotor och fält, och inget vridmoment skulle tillhandahållas.

Mängden glidning och därmed motorens hastighet är direkt relaterad till det vridmoment som krävs för att driva lasten. I en fyrpolig maskin som körs i en 50 c / s. försörjningssystem och utveckla säga 50 hästkrafter skulle statorfältets hastighet vara 1500 rpm.

Nu när man kör på full last, var motorens hastighet mellan 1450 och 1470 varv per minut, beroende på motorens effektivitet. Men om lasten reducerades skulle motorn påskynda något, och utan belastning skulle motorn köra strax under 1500 varv / minut, säg vid ca 1490 till 1495 rpm

Motorens hastighet beror därför främst på den synkrona hastigheten på statorfältet och modifieras något av den lastdrivna. Det finns inga tillfredsställande och beprövade framgångsrika sätt att styra eller variera hastigheten hos en enkel induktionsmotor, så att det för alla praktiska ändamål är en motor med konstant hastighet.

Av denna anledning har induktionsmotorn blivit så populär, eftersom det mesta av enheten kräver konstant hastighet. Modern industriell civilisation borde tacka vetenskapsmannen tätt för sin uppfinning av induktionsmotor i 1885.

4. Start av induktionsmotor:

En burinduktionsmotor startar under belastning om den kopplas direkt till fullare matningsspänning. Metoden att starta är känd som direkt-på-line (DOL) växling eller start. I början av starten är slip (och därmed den inducerade rotorns ström) på sitt bästa, så att motorn drar en kraftig ström från matningen tills den når normal körhastighet.

En burmotor kan ta från fem till sex gånger sin normala fullströmsström.

Alla mindre burmmotorer som används i en gruva, såsom de i ansiktsutrustningen, startas av direktlinjeskiftning. För att tillgodose startströmmen är alla skyddsanordningar i motorkretsen så konstruerade att de inte går ut under startperioden.

Under den tid då motorn startar och går fort, minskar den kraftiga strömmen den ström som är tillgänglig för de andra maskinerna som delar distributionsledningarna. Av denna anledning är rotorerna för många underjordiska motorer utformade för att begränsa den initiala överskottet av ström så mycket som möjligt.

En metod för att begränsa startströmmen är att ge rotorn en dubbel eller till och med en trippelbur. Strömmen kan också begränsas av noggrann utformning av burstängerna.

Fig 11.5 visar en skiss av en dubbelburrotor, och figur 11.6 illustrerar sektionerna rotorstänger som vanligtvis används i dubbelburrotorer. Faktum är att dubbelburrotor är konstruerad med en hög motståndsburen som sätts in i kärnans yta, och en kopparbur med låg motstånd sätter sig väl in i kärnan.

Vid startpunkten, när rotorn är stationär, är frekvensen av emk som induceras i burstängerna, vilken beror på skillnaden mellan rotorns och rotationsfältets hastigheter, cirka 50 c / sie matningsfrekvensen.

Vid denna frekvens har kopparburet omgivet av järn en mycket hög induktiv reaktans som förhindrar att stor ström strömmar in i den. Strömmen som induceras i ytterburet är tillräcklig för att motorn ska kunna starta med ett högt vridmoment (upp till två gånger det normala belastningsmomentet), men motståndet hos buret begränsar startströmmen.

När motorn samlar hastighet reduceras skillnaden mellan rotorns och rotationsfältets hastigheter kraftigt, och frekvensen av den inducerade emken blir mycket lägre. Reaktansen hos kopparburet är därför väldigt mindre, därför är de strömmar som induceras i det starkare (även om den inducerade emken blir mycket mindre) och buret tar över huvudtjänsten att producera vridmoment.

Det finns också tredubbelt burrotor, som har tre separata burar. Den börjar på en väldigt hög motståndsburen, och en andra mellanliggande bur tar över innan huvudburen äntligen kommer i full drift. Det finns emellertid en annan typ av rotor med en enda bur som fungerar på ett sätt som väsentligen liknar en dubbelburrotor. Det har barer med specialdesignade tvärsnitt som visas i figur 11.6 med två möjliga former.

En stor del av varje stapel sätts djupt i kärnan, och den här delen har hög reaktans vid start. Strömmen strömmar endast i de små sektionerna nära ytan som ger ett högt motstånd mot tunga strömmar. Motorn startar därför med ett högt vridmoment och en måttlig startström.

När motorn samlas hastigt minskar reaktansen hos de djupa inställda delarna av stavarna, så att strömmen kan flöda fritt genom hela varje stång. Buren verkar då som en låg motståndsburen.

Låt oss kortfattat diskutera uttrycken för startmoment (T _s ) och startström (I _s ), enligt ekvivalentdiagrammet som visas i figur 11.7. Dessa uttryck ges som de kommer att vara till hjälp för de elektriska ingenjörerna för att förstå prestanda och problem med induktionsmotorer.

Om P ₁ = Effektinmatning, V ₁ = Ingångsspänning till stator och I ₁, = Inmatningsström till stator och cos φ ₁ är effektfaktorn, då

Effektinmatning per fas

Utan detta sönderfaller I ¹ ₂ R i statorlindningarna och förlusten (-E ₁ ) I ₁ värmer kärnan på grund av hysteres och virvelströmmar. Här R1 = Statorresistens och E1 = Statorinducerad emf per fas.

Därför kan Pi uttryckas på följande sätt:

Vinkeln mellan vektorerna (-E1) och (-) I2 är (som visat i fig 11.7 (b), vilket visar vektordiagram för en induktionsmotor) som mellan E2 och I2 i rotorn, visad som φ ₂ . Eftersom (-E1) spänningskomponenten är associerad med det ömsesidiga flödet och (-I2) är strömkomponenten ekvivalent med rotorströmmen, då (-E1) (-I2) Cos φ2 måste vara kraft som levereras av transformatorverkan till rotorn, dvs

Detta kan förklaras som av kraften som levereras till rotorn, fraktionen s används i själva rotorn och förloras i rotorn som värme. Nu återstår (1 s) P ₂ inte i vektordiagrammet bland rotorkvantiteterna.

I själva verket omvandlas den till mekanisk kraft och utvecklas vid rotoraxeln, som därför kan uttryckas som:

P _m = (ls) P ₂ (och detta inkluderar friktion och vindkraft).

. ^. . Hela saken kan uttryckas som:

Det vill säga att rotorkraften alltid delas upp i detta förhållande. I själva verket är vridmomentet direkt proportionellt mot rotorffektingången, P2; och som i sig är proportionellt mot statorinmatning, med tanke på att statorns förluster är små. Därför är motoringången direkt proportionell mot vridmomentet för ett givet huvudflöde och statorspänning.

5. Startutrustning för induktionsmotorer:

Startutrustning behövs huvudsakligen för att minska motorns startström. Och detta görs med hjälp av extern kontrollutrustning. Dessa metoder är start av star-delta och start av autotransformator.

Dessa används ibland med tungare motorer som de som används för att köra tunga pumpar etc. I sådana motorer om strömförsörjningen skulle vara störd, om direkttillförsel används för att starta motorn på grund av kraftig startström.

Star-Delta Start:

En maskin som är konstruerad för start av star-delta (till skillnad från en maskin som är konstruerad för att starta direktlinjen eller starta auto-transformatorn) kommer att ha två ändar av varje fas som kommer ut från separata terminaler, vilket ger totalt sex terminaler för statorfältet. En strömbrytare ansluts sedan till kretsen, som visas i figur 11.8 så att statorfältsanslutningen kan ändras genom att byta ställarens läge.

Systemet fungerar på så sätt - utrustningen startas med stator ansluten i stjärna; När maskinen har nått full hastighet byts omkopplaren över, så att statorlindningarna är anslutna i delta, och maskinen körs genom sin normala drift med deltaanslutning.

För en given fältlindning används strömmen när faserna är anslutna i stjärnan är mindre (vid

) än den ström som används när faserna är anslutna i delta. Med stjärnanslutning är fas-fas-spänningen applicerad på tvåfaslindningar i serie medan med deltaanslutning är full spänning applicerad endast över en faslindning.

Startström är därför cirka två gånger full laddström. Star Delta-start minskar också startmomentet, i viss utsträckning, men det är inte möjligt att starta motorn med full belastning.

Vid start som lindningen är ansluten tillfälligt i stjärna, minskas fasspänningen till

= 0, 58 normal och motorn fungerar som om auto-transformatorn användes i ett förhållande av 0, 58. Startströmmen per fas är I _S = 0, 58I _Sc, linjeströmmen är (0, 58) ² x I = 0, 33 I _Sc . Startmomentet är en tredjedel av kortslutningsvärdet

Denna startmetod är billig och effektiv, så länge startmomentet inte behöver överstiga cirka 50 procent av fulllastmomentet. Den kan användas för verktygsmaskiner, pumpar mm

Statorresistansstart: (SRS) :

Som vi vet från principerna för induktionsmotorer, att utmatningen och vridmomentet för en given slip varierar som kvadraten av den applicerade spänningen. Därför innebär varje minskning av spänningen som används den samtidiga reduktionen av startmomentet.

Och denna princip följs i statorresistans-utgångsmetoden genom att ansluta trefas externa motståndsenheter i serie med statorterminalen. Fig 11.8 (a) visar den enkla kretsen för denna typ av start.

När statorns ingångsspänning reduceras (genom att ställa in den externa statormotståndsenheten) från dess normala värde, säg till fraktionen x, ändras kortslutningsströmmen och kortslutningsströmmarna i nästan samma proportion. Men huvudflödet, som över normala belastningsintervallet är ungefär konstant, bestäms av den applicerade spänningen och kommer att minska väsentligt i proportion till den reducerade spänningen.

Magnetiseringsströmmen reduceras på liknande sätt, så länge magnetkretsen inte är mycket mättad. Dessutom är kärnförlusterna proportionella ungefär till kvadraten av flödestätheten och följaktligen av spänningen; Den aktiva komponenten i icke-lastströmmen reduceras i proportion till spänningsfallet.

Medan kortslutningen ges av kvoten för applicerad spänning och kortslutningsimpedans kommer det att finnas en nära approximation till en linjär funktion av den tillförda spänningen. Om startströmmen minskas med en fraktion, så, x, med normalvärdet, kommer därför startmomentet att minska med x ² av dess normala värde.

Auto-Transformer Starter:

Startströmmen kan också minskas genom att ansluta två autotransformatorer i "V" över de tre faserna av statorlindningen som visas i figur 11.9. Auto-transformatorerna har effekten att minska spänningen som appliceras på statorlindningen, så att motorns startström minskas.

När maskinen närmar sig full hastighet slås auto-transformatorerna ut så att den fullständiga matningsspänningen appliceras på statorn. Här reduceras också startmomentet till viss del. Fig. 11.9 visar att autotransformatorn används för att minska fasspänningen till fraktionen x av normalvärdet. Därefter är motorströmmen vid start I _s = xl _sc och startmomentet T _s = X ² T _sc

Det här är exakt detsamma som att sätta motstånd i statorkrets för att minska spänningen. Men i den här metoden är fördelen att spänningen minskas av transformatorn, inte av motståndet.

6. Slipring induktionsmotorer:

Slipring induktionsmotorerna arbetar på samma induktionsprincip som ekorreburmmotorerna. De skiljer sig emellertid från ekorreburmmotorer i form av rotor som används och i förfarandet för att starta. Till skillnad från burmmotorer kan hastigheten på slipmotorn styras.

Generellt används slipmotorer för tungt arbete, till exempel körning av stora kompressorer och huvudtransporter där hög effekt och nära kontroll av startströmmen är nödvändiga. Även i huvudvridningsmotorer används slipmotorer.

Stoppmotorerna är likadana som för ekorreburmmotorer, men rotorn på en slipmotor består av en trefaslindning som är formad av kopparledare och sätts i en laminerad mjuk järnkärna.

Ledarna och lindningarna är isolerade från varandra och från kärnan, och hela isoleringen är impregnerad med speciallack av elektrisk kvalitet. Den ena änden av varje faslindning är ansluten till en stjärnpunkt inom rotorn, de andra ändarna av lindningarna är utplacerade till tre glider monterade på rotoraxeln.

Rotorglidringarna är anslutna till tre plintar genom tre uppsättningar borstar. En startenhet, ansluten till terminalerna, fullbordar rotorkretsen externt.

Startenheten består av tre variabla motstånd anslutna i stjärnan. Den är ansluten till de tre slipringsklämmorna så att varje fas i rotorlindningen har variabel motstånd i serie med den, såsom visas i figur 11.10.

Rotorkretsens motstånd kan därför varieras med en extern kontroll. För att starta motorn ställs motstånden till sitt högsta värde. När tillförseln till statorlindningen är påslagen startar motorn långsamt med ett högt vridmoment och relativt låg statorström.

Motstånden reduceras gradvis, vilket gör det möjligt för motorn att påskynda tills de tre terminalerna i själva verket är kortslutna och motorn går i full hastighet. En glidmotor kan göras under sin maximala hastighet genom att lämna delar av de yttre motstånden i serie med rotorlindningarna.

Motorens verkliga hastighet beror på lasten den kör och mängden motstånd kvar i kretsen. Kontroll med ett stort antal hastigheter är möjlig med denna metod, men man bör ta hand om motorns vridmomenthastighet, annars kan motorn skadas.

Kortslutningsutrustning:

En motor som är avsedd att drivas kontinuerligt med en hastighet, såsom en motor som driver en kompressor, är ibland försedd med en mekanism för kortslutning av slipringarna, så att rotorkretsen kan slutföras i maskinen. Borstarna kan höjas samtidigt, så att borstslitan reduceras till ett minimum.

Om en maskin är försedd med en kortslutningsbrytare, är startaren endast ansluten till rotorn under den aktuella startperioden som visas i fig 11.10. När motorn har gått i snabb takt, fungerar kortslutningsomkopplaren, vanligtvis med hjälp av ett handtag på sidan av slipkroppen, och motorn körs sedan som en internt ansluten maskin.

Effektfaktor:

Alla ekorns bur- och slipring induktionsmotorer körs med en låg effektfaktor. Induktionsmotorer som körs på full belastning har vanligtvis effektfaktorer mellan 0, 8 och 0, 9 beroende på maskinens konstruktion. Om en motor kör mindre än sin fulla belastning försämras effektfaktorn, under halv belastning kan den falla till så låg som 0, 5 eller ibland ännu lägre.

7. Synkronmotorer som används i minor:

Liksom en induktionsmotor består en synkronmotor också av en stator med en rotor som löper inuti den. Statoren, som en induktionsmotor, är sålindad att en roterande fält produceras när den är ansluten till en trefas växelströmsförsörjning. Rotationshastigheten beror på leveransfrekvensen och antalet poler i fältet.

Rotorn har emellertid, till skillnad från den hos en induktionsmotor, en excitationslindning som aktiveras av en likströmstillförsel. Tillförseln matas till den med borstar som bär på två slipringar och rotorn är sålindad att ett stabilt polariserat fält, som har samma antal poler som statorfältet, produceras.

Nu när statorfältet aktiveras av en trefas växelströmsförsörjning och rotorn aktiveras av en likströmstillförsel, lockas varje pol hos rotorn till en motsatt pol av det roterande fältet.

Rotorns poler följer följaktligen motsvarande roterande poler, så att rotorn roterar med samma hastighet som statorns fält, dvs det roterar i synkron hastighet och därför kallas denna motor synkronmotor. Hastigheten för denna typ av motor är dock oföränderlig.

Startande:

En synkronmotor kan som sådan inte starta på egen hand eftersom det inte gav något startmoment. Vridmomentet faktiskt produceras endast när rotorpolerna följer polerna på det roterande fältet, så att; innan motorn kan köra sin last måste rotorn redan köras vid ungefär synkron hastighet. För att starta en synkronmotor måste en viss metod användas för att köra den i snabb takt innan rotorn aktiveras.

Olika metoder har använts för att driva synkronmotorer i snabb takt vid start. En metod är att bygga en liten separat induktionsmotor, kallad en ponnymotor på huvudaxeln, men denna metod används nu sällan. De flesta synkronmotorer som används vid kollier har en lindning inbyggd i huvudrotorn så att den kan köras upp som induktionsmotor, med huvudfältet.

De tre typerna av synkronmotor som oftast används vid kolierier är synkron induktionsmotor, synkronmotorer och synkronmotorer. Faktum är att de utmärks av metoderna för deras start.

Synkron induktionsmotor:

En typ av synkron induktionsmotor har en rotor med två lindningar. En lindning är excitationslindningen som är ansluten till likströmstillförseln via två slipringar. Den andra lindningen är en trefas induktionslindning kopplad till startmotstånd via tre ytterligare slipringar. Motorn har därför fem slipringar som visas i figur 11.11 (a).

Motorn startas som en slipring induktionsmotor med startmotstånd. När motorn har kört upp till ungefär synkron hastighet är likströmsspänningen försedd och induktionslindningen är öppen.

I en annan typ av synkrona induktionsmotorer har rotorn en trefaslindning med tre slipringar. Motorn startas som en slipring med 7 startmotstånd. När motorn närmar sig synkron hastighet aktiveras likströmsspänningsförsörjningen och induktionslindningen är öppen cirkulerad.

Med vissa motorer används endast två slipringar av excitertillförseln, en rotorlindningsfas är ooperativ. Alternativt används i alla motorer alla tre slipringar, två faser av lindningarna är parallella och tredje i serie som visas i figur 11.11 (b).

Automatisk synkronmotor:

En automatisk synkronmotor liknar en synkron induktionsmotor, förutom att den är konstruerad för att eliminera behovet av växling när motorn närmar sig normal körhastighet. Rotorlindningen är permanent ansluten till excitor genom slipring och borstar.

Motorn startar som en induktionsmotor, med rotorkretsen färdigställd via DC-generatorn. När motorn samlar hastighet, strömmar likström i rotorlindningen utöver den inducerade växelströmmen. När rotorn når synkron hastighet induceras inga strömmar i rotorn, eftersom det inte finns någon relativ rörelse mellan fältet och rotorn.

Cagesynkronmotor:

Rotorn av denna typ har endast exciterlindningen fördjupad till slipringar, men det finns också en form av bur inbäddad i rotorkärnan. Motorn startas som en burmotor. När motorn närmar sig synkron hastighet är strömströmmen tillkopplad.

När motorn är igång fungerar buret som en spjälllindning och förhindrar "jakt", dvs små variationer i motorvarvtalet som kan orsaka vibrationer. Auto-transformatorstart används vanligtvis, men vissa maskiner av denna typ startas av direktkopplare.

Excitationskrets:

Excitationsströmmen för rotorn erhålls vanligtvis från en liten excitergenerator monterad på samma axel som rotorn och utgör en integrerad del av maskinen. Det enda externa utbudet är därför det normala huvudaggregatet.

En styrenhet är anordnad, vilken möjliggör att strömmen som strömmar i rotorlindningen varieras. För en given belastning krävs en viss minsta exciteringsström. Det vridmoment som motorn kan producera beror på rotorns hållfasthet. Om detta fält är för svagt kommer det inte att utveckla tillräckligt vridmoment för att driva lasten och som ett resultat hänger upp sig.

Effektfaktor:

Vid minimal excitation kör motorn med en lågslagen effektfaktor, mellan 0, 6 och 0, 8, beroende på maskinens belastning och konstruktion. Om excitationsströmmen ökas över det minsta som krävs för att driva lasten, fortsätter hastigheten och vridmomentet konstant, men effektfaktorn förbättras.

Vid ett visst värde av excitationsström uppnås enhetens effektfaktor. Om excitationsströmmen ökas ytterligare, utvecklas en ledande effektfaktor och därigenom blir den ledande kraften lägre när excitationsströmmen ökas. Genom kraftig över-excitation kan en synkronmotor köras med en ledande effektfaktor så låg som 0, 6 eller mindre.

använder:

På grund av deras svåra startegenskaper och det faktum att deras hastighet är oföränderlig används synkronmotorer endast där en kontinuerlig körning med konstant hastighet krävs.

Vid kollier används synkronmotorer vanligtvis för att driva huvudfläkten, huvudventilationsfläkten och för att köra tunga kompressorer. På grund av sin förmåga att köra vid en ledande effektfaktor, erbjuder dessa motorer en metod för effektfaktorkorrigering för det elektriska kulsystemet.

8. Isoleringsmotstånd hos en induktionsmotor:

Inspektion och underhåll av växelströmmar med jämna mellanrum är viktigast om en gruva måste löpa smidigt. Funktionen av den vanliga rutintjänsten ges nedan. Emellertid kan inte alla dessa operationer utföras in-bye eller coalface, det vill säga inuti gruvan, och av den anledningen används motorer som används under jord i kolytan eller i porten regelbundet till ytan för en grundlig översyn.

Underhållschemat för varje enskild motor som ger inspektionsfrekvenserna och de kontroller som måste göras vid varje tillfälle måste utarbetas av den elektromagnetiska ingenjören med hänsyn till vikten och prestanda för varje maskin. Och detta måste följas noggrant av ledningen samt av elektrikerna, operatörerna och ingenjörerna.

Inspektion av isolationsresistans:

Vid inmatning av ekorrebur, isolering av statorlindningen och i händelse av slipning induktionsmotor, rotorns isolationsmotstånd och även slipringen, ska inspekteras från tid till annan. Detta intervall bör ställas in av den elektriska ingenjören med hänsyn till motorns driftsomgivning och prestanda. Vanligtvis är intervallet varannan månad.

Men som en riktlinje bör regelbundet uppmärksamhet ges på följande områden:

Motorens tillstånd på grund av smutsintrång:

(1) Kolstoft och fuktavsättning ska kontrolleras regelbundet.

(2) Krympning av isoleringen som tenderar att göra lindningarna lös i sina spår bör kontrolleras.

Avhjälpa:

(i) Med regelbundna mellanrum ska motorn rengöras genom att blåsa het varm och torr luft eller genom bakning eller genom uppvärmning med glödlampor.

(ii) Lindningen bör rensas av fukt.

iii) Efter denna operation bör lindningen torkas, lackas och sedan baka vid 90 ° till 100 ° C under minst 6 till 8 timmar.

(3) Spruckna och slitna lacker gör isoleringen sårbar för penetration av smuts och fukt.

Avhjälpa:

Lindningen ska bakas ordentligt och sedan lackas.

(4) Åldras eller slits ut ur isoleringen, ledningar, slipringar, lager, plintar och stänger bör kontrolleras.

Avhjälpa:

Åldrade och slitna isoleringsledningar, slipringar, lager, terminal ska bytas ut.

(5) Tecken på gnidning mellan rotor och stator och dess orsak bör märkas.

Avhjälpa:

Lager bör bytas ut och / eller ändbeslag med slitna eller skadade lagerhus ska bytas ut av nya.

(6) Framför allt bör en rekord av testresultat av isolationsmotstånd hållas regelbundet.

Viktigt test:

(1) Isolationsmotståndet mellan statorlindningarna och jorden testas regelbundet med hjälp av en standardisoleringsbeständighetstest, såsom Megger eller Metro. Värdet av successiva tester registreras, så att någon tendens att isoleringen försämras kan noteras.

Om faserna av statorlindningen inte är sammankopplade internt, dvs om det finns sex ledare till statoren, kan även isolationsmotståndet mellan varje fasfas tas och registreras. Vid en sårrotormotor mäts och registreras isolationsmotståndet mellan slipringarna och rotoraxeln.

(2) Med regelbundna intervaller är det lämpligt att kontrollera vindvikens motstånd när statorn är ansluten internt, det vill säga i det fallet kommer det att finnas tre ledningar, motståndet mellan varje ledningsled fastställs med en direktläsnings-ohm meter.

Om statoren har sex ledningar, finner man emellertid motståndet hos varje fas genom att testa mellan de båda ändarna av varje lindning. I antingen provet skulle de erhållna tre avläsningarna vara ungefär lika. Skaparna anger vanligtvis värdet i sitt testcertifikat. Det uppmätta motståndet ska vara lika med det värdet. Genom detta test kan inter-turn kort, eller till och med en del defekter som utvecklas i anslutningen, bestämmas.