Bruk av induksjonsmotorer i miner (med diagram)

Etter å ha lest denne artikkelen vil du lære om: - 1. Induksjonsmotorer i miner 2. Prinsipp for induksjonsmotoren i miner 3. Induksjonseffekt i rotor 4. Start av induksjonsmotor 5. Startutstyr for induksjonsmotorer 6 . Slipring Induction Motors 7. Synkronmotorer brukt i Mines 8. Isolasjonsmotstand av en induksjonsmotor.

Innhold:

  1. Induksjonsmotorer i miner
  2. Prinsipp for induksjonsmotoren i miner
  3. Induksjonseffekt i rotor
  4. Start av induksjonsmotor
  5. Startutstyr for induksjonsmotorer
  6. Slipring Induction Motors
  7. Synkronmotorer brukt i Mines
  8. Isolasjonsmotstand av en induksjonsmotor


1. Induksjonsmotorer i miner:

I gruvene brukes induksjonsmotorer for det meste i en flammesikker innkapsling. I tillegg til kabinettet er ytelsen til induksjonsmotorene det samme som for de andre motorene, i henhold til det spesielle designet. Vi vet fra vår erfaring og kunnskap at ekorns kardetyper blant induksjonsmotorer er de enkleste av alle elektriske motorer.

Induksjonsmotorer består kun av to deler. Den ene er statoren, en stasjonær vikling som er koblet til forsyningen, og den andre er en rotor-en roterende vikling som roterer i statoren og driver lasten.

Ekorns burmotorer kan utformes for å fungere fra enkelt- eller trefasetilførsler. En trefaset induksjonsmotor starter under belastning så snart forsyningen er slått på. Forretter brukes bare hvis det er nødvendig å redusere startstrømmen.

På grunn av deres enkelhet er ekornekassemotorer mye brukt i gruver og også i andre næringer. De brukes under jorden for å kjøre øvelser, kullknivere; lastere, transportører og transportmidler, og de kan også bli funnet å bli brukt i stor grad i pumper, hjelpevifter og små kompressorer.

Statoren består av en hul sylinder bygget av laminering av mykt jern. Det indre av sylinderen er slisset for å motta lederne av en trefaset vikling. Ledningene til viklingen er isolert fra hverandre og hele isolasjonen av statoren er riktig impregnert med lakk eller harpiks av spesiell elektrisk klasse for å hindre inntrengning, fuktighet og smuss og andre fremmede partikler.

Kjernen og spolen er arbeidet i et stål- eller støpejernsok. Fig. 11.1 (a) viser en skisse av en stator.

Fig. 11.1 (b) viser en skisse av en ekorns burrotor. Rotoren består av et sylindrisk bur av kobberstenger eller aluminiumstenger (støpt i tilfelle småmotorer) og kortsluttet av kobber eller messingring i hver ende, noe som gir den form av et bur. Derfor kalles induksjonsmotorer også ekornekassemotorer som de ser ut som en ekorns bur.

Alternativt kan hele buret støpes i ett stykke fra aluminiumlegering. Buret er satt i en sylindrisk kjerne, bygget opp av myke jernlamelleringer, som er tastet til en skaft, som allerede er bearbeidet på riktig måte. Rotoren støttes av lagrene i hver ende av skaftet.

Den er tilpasset statoren slik at det er et veldig lite luftgap på få tusendeler av en tomme (generelt varierende fra .015 til .028 i hver side) mellom overflaten av rotoren og statorens indre overflate.

Et lite, men likevel luftgap er mest viktig for effektiv drift av induksjonsmotoren som helhet. Faktisk betydning av luftgapet er så flott at hvis den ikke er ordentlig maskinert, endrer hele motoren sine egenskaper og ytelse.


2. Prinsipp for induksjonsmotoren i miner:

Til felles med alle andre elektriske motorer oppretter en burmotor en mekanisk kraft gjennom motorprinsippet som beskrevet ved reaksjonen av strømførende ledere i rotoren med et magnetfelt. Det definerende trekk ved en induksjonsmotor er at strømmen i rotorlederne fremkalles av samme felt som det de reagerer på.

Utførelsen og driften av en induksjonsmotor avhenger av muligheten for å produsere et magnetfelt som roterer, mens viklingene som produserer den, forblir stasjonære.

Et slikt felt kan kun produseres av en vikling koblet til en vekselstrømtilførselen, mens hvis en likestrøm påføres en vikling for å frembringe et elektromagnetisk felt, bestemmes posisjonen av feltet i rommet helt av posisjonen til svingete. Feltet kan gjøres til å rotere bare ved å snu vindingene selv.

Vi kan designe statoren til en induksjonsmotor for å produsere et roterende felt med to, fire, seks eller et jevnt antall poler, og så vil utformingen av viklingen avhenge av antall poler som kreves. Hver fase av forsyningen er koblet til en vikling i statoren.

Vindingene er utformet slik at hver gir det nødvendige antall poler og viklingene er sammenkoplet enten i stjerne eller delta. I stjernedannelsen er de tre ender av viklingene som ikke er forbundet med forsyningen forbundet sammen.

Vindingene i hver fase er anordnet slik at i hver halvfase av deres fase produserer en halv av viklingen nordpoler, mens den andre halvparten produserer sydpoler. Polariteten til hver sving reverserer hver halvsyklus.

Vindingene er like spredt rundt statoren i faser. Viklinger produserer en nordpol i den positive halvsyklusen av deres fase. En typisk utforming av viklinger er vist skjematisk i figur 11.2 (a).

Imidlertid viser fig. 11.2 (b) hvordan et topolet roterende felt produseres ved at statoren har seks viklinger. På grunn av sammenhengen mellom de vekslende syklusene i de tre fasene, vil strømstyrken nå en topp i etterfølgende viklinger rundt statoren.

Da vil polen av aggregatfeltet i et øyeblikk ligge i vikling 1A (nord) og IB (sør), så vil de være i vikling 3B (nord) og vikling IB (nord) og 1A (sør) og så videre. Effekten av å koble en trefasetilførsel til en stator som har seks viklinger, er å produsere et topolet magnetfelt som fullfører en revolusjon for hver forsyningssyklus.

Feltrotasjonshastighet:

For et topolet felt for å fullføre en revolusjon må hver vikling i statoren ha en nordpolaritet en gang og en sørpolaritet en gang. Et topolet felt roterer en gang per syklus, fordi hver vikling endrer polariteten en gang i løpet av en syklus.

For et firepolet felt for å fullføre en revolusjon, må hver svingning ha hver polaritet to ganger. For en sekspolet felt krever en revolusjon at viklingene skal ha hver polaritet tre ganger, og så videre.

Nå som vi ser at viklingen endrer polariteten bare en gang per syklus, følger det at jo flere poler det er, jo langsommere vil det være rotasjon av feltet og rotorens hastighet. For eksempel, når den er koblet til en 50 c / s. tilførsel, et topolet felt roterer ved 3000 omdr./min., et firepolet felt ved 1500 rpm, et sekspolet felt ved 1000 rpm og et åttende polfelt ved 750 rpm.

Hastigheten til denne feltrotasjonen kalles synkron hastighet, og dette kan beskrives i form av formelen;

Feltet kan gjøres for å rotere enten med urviseren eller mot urviseren. Faktisk, for å reversere rotasjonsretningen, er det bare nødvendig å reversere rekkefølgen av noen to faser. Således hvis for eksempel faserforbindelser er 1-2-3 og produserer en rotasjon med urviseren, vil rotasjon mot urviseren bli produsert ved forbindelser 3-2-1, 2-1-3 eller 1-3-2.


3. Induksjonseffekt i rotor:

Når statorviklingen er koblet til statoren, feirer det roterende magnetfeltet over rotorens ledere. Disse ledere er derfor i et skiftende magnetfelt. Hver leder har en emf indusert i den, og da alle rotorledere er kortere og dermed sammenkoblet av enderingene, kan strømmer sirkulere.

Effekten er nøyaktig den samme som om feltene var stasjonære og rotorlederne ble dreid i retning motsatt den der statorfeltet roterer.

Strømretningen i rotorlederne kan derfor bli funnet ved å anvende Flemings høyre håndregel for generatorer. Fig. 11.3 illustrerer tydelig for å forklare induksjon av strøm og dens effekt som forårsaker kraft og til slutt rotoren av rotoren.

På grunn av induksjonsprinsippet fremkalles strømmen i rotorlederne, motorprinsippet kommer i bruk, og en kraft utøves på hver leder. Ved å bruke Flemings Left Hand Rule for motorer, kan det ses at i enhver leder driver motorkraften i motsatt retning til det som lederen må bevege seg for å indusere motivasjonsstrømmen.

I en induksjonsmotor har kraften som virker på hver leder tendens til å bevege den i samme retning som den roterende statorfeltet kutter over det. Dette fenomenet er forklart i figur 11.4. Kraftene som virker på ledere som summeres sammen, gir et dreiemoment som dreier rotoren i retning av feltrotasjon, og rotoren fortsetter derfor å rotere så lenge statorviklingen er forbundet med en sunn tilførsel.

Vridmomentet som produseres av en motor, avhenger av styrken av strømmen som strømmer i rotoren. Sterke strømmer reagerer med det roterende feltet for å produsere et stort dreiemoment; og i samme prinsipp produserer lysstrømmer bare et lite dreiemoment.

Strømmen til strømmen indusert i rotoren avhenger i sin tur av den hastighet som det roterende felt sveiper over lederne, det vil si på den relative bevegelse mellom rotor og felt, som kalles glide.

Faktisk resulterer en stor glide i tung induksjonsstrøm, men hvis rotoren nærmer seg synkron hastighet, reduseres induserte strømmer og dreiemomentet faller av. Rotoren kan aldri nå synkron hastighet, fordi i denne hastigheten er det ingen relativ bevegelse mellom rotor og felt, og ingen dreiemoment vil bli gitt.

Mengden slip og dermed motorens hastighet er direkte relatert til momentet som kreves for å kjøre lasten. I en firepolig maskin som går i en 50 c / s. forsyningssystem og utvikle si 50 hestekrefter, ville hastigheten på statorfeltet være 1500 rpm.

Nå når kjører på full last, vil motorens hastighet være mellom 1450 og 1470 o / min., Avhengig av motorens effektivitet. Men hvis lasten ble redusert, ville motoren øke hastigheten litt, og mot lasten ville motoren kjøre like under 1500 rpm. Si ved 1490 til 1495 rpm

Hastigheten til motoren avhenger derfor hovedsakelig av den synkrone hastigheten til statorfeltet, og endres litt av lastdrevet. Det er ingen tilfredsstillende og påvist vellykket måte å kontrollere eller variere hastigheten til en enkel induksjonsmotor på, slik at det for alle praktiske formål er en motor med konstant hastighet.

Av denne grunn er induksjonsmotoren blitt så populær, da det meste av stasjonen trenger konstant fart. Moderne industriell sivilisasjon bør takke forsker tett for sin oppfinnelse av induksjonsmotor i 1885.


4. Start av induksjonsmotor:

En koinduksjonsmotor vil starte opp under belastning hvis den kobles direkte til fullere forsyningsspenning. Metoden for å starte er kjent som direkte-on-line (DOL) bytte eller start. Ved starten er slip (og dermed den induserte rotorstrømmen) størst, slik at motoren trekker en kraftig strøm fra tilførselen til den nærmer seg normal kjørerhastighet.

En burmotor kan ta fra fem til seks ganger sin normale fulllaststrøm.

Alle de mindre burmotorene som brukes i en gruve, som for eksempel i ansiktsutstyr, startes ved direktekobling. For å imøtekomme startstrømmen, er alle beskyttelsesanordninger i motorkretsen utformet slik at de ikke går ut i startperioden.

I løpet av perioden når motoren starter og går opp i fart, reduserer den kraftige strømmen den kraften som er tilgjengelig for de andre maskinene som deler distribusjonslinjene. Av denne grunn er rotorene til mange underjordiske motorer designet for å begrense den opprinnelige stigningen av strømmen så mye som mulig.

En metode for å begrense startstrømmen er å gi rotoren en dobbel eller til og med et trippel bur. Strømmen kan også begrenses av nøye utforming av burstangene.

Fig. 11.5 viser en skisse av en dobbeltbårrotor, og Fig. 11.6 illustrerer seksjoner rotorbjelker som vanligvis brukes i dobbeltbårrotorer. Faktisk er dobbeltboringsrotor konstruert med en høy motstandsbeholder satt inn i overflaten av kjernen, og et lavmotstands kobberbur satt godt inn i kjernen.

Ved startpunktet, når rotoren er stasjonær, er frekvensen av emf indusert i burstengene, som avhenger av forskjellen mellom rotor- og rotasjonsfelthastighetene, omtrent 50 c / sie tilførselsfrekvensen.

Ved denne frekvensen er kobberburet som er omgitt av jern en meget høy induktiv reaktanse som hindrer at stor strøm strømmer inn i den. Strømmen indusert i det ytre buret er tilstrekkelig til å tillate motoren å starte med et høyt dreiemoment (opptil to ganger normalt belastningsmoment), men motstanden til buret begrenser startstrømmen.

Når motoren samler fart, blir forskjellen mellom rotor- og rotasjonsfelthastigheten sterkt redusert, og frekvensen av den induserte emf blir mye lavere. Reaksjonen til kobberburet er derfor veldig mye mindre, strømmen indusert i det er følgelig sterkere (selv om den induserte emf blir mye mindre) og buret tar over hovedoppgave å produsere dreiemoment.

Det er også tredobbelt burrotor, som har tre separate bur. Den starter på et meget høyt motstandsbok, og et andre mellomliggende bur tar over før hovedbåren endelig kommer i full drift. Det er imidlertid en annen type rotor med et enkelt bur som opererer på en måte som ligner på en dobbelt burrotor. Den har barer med spesialdesignede tverrsnitt som vist på figur 11.6, og viser to mulige former.

En stor del av hver stolpe er satt dypt i kjernen, og denne delen har en høy reaktans ved start. Strømmen strømmer bare i de små delene nær overflaten som gir høy motstand mot kraftige strømmer. Motoren starter derfor med et høyt dreiemoment og moderat startstrøm.

Når motoren samler fart, reduseres reaktansen til de dype settdelene av stengene, slik at strømmen kan strømme fritt gjennom hele hver stang. Kassen fungerer da som en lavmodstandsbur.

La oss kort diskutere uttrykkene for startmoment (T s ) og startstrøm (I s ), som i ekvivalentdiagrammet som vist i figur 11.7. Disse uttrykkene er gitt som de vil være nyttige for de elektriske ingeniører i å forstå ytelsen og problemene til induksjonsmotorer.

Hvis P 1 = Strøminngang, V 1 = Inngangsspenning til stator, og I 1, = inngangsstrøm til stator, og cos φ 1 er effektfaktoren, da

Strøminngang per fase

Ut av dette blir I 1 2 R, forsvunnet i statorviklingene, og tapet (-E 1 ) I 1 oppvarmer kjernen på grunn av hysterese og hvirvelstrømmer. Her R1 = Stator Resistance, og E1 = Stator-inducerte emf per fase.

Derfor kan P 1 uttrykkes på følgende måte:

Vinkelen mellom vektorene (-E1) og (-) I2 er (som vist på figur 11.7 (b), som viser vektordiagram over en induksjonsmotor) som mellom E2 og I2 i rotoren, vist som φ 2 . Siden (-E1) er spenningskomponenten forbundet med den felles flux, og (-I2) er den nåværende komponenten ekvivalent med rotorstrømmen, så (-E1, ) (-I2) Cos φ2 må være kraft levert av transformatorvirksomhet til rotoren, dvs.

Dette kan forklares som ute av kraften som leveres til rotoren, fraksjonen s brukes i selve rotoren og tapt i rotoren som varme. Nå vises ikke de resterende (1-s) P 2 i vektordiagrammet blant rotorkvantumene.

Faktisk blir den omgjort til mekanisk kraft, og utviklet ved rotorakselen, som derfor kan uttrykkes som:

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

. . . Det hele kan uttrykkes som:

Dvs. rotorkraften vil alltid bli delt i dette forholdet. Faktisk er dreiemomentet direkte proporsjonalt med rotorinngang, P 2 ; og som i seg selv er proporsjonal med statorinngang, med tanke på at statortapene skal være små. Derfor er motorinngangen direkte proporsjonal med dreiemomentet for en gitt hovedstrøm og stator spenning.


5. Startutstyr for induksjonsmotorer:

Startutstyr er nødvendig for å redusere motorens startstrøm. Og dette gjøres ved hjelp av eksternt kontrollutstyr. Disse metodene er star-delta start, og autotransformer starter.

Disse brukes til tider med tyngre motorer som de som brukes til å kjøre kraftige pumper etc. I slike motorer dersom strømforsyningen vil bli forstyrret, hvis direkte forsyning brukes til å starte motoren på grunn av kraftig startstrøm.

Star-Delta Starter:

En maskin som er konstruert for star-delta-start (i motsetning til en maskin som er konstruert for start av direkte linje eller automatisk transformator), vil ha to ender av hver fase hentet fra separate terminaler, noe som gir totalt seks terminaler for statorfeltet. En bryter kobles deretter til kretsen, som vist i figur 11.8, slik at statorfeltforbindelsen kan endres ved å endre bryterens stilling.

Systemet fungerer på denne måten - utstyret er startet med statoren tilkoblet i stjerne; Når maskinen har nådd full fart, byttes bryteren over, slik at statorviklingene er koblet i delta, og maskinen går gjennom normal drift med deltaforbindelse.

For en gitt feltvikling brukes strømmen når fasene er koblet til stjerne, er mindre (ved

) enn strømmen som brukes når fasene er koblet til delta. Med stjerneforbindelse blir fasen til fasespenning påført to faseviklinger i serie, mens med deltaforbindelse er full spenning påført bare over en fasevikling.

Startstrømmen er derfor omtrent to ganger fulllaststrøm. Star Delta-start reduserer også startmomentet, til en viss grad, men det kan ikke være mulig å starte motoren på full belastning.

Under starten som viklingen er koblet midlertidig til stjerne, blir fasespenningen redusert til

= 0, 58 normal og motoren oppfører seg som om auto-transformatoren ble ansatt i et forhold på 0, 58. Startstrømmen per fase er I S = 0, 58I Sc, linjestrømmen er (0, 58) 2 x I = 0, 33I Sc . Startmomentet er en tredjedel av kortslutningsverdien

Denne metoden for å starte er billig og effektiv, så lenge startmomentet ikke er nødvendig for å overstige om lag 50 prosent av fulllastmomentet. Den kan brukes til maskinverktøy, pumper etc.

Stator Resistance Start: (SRS) :

Som vi vet fra prinsippene for induksjonsmotorer, at utgangen og dreiemomentet for et gitt slip varierer som kvadratet av den påførte spenningen. Derfor betyr enhver reduksjon i spenningen som er den samtidige reduksjon av startmomentet.

Og dette prinsippet følges i statormotstands-startmetoden ved å koble tre fase eksterne motstandsenheter i serie med statorterminalen. Fig. 11.8 (a) viser den enkle krets for denne typen start.

Når statorinngangsspenningen er redusert (ved å justere den eksterne statormotstandsenheten) fra sin normale verdi, si til fraksjonen x, endres nullstrøm- og kortslutningsstrømmene i nesten samme forhold. Men hovedflussen, som er over konstant belastning, er omtrent konstant, bestemmes av den påførte spenningen og vil redusere vesentlig i forhold til den reduserte spenningen.

Magnetiseringsstrømmen vil på samme måte bli redusert, så lenge magnetkretsen ikke er høyt mettet. Videre er kjernetapene proporsjonale grovt til kvadratet av strømningsdensiteten og følgelig av spenningen; Den aktive komponenten i ikke-laststrømmen vil bli redusert i forhold til spenningsfallet.

Mens kortslutningen er gitt ved kvoten til påført spenning og kortslutningsimpedans, vil det være en nær tilnærming til en lineær funksjon av den tilførte spenningen. Derfor, hvis startstrømmen reduseres med en brøkdel, si x, med normal verdi, vil startmomentet også reduseres med x 2 av sin normale verdi.

Auto-Transformer Starter:

Startstrøm kan også reduseres ved å koble to automatiske transformatorer i 'V' over de tre faser av statorviklingen som vist på figur 11.9. Auto-transformatorene har den effekten å redusere spenningen på statorviklingen, slik at motorens startstrøm reduseres.

Når maskinen nærmer seg full hastighet, slås de automatiske transformatorene ut, slik at full spenning deretter påføres statoren. Her reduseres også startmomentet til en viss grad. Fig. 11.9 viser at auto-transformatoren brukes til å redusere fasespenningen til brøkdelen x med normal verdi. Da er motorstrømmen ved start s = xl sc, og startmomentet T s = X 2 T sc

Dette er akkurat det samme som ved å sette motstand i statorkretsen for å redusere spenningen. Men i denne metoden er fordelen at spenningen reduseres med transformator, ikke av motstanden.


6. Slipring Induction Motors:

Slipring-induksjonsmotorer opererer på samme induksjonsprinsipp som ekorns burmotorer. De adskiller seg imidlertid fra ekornekassemotorer i form av rotor ansatt og i fremgangsmåten for å starte. Til forskjell fra burmmotorer kan hastigheten på glidemotoren styres.

Generelt brukes slipmotorer til tungt arbeid, for eksempel kjøring av store kompressorer og hovedtransport, hvor høy effekt og nærkontroll av startstrøm er avgjørende. Selv i hovedvifter brukes slipmotorer.

Stablene til slipemotorene er de samme som for ekornekassemotorer, men rotoren til en glidemotor består av en trefasvikling dannet av kobberledere, og settes inn i en laminerte, myke jernkjerne.

Ledere og viklinger er isolert fra hverandre og fra kjernen, og hele isolasjonen er impregnert med spesiell lakk av elektrisk klasse. Den ene enden av hver fasevindling er koblet til et stjernespunkt i rotoren, de andre endene av viklingene blir ført ut til tre glidere montert på rotorakselen.

Rotor slipringene er koblet til tre terminaler gjennom tre sett med børster. En starterenhet, som er koblet til klemmene, fullfører rotorkredsløpet eksternt.

Startenheten består av tre variable motstander som er koblet i stjerne. Den er koblet til de tre slipringsklemmene slik at hver fase av rotorviklingen har variabel motstand i serie med den, som vist i figur 11.10.

Motstanden til rotorkretsen kan derfor varieres av en ekstern kontroll. For å starte motoren er motstandene satt til høyeste verdi. Når tilførslen til statorviklingen er slått på, starter motoren sakte med høyt dreiemoment og relativt lav statorstrøm.

Motstandene reduseres gradvis, slik at motoren kan øke hastigheten, til de tre terminalene faktisk er kortsluttet og motoren går i full fart. En glidemotor kan gjøres for å kjøre under maksimalhastigheten ved å etterlate deler av de ytre motstandene i serie med rotorviklingene.

Den faktiske hastigheten til motoren vil avhenge av lasten den kjører og mengden motstand igjen i kretsen. Kontroll med et betydelig spekter av hastigheter er mulig med denne metoden, men det bør tas hensyn til dreiemomentets hastighetsegenskaper, ellers kan motoren bli skadet.

Kortslutningsutstyr:

En motor som er beregnet til å kjøre kontinuerlig med en hastighet, som for eksempel en motor som driver en kompressor, er noen ganger utstyrt med en mekanisme for kortslutning av slipringene, slik at rotorkredsløpet kan fullføres i maskinen. Børstene kan heves på samme tid, slik at børstetrykket reduseres til et minimum.

Hvis en maskin er utstyrt med en kortslutningsbryter, er starteren bare koblet til rotoren i løpet av den faktiske startperioden som vist på figur 11.10. Når motoren har gått i fart, opererer kortslutningsbryteren, vanligvis ved hjelp av et håndtak på siden av glidelåsen, og motoren går da som en internt tilkoblet maskin.

Maktfaktor:

Alle ekorns bur- og slipring-induksjonsmotorer kjører med en lavere effektfaktor. Induksjonsmotorer som kjører på full belastning, har vanligvis effektfaktorer mellom 0, 8 og 0, 9, avhengig av maskinens utforming. Hvis en motor kjører mindre enn fulllast, forringes effektfaktoren, under halv belastning kan den falle til så lav som 0, 5 eller en gang enda lavere.


7. Synkronmotorer brukt i miner:

Som en induksjonsmotor består en synkronmotor også av en stator med en rotor som går i den. Statoren, som for en induksjonsmotor, er viklet slik at det dannes et roterende felt når det kobles til en trefaset vekselstrømtilførsel. Rotasjonshastigheten avhenger av forsyningsfrekvensen og antall poler i feltet.

Rotoren har imidlertid, i motsetning til den for en induksjonsmotor, en eksitasjonsvikling som strømmer av en likestrømsforsyning. Tilførselen er tilført den med børster som bærer på to slipringer, og rotoren er viklet slik at et stabilt polarisert felt, som har det samme antall poler som statorfeltet, blir produsert.

Nå når statorfeltet er aktivert av en trefas vekselstrømtilførsel og rotoren er aktivert av en likestrømtilførsel, tiltrekkes hver pol av rotoren til en motsatt pol på det roterende feltet.

Rotorens poler følger derfor de tilsvarende roterende polene, slik at rotoren roterer med samme hastighet som statorfeltet, det vil si at den roterer med synkron hastighet og derfor kalles denne motoren. Hastigheten til denne typen motor er imidlertid uavhengig.

starter:

En synkron motor, som sådan, kan ikke starte på egenhånd fordi den ikke ga noe startmoment. Faktisk dreiemoment produseres kun når rotorpolene følger polene på det roterende feltet, slik at; før motoren kan kjøre sin belastning, må rotoren allerede kjøre ved omtrent synkron hastighet. For å starte en synkron motor må en metode brukes til å kjøre den opp til fart før rotoren aktiveres.

Ulike metoder har blitt brukt til å kjøre synkronmotorer opp til fart ved start. En metode er å bygge en liten separat induksjonsmotor, kalt en ponemotor på hovedakselen, men denne metoden er nå sjelden brukt. De fleste synkronmotorer som er i bruk på collieries, har en vikling innarbeidet i hovedrotoren, slik at den kan løpes opp som induksjonsmotor, ved hjelp av hovedfeltet.

De tre typene synkronmotor som vanligvis brukes ved kollierer, er synkron induksjonsmotor, auto-synkron og cagesynkronmotorer. Faktisk er disse preget av metodene for å starte dem.

Synkron induksjonsmotor:

En type synkron induksjonsmotor har en rotor med to viklinger. En vikling er eksitasjonsviklingen som er koblet til likestrømforsyningen via to slipringer. Den andre viklingen er en trefase induksjonsvikling koblet til startmotstandene via tre ytterligere slipringer. Motoren har derfor fem slipringer som vist i figur 11.11 (a).

Motoren startes som en slipring induksjonsmotor, med startmotstand. Når motoren har gått opp til omtrent synkron hastighet, er likestrømforsyningen tilkoblet, og induksjonsviklingen er åpen.

I en annen type synkrone induksjonsmotorer har rotoren en trefaset vikling med tre slipringer. Motoren er startet som en slipring med 7 startmotstander. Når motoren nærmer seg synkron hastighet, er likestrømforsyningen tilkoblet, og induksjonsviklingen er åpen circuited.

Med noen motorer brukes bare to slipringer av excitorforsyningen, en fase av rotorviklingen er uvirksom. Alternativt, i andre motorer, brukes alle tre slipringer, to faser av viklingene er parallelle og tredje i serie som vist i figur 11.11 (b).

Automatisk synkron motor:

En automatisk synkronmotor ligner en synkron induksjonsmotor, bortsett fra at den er konstruert for å eliminere behovet for bytte når motoren nærmer seg normal løphastighet. Rotorviklingen er permanent forbundet med eksitoren gjennom slipring og børster.

Motoren starter som en induksjonsmotor, med rotorkrets fullført gjennom DC-generatoren. Når motoren samler fart, strømmer likestrømmen i rotorviklingen i tillegg til den induserte vekselstrømmen. Når rotoren når synkron hastighet, induseres ingen strøm i rotoren, siden det ikke er noen relativ bevegelse mellom feltet og rotoren.

Cagesynkronmotor:

Rotoren av denne typen har bare exciterviklingen ført ut til slipringer, men det er også en form for bur innebygd i rotorkjernen. Motoren startes som en koagemotor. Når motoren nærmer seg synkron hastighet, er likestrømforsyningen slått på.

Når motoren er i gang, fungerer buret som en spjeldvind og forhindrer "jakt", dvs. små variasjoner i motorhastigheten som kan forårsake vibrasjoner. Auto-transformator start er vanligvis ansatt, men noen maskiner av denne typen startes ved direkte på linjeskift.

Excitasjonskrets:

Excitasjonsstrømmen for rotoren oppnås vanligvis fra en liten excitergenerator montert på samme aksel som rotoren, og danner en integrert del av maskinen. Den eneste eksterne tilkoblingen er derfor den normale hovedforsyningen.

En styringsenhet er tilveiebrakt, som gjør det mulig å variere strømmen som strømmer i rotorviklingen. For en gitt belastning er det nødvendig med en viss minimal eksitasjonsstrøm. Dreiemomentet som motoren kan produsere avhenger av styrken på rotorfeltet. Hvis dette feltet er for svakt, vil det ikke utvikle tilstrekkelig dreiemoment for å kjøre lasten, og som følge derav oppstår stalling.

Maktfaktor:

Ved minimal eksitasjon kjører motoren med en lavt tilkoblet effektfaktor, mellom 0, 6 og 0, 8, avhengig av belastningen og utformingen av maskinen. Hvis eksitasjonsstrømmen økes over det minimum som er nødvendig for å kjøre lasten, forblir hastigheten og dreiemomentet konstant, men effektfaktoren forbedres.

Ved en viss verdi av eksitasjonsstrøm, oppnås enhetskraftfaktor. Hvis eksitasjonsstrømmen ytterligere økes, utvikler en ledende effektfaktor, og derfra blir ledende kraft lavere, da eksitasjonsstrømmen økes. Ved kraftig over-excitasjon kan en synkronmotor kjøre med en ledende effektfaktor så lav som 0, 6 eller mindre.

Bruker:

På grunn av deres vanskelige startegenskaper og det faktum at deres hastighet er uforanderlig, blir synkronmotorer bare brukt der det kreves en kontinuerlig kjøring med konstant hastighet.

Ved kollier brukes synkronmotorer vanligvis til kjøring av hovedvifter, ventilasjonsventilator og for kjøring av kompressorer. På grunn av deres evne til å kjøre på en ledende kraftfaktor, tilbyr disse motorer en metode for effektfaktorkorreksjon for kollierysystemet.


8. Isolasjonsmotstand av en induksjonsmotor:

Inspeksjon og vedlikehold av vekslende strømmer med jevne mellomrom er viktigst hvis en gruve må løpe jevnt. Operasjonen av den vanlige rutintjenesten er gitt nedenfor. Imidlertid kan ikke alle disse operasjonene utføres ine bye eller kullsyre, det vil si inne i gruven, og av denne grunn blir motorer som brukes under jorden på kullflaten eller i porten, jevnlig overført til overflaten for grundig overhaling.

Vedlikeholdsplanen for hver enkelt motor som gir inspeksjonsfrekvensene og kontrollene som må gjøres ved hver anledning, må utarbeides av den elektriske ingeniører som vurderer viktigheten og ytelsen til hver maskin. Og dette må følges nøye av ledelsen, samt av elektrikere og operatører og ingeniører.

Inspeksjon av isolasjonsmotstand:

I tilfelle av ekorrekuleinduksjonsmotor, isolasjon av statorviklingen og i tilfelle slipemotor, rotorens isolasjonsmotstand og også slipring, skal inspiseres fra tid til annen. Dette intervallet bør stilles inn av den elektriske ingeniører som vurderer driftsomgivelsene og ytelsen til motorene. Generelt er intervallet hver annen måned.

Som en veiledningslinje må det imidlertid gis regelmessig oppmerksomhet på følgende områder:

Motorens tilstand på grunn av inntrengning av smuss:

(1) Kullstøv og fuktdeponering skal kontrolleres regelmessig.

(2) Krymping av isolasjonen som vil ha en tendens til å gjøre viklingene løs i sporene deres, bør kontrolleres.

Middel:

(i) Med regelmessige mellomrom skal motoren rengjøres ved å blåse varm og tørr luft eller ved baking eller ved oppvarming med pærer med høy effekt.

(ii) Viklingen skal ryddes av fuktighet.

(iii) Etter denne operasjonen skal viklingen tørkes, lakkert og deretter bakt ved 90 ° til 100 ° C i minst 6 til 8 timer.

(3) Spritt og slitt lakk vil gjøre isolasjonen sårbar mot penetrasjon av smuss og fuktighet.

Middel:

Vinkelen skal bake riktig og deretter lakkert.

(4) Aldring eller bruk av isolasjon, ledninger, slipringer, lagre, klemmer og stenger, bør kontrolleres.

Middel:

Aldrende og slitte isolasjonsledninger, slipringer, lager, terminalen skal byttes ut.

(5) Tegn på gnidning mellom rotor og stator og dens årsak bør legges merke til.

Middel:

Leie skal byttes ut og / eller endebeslag med slitt eller skadet lagerhus skal erstattes av nye.

(6) Fremfor alt bør en rekord av testresultater av isolasjonsmotstand holdes med jevne mellomrom.

Viktig Test:

(1) Isolasjonsmotstanden mellom statorviklingene og jorden testes periodisk ved bruk av standard isolasjonsmotstandstester, som Megger eller Metro. Verdien av suksessive tester registreres, slik at enhver tendens til at isolasjonen forverres, kan noteres.

Hvis fasene til statorviklingen ikke er sammenkoplet internt, dvs. hvis det er seks ledere til statoren, kan isolasjonsmotstanden mellom hvert par faser også tas og registreres. Ved en sårrotormotor måles og registreres isolasjonsmotstanden mellom slipringene og rotorakselen.

(2) Med regelmessige mellomrom anbefales det å kontrollere motstanden til viklingene når statoren er tilkoblet internt, det vil si i det tilfellet det vil være tre ledninger, motstanden mellom hvert par ledninger er fastslått med en direkte avlesnings-ohm måler.

Men hvis statoren har seks ledninger, er motstanden til hver fase funnet ved å teste mellom de to ender av hver vikling. I begge testene skal de tre avlesningene som er oppnådd, være omtrent like. Opptakerne oppgir vanligvis verdien i testbeviset. Den målte motstanden skal være lik den verdien. Ved denne testen kan inter-turn kort, eller til og med noen feil som utvikles i forbindelsen, bestemmes.