Sélection d'équipements pour le démarrage de moteurs électriques synchrones
L'une des raisons qui limitaient auparavant l'utilisation de moteurs synchrones, était la complexité des dispositifs et les modalités de leur lancement. Actuellement, l'expérience opérationnelle et les travaux expérimentaux ont prouvé la possibilité de simplifier considérablement les méthodes de démarrage des moteurs électriques synchrones.
Le démarrage asynchrone des moteurs électriques synchrones dans la majorité des cas peut être effectué à partir de la pleine tension du réseau, et l'excitatrice dans des conditions de démarrage légères arrive directement à l'enroulement du rotor. Dans ce cas, les circuits de commande sont proches dans leur simplicité des circuits de commande des moteurs électriques asynchrones à rotor à cage d'écureuil.
Dans les cas où, selon les conditions du réseau électrique, le démarrage direct du moteur électrique est impossible, des schémas sont utilisés pour démarrer sous tension via un réacteur ou un autotransformateur (pour les moteurs électriques haute tension) et via une résistance active dans le stator (pour les moteurs électriques basse tension).
De par la nature de l'alimentation de l'enroulement du moteur, les méthodes de démarrage suivantes sont utilisées :
1. connexion noire de l'excitatrice à l'enroulement du rotor,
2. connecter l'excitatrice à l'enroulement du rotor par l'intermédiaire d'une résistance qui, en fin de course, est surmontée par le contacteur d'excitation.
Le démarrage par la première méthode est utilisé dans des conditions légères lorsque le moment de résistance du mécanisme lors du démarrage ne dépasse pas 0,4 de la valeur nominale (moteurs-générateurs, compensateurs synchrones, compresseurs alternatifs et centrifuges sans démarrage d'une charge, les pompes démarrent avec une vanne fermée et etc).). La même commutation est possible à des couples résistants élevés si elle est confirmée par le constructeur du moteur.
Dans des conditions de démarrage plus sévères (broyeurs à boulets, mélangeurs, ventilateurs et compresseurs démarrés en charge, pompes à vanne ouverte, etc.), il est réalisé par la seconde méthode. La valeur de résistance est prise égale à 6 à 10 fois la résistance de l'enroulement du rotor. Avec cette résistance, l'énergie du champ magnétique du moteur est éteinte pendant les arrêts et pendant le fonctionnement de la protection.
Pour les gros moteurs critiques qui sont protégés contre les dommages internes et utilisés pour les entraînements à longue course (par exemple, les générateurs de moteur), un circuit avec suppression de champ par résistance de décharge peut être utilisé.
Le contacteur d'excitation, lorsqu'il est utilisé, est réalisé avec un verrou, ce qui rend le fonctionnement du moteur après son démarrage indépendant des circuits de commande et de l'opérabilité de la bobine du contacteur.
L'activation du contacteur d'excitation, ainsi que le déclenchement du disjoncteur ou du démarreur à minimum de tension, sont effectués par le relais de courant en fonction du courant d'appel stator, qui chute lorsque la vitesse synchrone est atteinte (environ égale à 95 % de la vitesse synchrone). vitesse).
À la fin du démarrage, la bobine du relais de courant est retirée du circuit pour éviter que le relais ne s'allume de manière répétée lorsque la charge est déconnectée. L'impulsion du relais de courant est alimentée par deux blocs relais temporisé, qui créent une temporisation supplémentaire avant l'application de l'excitation.
Dans les sous-stations avec des circuits à courant alternatif, les relais de verrouillage sont alimentés par des redresseurs à semi-conducteurs.
Lorsque la tension d'alimentation chute à 0,75-0,8 de la valeur nominale, l'excitation du moteur est forcée à la valeur limite, qui est automatiquement supprimée lorsque la tension monte à 0,88-0,94 de la valeur nominale.
L'excitation forcée augmente la stabilité du fonctionnement parallèle du système d'alimentation en mode d'urgence, le niveau de tension sur les bus des consommateurs et la stabilité du variateur lui-même.
Les types de protection suivants sont couramment utilisés pour les moteurs synchrones :
1. à basse tension :
un. Protection contre les surintensités dispositif automatique d'installation avec déclencheur électromagnétique qui protège contre les courts-circuits et avec déclencheur thermique qui protège le moteur contre les surcharges et le fonctionnement en mode asynchrone,
b. protection zéro, fonctionnant immédiatement ou avec une temporisation jusqu'à 10 secondes,
2. à haute tension :
un.protection de courant maximum, protection contre les surcharges et contre le fonctionnement du moteur en mode asynchrone, assurée par un relais à caractéristique dépendante limitée de type IT, avec un caractère de choc de la charge, lorsque les réglages des relais de courant sont augmentés, un relais d'interruption de champ est installé, également appelé relais de courant zéro (RNT) qui peut agir sur un signal ou couper le moteur,
b. protection différentielle longitudinale par relais ET521, pour moteurs électriques d'une puissance de 2000 kW et plus,
° C. protection contre les défauts à la terre pour les courants de défaut à la terre supérieurs à 10 A, assurée par des relais de courant ETD521 répondant aux courants homopolaires,
e. protection zéro — individuelle ou de groupe.
Pour la mesure et la lecture de l'énergie, un ampèremètre est installé dans le circuit du stator, un ampèremètre à double extrémité dans le circuit d'excitation et des compteurs pour actifs et énergie réactive... Pour les moteurs d'une puissance de 1000 kW et plus, un wattmètre avec un interrupteur pour mesurer la puissance active et réactive est également installé.
Les stations de contrôle sont utilisées pour contrôler les moteurs synchrones.
Les moteurs synchrones sont généralement fabriqués avec une excitatrice sur le même arbre. Dans le cas d'une excitatrice autonome, un boîtier supplémentaire avec un contacteur de verrouillage permet de commander l'excitatrice.