摘要:本文介绍同步电机变频起动的原理、方式和效果,采用电力系统仿真软件ETAP对同步电机变频起动过程进行仿真分析,结果表明变频起动过程平滑、起动电流小,对电网冲击很小。
0 引言
同步电机凭借其优异的性能在工业生产中有着广泛的应用。同步电机接于频率一定的电网上运行时,其转速恒定,不会随负载变动,且功率因数可调节,故在需要改变功率因数和不需要调速的场合(如大型空气压缩机、粉碎机、离心泵等)常优先采用同步电机。但是它最大的缺陷是起动困难,不能直接起动。
1 同步电机起动方法
同步电机仅在同步转速时才产生恒定的同步电磁转矩。同步电机起动时,若把定子直接投入电网,在转子加上直流励磁,则定子旋转磁场将以同步转速旋转,而转子磁场静止不动,定、转子磁场间具有相对运动,作用在转子上的电磁转矩快速地正、负交变,平均转矩为零,电机不能自行起动。为使同步电机起动起来,必须借助于其它方法。目前,同步电机常用起动方法有异步起动和变频起动。
1.1异步起动
多数同步电机起动使用异步起动法,在电机的主极极靴上装设笼型起动绕组,该绕组类似于感应电机转子上的笼型绕组。同步电机异步起动时,先将励磁绕组接到限流电阻,再让定子绕组接上三相交流电源,依靠定子旋转磁场和转子起动绕组中感应电流所产生的异步电磁转矩,电机便能起动起来。待转速上升到接近于同步转速时,将励磁电流接入励磁绕组,使转子建立主磁场;这时依靠定、转子磁场相互作用所产生的同步电磁转矩以及凸极效应所引起的磁阻转矩,通常便可将转子牵入同步。
1.2变频起动
变频起动方式是利用晶闸管变频装置产生从零到额定频率值的变频电源,向电机定子绕组输入频率逐渐上升的三相交流电。这种起动方式能使同步电机平滑起动,对电网几乎没有冲击。变频起动方法有异步起动和同步起动,高压大功率同步电机一般采用异步起动方式。本文重点讲解同步电机变频起动。