Wirbelstrom-Anlasser - Automatische und zuverlässige Anlasser für die Elektromotoren
Noch nicht lange her, gehörten die Widerstands-Anlasser und die Flüssigkeits-Anlasser zu den meist angewandten Anlasser -Typen in Polen. In der Praxis bereiten sie zahlreiche Probleme beim Betrieb wegen der langen Anlaufzeit, hohen Pannenqoute und großer Wartungsanspruch so wie Umweltbedrohung, vor. Die Wirbelstrom-Anlasser, die von der Firma Partner Serwis angeboten werden, schalten die oben genannten Unbequemlichkeiten, dank ihren modernen Lösungen, praktisch völlig aus.
Das breite Angebot beinhaltet die Herstellung von Anlasser für induktive Käfigmotoren und Ringmotoren so wie für Synchronmotore mit asynchroner Bewegung. Die erheblichen, Anfangswerten des Anlaufstroms verursachen das Entstehen von großen dynamischen Kräften, die die Gefährdung der Beschädigung von den mechanischen Elemente innerhalb des Motoren verursachen (vor allem der Wicklung).
Außer den dynamischen Auswirkungen, ist die Wärmemenge im Motor die Ursache von Beschädigung der Isolierung und der elektrischen Anschlüsse, vor allem in den Bereichen, wo es schwierig ist, die Wärme abzuleiten, wie z.B. der Rotor. Neben dem Anlaufstrom, kann der Stoßcharakter des Anlaufmoments auch die Ursache für die Beschädigung von Lager, Getriebe so wie der ganzen angetriebenen Maschine sein. Mit dieser Art von Gefahren ist vor allem bei Motoren von mittlerer und großen Leistung, so wie bei häufig wiederholtem Anlauf zu rechnen.
Große Werte von Anlaufstrom, verursachen einen Spannungsabfall im Versorgungsnetz, was besonders nachteilig, wegen der hohen Einsatz von präzisen Automatik und Informatik, ist. Die Aufgabe eines Wirbelstrom-Anlassers ist, den Anlaufstrom zu begrenzen, den Anfangsanlaufmoment in den Käfigmotoren und in den Synchronmotoren mit asynchroner Bewegung zu mildern, oder das Anlaufmoment im Falle der Ringmotoren zu steigern.
Das Funktionsprinzip eines Wirbelstrom-Anlassers stützt sich auf der Nutzung vom Effekt der Entstehung vom Wirbelstrom in festen ferromagnetischen Stoffen, unter dem Einfluss vom zeitlich variablen magnetischen Strahl. Der fließende Anlaufstrom des Motoren wird im magnetischen Kreis des Anlassers, eine Wechselmagnetfeld von der Frequenz, die der Frequenz des Strom gleich ist, schaffen. Ein Teil der vom Versorgungsquelle bezogenen Energie, wird in der Anlaufzeit im Wirbelstrom-Anlasser als Wärme und als Energie des magnetischen Feldes angesammelt. Der Empfänger, dessen Rolle hier der Anlasser spielt, darf mit Parameter des angenommenen Widerstands Rr2 und der Reaktanz Xr2 des Kerns (der sekundären Seite) und Widerstands Rr1 und Reaktanz Xr1 der Wicklung (der primären Seite) beschrieben werden. Die Ausdrücke zur Bestimmung der elektrischen Parameter des Kern des Anlassers sind kompliziert und werden auf Grund der Analyse des elektromagnetischen Feldes für die nicht lineare ferromagnetische Umfeld, die durch Stahlelemente der Säulenkerne gebildet sind (fester ferromagnetischer Stoff).
Die Analyse basiert auf den Maxwell-Gleichungen für die lineare Umwelt, mit Korrekturen von Nejman, unter Berücksichtigung der Variabilität der magnetischen Durchlässigkeit in das Kernmaterial. Je nach Art des Motors wird der Stator Kreis vom Käfigmotor, vom Synchronmotor oder der Kreis des Rotors vom Ringmotor eingeschaltet. In Reihe mit dem Motor eingeschaltet, reduziert die Auswirkungen vom Anlauf durch Herabsetzung der Versorgungsspannung. Der abnehmende Wert der Anlaufstroms in der Winkelgeschwindigkeitsfunktion, und der Zuwachs des Motorleistungsfaktors im Laufe seines abnehmenden Schlupfs, bei unveränderter Anlassersleistung, verursacht eine milde Spannungserhöhung auf den Motorklemmen. Dieses Phänomen hat praktische Bedeutung, da er das Drehmoment des Motors in der Endphase des Anlaufs erhöht, und die ungünstigen Stoße von Strom und Anlaufmoment im Moment des Kurzschlusses vom Anlasser vermindert.
Die ist besonders von Nutzen bei Anwendung des Stator-Wirbel-Anlassers für den asynchronen Anlauf des Synchronmotors, wo der Spannungsanstieg in der Endphase des Anlaufs die Synchronisierung des Motors vereinfacht. Weil der Konstrukteur die Veränderlichkeit des Motorleistungsfaktors auf der Etappe des Projektes vom Anlasser in Betracht genommen hat, ist es möglich, sowohl finanziell als auch technisch optimale Anlaufsysteme anzubieten.
Um den Anlaufstrom zu begrenzen und das Anlaufmoment zum Wer zu erhöhen, der durch die Art des Anlaufs bedingt ist, werden die Ringmotoren mittels Wirbelstrom-Anlasser durchgeführt, die in den Kreis des Rotors eingeschaltet sind. Nach der Motoreinschaltung entstehen in den festen ferromagnetischen Elementen des Anlasserkerns Verluste der aktiven und passiven Leistung, von dem Wirbelstrom als Ergebnis des Motoranlaufstrom, der durch die Wicklungen des Anlassers durchfließt.
Weil die Verluste der aktiven und passiven Leistung im Kern und dadurch Ersatzparameter des Widerstands und der Reaktanz des Anlassers, von der Frequenz und vom Wert der Anlaufstroms abhängig sind (magnetischer Durchlässigkeit der Kernelemente), ändern sich diese von selbst im Laufe des Anlaufs. Als Ergebnis davon gelten stufenlose Verläufe der Charakteristiken M=f(s) und I2=f(s).
Durch das Drehmoment, bietet der Wirbelstrom-Anlasser einen festen oder monoton variablen Wert der Beschleunigung vom Antriebssystem. Die Art der Variation des Widerstandes und der Reaktanz des Anlassers und somit die Formung von Charakteristiken des Moments und des Anlaufstroms des Motoren, sowohl mit dem Wirbelstrom- als auch mit dem Stator- Anlasser, werden durch die Änderung der Spulenabhängen des Wirbelstrom-Anlassers realisiert.
Ein wesentlicher Bestandteil der Konstruktion ist das Wirbelstromsegment des Anlassers. Es besteht aus drei gewickelten, mit Jochen verbundenen Säulen (oberen und unteren) nach Muster des Transformators (Abbildung 3). Den Kern von jeder Säule bilden feste ferromagnetischen Elemente. Von der Art des Anlaufs der Betriebsmaschine und des Anlaufmotoren, werden die Anlasser als ein- oder zweiteilig gebaut - mit einer zusätzlichen Widerstandsabteilung oder ohne die.
Für den ganzen Betrieb des Anlassers ist ein spezielles Steuerungssystem verantwortlich. Das System steuert die Schaltschützen, die zwischen den einzigen Abteilungen des Systems zur Zeit des Motorenanlaufs umschalten.
- Automatisierung des Motorenanlaufs,
- flüssiger Anlauf,
- automatische Anpassung des Anlaufprozesses an die aktuelle Belastung der Maschine,
- Anpassung des Anlassers an die Typenreihe für mehrere Motoren von verschiedenen Leistungen und Parameter,
- Beseitigung eines zusätzlicher Kühlfaktors wie: Öl und Wasser,
- einfache Struktur, hohe physische Sicherheit,
- langjähriger Betrieb auch ohne Wartung,
- wettbewerbsfähiger Preis im Vergleich zu anderen Motoranlaufsystemen.
Das, beim Entwerfen der Anlasser erforderliche, Kenntnis der Antriebssysteme erlaubt uns, die preisgünstigsten und auch aus der technischen Sicht die besten Anlaufsysteme anzubieten. Die Ausrüstung des Anlassers in elektrische Apparatur wird auf individuellen Auftrag des Kunden realisiert und ist von dem Arbeitsort und von den Betriebsbedingungen abhängig. Die angebotene Steuerungssysteme ermöglichen die Steuerung durch die übergeordneten Systeme.
Die Wirbelstrom-Anlasser dürfen in Motoren ohne Begrenzung ihrer Leistung in den Antriebssystemen von leichtem, mittleren und schweren Anlauf angewandt werden, und garantieren zugleich mehrmalige Anläufe des Motoren nacheinander. Wegen ihrer Konstruktion, können die Anlasser viele Jahre lang auch ohne Wartung betrieben werden. Solide Stahlkonstruktion des Kerns der Anlasser und verstärkten Wärmeisolierung der Wicklung ermöglicht den Betrieb auch in den schwierigsten Bedingungen.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile der Wirbelstrom-Anlasser haben dazu geführt, dass diese die Anwendung in folgenden Antrieben gefunden haben:
- Bandförderanlagen,
- Kegelmühlen,
- Backenbrecher,
- Zerdrücker,
- Pumpen,
- Ventilatoren,
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- Pressen,
- Hüttenscheren,
- Läufer,
- Aufzügen,
- und anderen.
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Die Anlasser für Motoren von 400 - 2000 kW besitzen die Zulassung von der Höheren Behörde für den Bergbau zur Anwendung in den unterirdischen Bergbauwerken.
GE-115/05
GE-25/07
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