SYNCHRONIZACJA SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH PRZEZ ZMIANĘ KIERUNKU PRZEPŁYWU PRĄDU WZBUDZENIA

Transkrypt

1 Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Nr 58 Politechniki Wrocławskiej Nr 58 Studia i Materiały Nr maszyny elektryczne, silniki synchroniczne dwubiegowe, synchronizacja, obliczenia polowo-obwodowe Paweł ZALASF F, Jan ZAWILAK * SYNCHRONIZACJA SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH PRZEZ ZMIANĘ KIERUNKU PRZEPŁYWU PRĄDU WZBUDZENIA W artykule przedstawiano wyniki obliczeń procesu synchronizacji dwubiegowego silnika synchronicznego z przełączalnymi uzwojeniami twornika i magneśnicy. Wykazano istotną zależność przebiegu procesu od chwili załączenia napięcia wzbudzenia. Zbadano wpływ sterowania wartością prądu wzbudzenia podczas synchronizacji na przebieg tego procesu. Obliczenia polowo-obwodowe wykonano dla wybranego modelu silnika typu GAe 1715/2t. Wyniki obliczeń zamieszczono w postaci wykresów czasowych. 1. WSTĘP Proces synchronizacji stanowi końcową fazę rozruchu silników synchronicznych. Załączenie napięcia stałego i przepływ prądu w obwodzie wzbudzenia wytwarza moment dynamiczny, który powoduje wzrost prędkości wirowania aż do prędkości synchronicznej. Chwila rozpoczęcia procesu synchronizacji ma istotny wpływ na jego przebieg. Niewłaściwa chwila włączenia napięcia wzbudzenia może powodować występowanie zmiennego momentu elektromagnetycznego o znaczącej amplitudzie, przepięcia w obwodach uzwojenia twornika, a nawet niezsynchronizowanie się silnika [8]. W celu zwiększenia wartości momentu dynamicznego, a tym samym skuteczności synchronizacji, stosuje się powszechnie forsowanie prądu wzbudzenia, często o wartości o 5 % większej od prądu znamionowego. Pozwala to na zwiększenie momentu synchronizującego, lecz powoduje również znaczne przeciążenia układu mechanicznego, co ma niekorzystny wpływ na bezawaryjną eksploatację układu napędowego. Ma to szczególne znaczenie dla silników dużej mocy stosowanych np. do napędów Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, Wrocław, ul. Smoluchowskiego 19, HUpaweł.zalas@pwr.wroc.plUH, HUjan.zawilak@pwr.wroc.plUH.

2 248 wentylatorów głównego przewietrzania kopalni głębinowych. Proces rozruchu tych napędów, ze względu na dużą wartość momentu obciążenia i momentu bezwładności, stanowi najistotniejsze zagadnienie wpływające na ich eksploatację. Tabela 1. Dane znamionowe dwubiegowego silnika synchronicznego typu GAe 1716/2t Table 1. Rating of two-speed synchronous motor type GAe 1716/2t Moc znamionowa kw Napięcie stojana V 6 6 Prąd stojana A Napięcie wzbudzenia V 1 78 Prąd wzbudzenia A Prędkość obrotowa obr/min Współczynnik mocy -,9 poj.,77 ind. Sprawność % 95,5 81, Tabela 2. Nominalne parametry wentylatora typu WPK 5,3 Table. 2. Rated performance parameters for fan type WPK 5,3 Wydajność nominalna m 3 /s 366,6/458,3 Sprawność maksymalna -,885 Masa kg 5438 Bezwładność kgm 2 37 W napędach tych stosowane są obecnie dwubiegowe silniki synchroniczne o ułamkowym stosunku prędkości np. 3 i 375 obr/min. Ze względu na koszty silniki dwubiegowe buduje się wykorzystując magnetowód i konstrukcję mechaniczną silników jednobiegowych. Odpowiednio dobrane dwie prędkości obrotowe zapewniają wystarczającą regulację wydajności wentylatora [3]. Jednym z przykładów jest dwubiegowy silnik synchroniczny typu GAe 1716/2t, którego podstawowe parametry zestawiono w tabeli 1 natomiast parametry napędzanego wentylatora typu WPK 5,3 w tabeli 2. Proces synchronizacji silnika dwubiegowego na większej prędkości obrotowej przebiega podobnie jak w silniku jednobiegowym. Istotne różnice pojawiają się podczas synchronizacji na mniejszej prędkości. Powodem tego jest różna liczba biegunów magnetycznych i mechanicznych wirnika [2, 6]. Celowo wytworzone odkształcenie pola magnetycznego magneśnicy powoduje, że w danej chwili czasowej poszczególne bieguny znajdują się w różnych warunkach magnetycznych [1]. Wskutek tego udział

3 249 poszczególnych biegunów w tworzeniu momentu napędowego nie jest jednakowy. Powoduje to wzrost elektromechanicznej stałej czasowej układu napędowego. Odpowiedni dobór chwili rozpoczęcia procesu synchronizacji silnika na tej prędkości wirowania pozwala skutecznie wprowadzić silnik w synchronizm. W układach napędowych o dużym momencie bezwładności i momencie obciążenia zwiększanie prądu wzbudzenia może być niewystarczające do wytworzenia odpowiedniego momentu synchronizującego i synchronizacji silnika. Celem niniejszej pracy jest pokazanie możliwości poprawy procesu synchronizacji silników synchronicznych pracujących w układach napędowych o dużym momencie bezwładności i obciążenia przez odpowiednie sterowanie wartością prądu wzbudzenia. 2. MODEL OBLICZENIOWY Analizę procesu synchronizacji przeprowadzono wykorzystując opracowany model polowo-obwodowy silnika typu GAe 1716/2t opisany w [7]. W części obwodowej modelu przyjęto symetryczny układ napięć zasilających V A, V B, V C, oraz uzwojenie stojana i magneśnicy L 1, L 2 o zmiennej indukcyjności i stałej rezystancji części czynnych. Wartości rezystancji oraz indukcyjności połączeń czołowych L cz uzwojeń twornika i magneśnicy przyjęto jako stałe. K1 TU S T1 T2 T3 Lcz Va L1 R Vb Vc T4 T5 T6 Lcz' L2 R' Rys. 1. Schemat części obwodowej modelu: uzwojenie wzbudzenia silnika dwubiegowego Fig. 1. Circuital part of model: excitation winding of two-speed motor

4 25 Widoczne na rysunku 1 łączniki umożliwiają przełączanie uzwojeń warunkujące zmianę liczby biegunów i prędkości obrotowej silnika. Zastosowany tyrystor TUŁS pozwala na załączenie napięcia stałego do obwodu wzbudzenia w określonej chwili czasowej. Wartość rezystancji R zwierającej obwód wzbudzenia podczas rozruchu przyjęto równą 1-cio krotnej wartości rezystancji uzwojenia wzbudzenia. Część polowa modelu uwzględnia częstotliwość i wartość napięcia zasilającego, nieliniowość elementów obwodu magnetycznego oraz ruch wirnika odwzorowywany za pomocą ruchomej powierzchni ślizgowej. W modelu uwzględniono klatkę wirnika o zmiennych parametrach prętów i stałych wartościach rezystancji i indukcyjności pierścienia zwierającego. W celu weryfikacji modelu wykonano pomiary modelu fizycznego badanego silnika oraz odpowiadające im obliczenia. Porównanie wielkości obliczonych i pomierzonych pozwoliło stwierdzić, że opracowany model polowo-obwodowy dwubiegowego silnika synchronicznego jest poprawny [7, 8]. 3. OBLICZENIA PROCESU SYNCHRONIZACJI Wykorzystując model polowo-obwodowy wykonano obliczenia procesu synchronizacji badanego silnika dwubiegowego. Przyjęto wartości momentu obciążenia z zakresu od,4 do,7 momentu znamionowego silnika na mniejszej prędkości wirowania. Uwzględniona w badaniach symulacyjnych zastępcza bezwładność układu napędowego (silnika z wentylatorem typu WPK 5,3) wynosi J z 4 kg m 2. Wykonane obliczenia dla momentu obciążenia,55m n wykazały, że skuteczny przebieg synchronizacji może zapewnić załączenie napięcia wzbudzenia gdy wartość kąta δ znajduje się w zakresie od (-9) do (-15) stopni, gdzie: δ - jest kątem między osią przepływu stojana a osią przepływu wirnika. Na rysunku 2 pokazano obliczone przebiegi prądu fazy A twornika I s, prądu wzbudzenia I w oraz napięcia U w na zaciskach uzwojenia wzbudzenia, momentu elektromagnetycznego i prędkości obrotowej podczas synchronizacji rozpoczętej dla wartości kąta δ równej (-45) stopni. Linią przerywaną zaznaczono chwilę rozpoczęcia procesu synchronizacji silnika. Obliczenia wykonano dla znamionowej wartości napięcia wzbudzenia. Korzystna chwila inicjacji procesu zapewniła skuteczną synchronizację silnika podczas pierwszej, po załączeniu napięcia wzbudzenia, współfazowości pól stojana i wirnika. Przyjmując takie same warunki: wartości napięcia wzbudzenia oraz momentu obciążenia silnika, wykonano obliczenia procesu synchronizacji rozpoczętego dla innej chwili czasowej tj. kąta δ równego 135 stopni. Wyniki obliczeń pokazano na rysunku 3.

5 251 a) 1 75 I s U w I w b) ,6 2,2 2,8 3,4 4, 4,6 5,2 5,8 6,4 7, 7,6 34 n[obr/min] c) 294 1,6 2,2 2,8 3,4 4, 4,6 5,2 5,8 6,4 7, 7,6 15 M[kNm] ,6 2,2 2,8 3,4 4, 4,6 5,2 5,8 6,4 7, 7,6 Rys. 2. Przebieg synchronizacji silnika rozpoczętej dla kąta δ = (-45) stopni: a) prądy twornika I s, prąd wzbudzenia I w, napięcie na zaciskach uzwojenia wzbudzenia U w, b) prędkość obrotowa, c) moment elektromagnetyczny Fig. 2. Motor synchronization in the moment when the agle δ = (-45) deg: a) armature currents I s, excitation current I w, voltage on excitation winding terminals U w, b) rotational speed, c) electromagnetic torque

6 252 a) 1 75 I s Iw 5 25 U w 25 5 b) ,6 2,2 2,8 3,4 4, 4,6 5,2 5,8 6,4 7, 7,6 3 n[obr/min] c) 292 1,6 2,2 2,8 3,4 4, 4,6 5,2 5,8 6,4 7, 7,6 15 M[kNm] ,6 2,2 2,8 3,4 4, 4,6 5,2 5,8 6,4 7, 7,6 Rys. 3. Przebieg synchronizacji silnika rozpoczętej dla kąta δ =135 stopni: a) prądy twornika I s, prąd wzbudzenia I w, napięcie na zaciskach uzwojenia wzbudzenia U w, b) prędkość obrotowa, c) moment elektromagnetyczny Fig. 3. Motor synchronization in the moment when the agle δ =135 deg: a) armature currents I s, excitation current I w, voltage on excitation winding terminals U w, b) rotational speed, c) electromagnetic torque

7 Jest to przykład kiedy inicjację procesu przyjęto w niekorzystnej chwili czasowej co spowodowało, że silnik nie osiągnął synchronizacji i ustaliła się praca asynchroniczna przy wzbudzonej maszynie. Obliczenia procesu synchronizacji wykonane dla momentu obciążenia o wartości większej od,55m n wykazały, że niezależnie od wyboru chwili rozpoczęcia procesu, dla znamionowej wartości napięcia wzbudzenia, silnik się nie synchronizuje. W takich przypadkach stosuje się powszechnie forsowanie prądu wzbudzenia w celu zwiększenia wartości momentu synchronizującego. Obliczenia procesu synchronizacji wykonane dla momentu obciążenia silnika o wartości,6m n wykazały, że pomimo zastosowania forsowania prądu wzbudzenia 1,5I wn proces nie kończy się skuteczną synchronizacją silnika. Na rysunku 4 pokazano obliczone przebiegi prądu fazy A twornika I s, prądu wzbudzenia I w oraz napięcia U w na zaciskach uzwojenia wzbudzenia, momentu elektromagnetycznego i prędkości obrotowej podczas synchronizacji rozpoczętej dla kąta δ równego stopni. Pomimo zastosowania forsowania prądu płynącego w uzwojeniu wzbudzenia synchronizacja jest nieskuteczna. Wymuszona, przez załączenie napięcia stałego, dodatnia wartość prądu wzbudzenia powoduje, w zakresie ujemnej wartości kąta δ, wytworzenie momentu hamującego. W wyniku jego działania następuje zmniejszenie prędkości obrotowej silnika. W wyniku dużego poślizgu silnik nie może osiągnąć prędkości synchronicznej i ustala się praca asynchroniczna przy dużych udarach momentu elektromagnetycznego i dużych wahaniach prędkości obrotowej (rys.4b,c). Dla przyjętych warunków obciążenia silnika skuteczną synchronizację zapewnia forsowanie prądem wzbudzenia o wartości przekraczającej 2,5I wn. Na rysunku 5 pokazano obliczone przebiegi prądu fazy A twornika I s, prądu wzbudzenia I w oraz napięcia U w na zaciskach uzwojenia wzbudzenia, momentu elektromagnetycznego i prędkości obrotowej podczas synchronizacji rozpoczętej dla kąta δ równego stopni i prądu wzbudzenia o wartości 2,5I wn. Duża wartość prądu wzbudzenia wywołuje pulsację momentu elektromagnetycznego o dużej amplitudzie a tym samym duże przeciążenia układu mechanicznego. Duże oscylacje prędkości (rys.5b) powodują zwiększenie czasu ustalenia się procesów przejściowych i czasu synchronizacji. Uzyskanie tak dużej wartości prądu forsującego wymaga również zwiększenia mocy urządzeń zasilających obwód wzbudzenia. Inną metodą, pozwalającą zwiększyć skuteczność procesu synchronizacji jest zastosowanie sterowania wartością prądu wzbudzenia. Celem regulacji prądu jest zminimalizowanie wartości momentu hamującego wytwarzanego przez silnik w zakresie ujemnych wartości kąta δ od (-18) do stopni oraz uzyskanie możliwie dużej wartości momentu dynamicznego w zakresie dodatnich wartości kąta δ od do 18 stopni. 253

8 254 a) 1 75 I s I w 5 25 U w 25 5 b) ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 38 n[obr/min] c) 288 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 2 M[kNm] ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 Rys. 4. Przebieg synchronizacji silnika rozpoczętej dla kąta δ = stopni i prądu wzbudzenia o wartości 1,5I wn : a) prądy twornika I s, prąd wzbudzenia I w, napięcie na zaciskach uzwojenia wzbudzenia U w, b) prędkość obrotowa, c) moment elektromagnetyczny Fig. 4. Motor synchronization in the moment when the agle δ = deg, value excitation current 1,5I wn : a) armature currents I s, excitation current I w, voltage on excitation winding terminals U w, b) rotational speed, c) electromagnetic torque

9 255 a) 1 75 I w U w I s b) ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 38 n[obr/min] c) ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 15 M[kNm] ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 Rys. 5. Przebieg synchronizacji silnika rozpoczętej dla kąta δ = stopni i prądu wzbudzenia o wartości 2,5I wn : a) prądy twornika I s, prąd wzbudzenia I w, napięcie na zaciskach uzwojenia wzbudzenia U w, b) prędkość obrotowa, c) moment elektromagnetyczny Fig. 5. Motor synchronization in the moment when the agle δ = deg, value excitation current 2,5I wn : a) armature currents I s, excitation current I w, voltage on excitation winding terminals U w, b) rotational speed, c) electromagnetic torque

10 256 Można to uzyskać np. przez impulsowanie napięcia stałego zasilającego obwód wzbudzenia w odpowiednio dobranych chwilach czasowych. Wyniki obliczeń charakterystyk podczas procesu synchronizacji badanego silnika z regulacją prądu wzbudzenia pokazano na rysunku 7. Moment obciążenia przyjęto równy,6m n a proces synchronizacji zainicjowano dla wartości kąta δ równej stopni. W przedstawionych obliczeniach jako chwilę wyłączenia napięcia wzbudzenia przyjęto wartość kąta δ równą 9 stopni, a ponowne załączenie tego napięcia następowało dla wartości kąta δ równej (- 9) stopni (rys. 7a). Przyjęty algorytm sterowania prądem wzbudzenia pozwolił zminimalizować wartość momentu hamującego i zapewnić skuteczną synchronizację dla znamionowego prądu wzbudzenia. Sterowanie prądem przez impulsowanie napięcia stałego zasilającego obwód wzbudzenia pozwala na skuteczną synchronizację silnika obciążonego momentem większym o 2% w porównaniu z forsowaniem prądu wzbudzenia 1,5I wn. Przeprowadzone obliczenia wykazały, że najkorzystniejszym algorytmem sterowania jest wyłączenie napięcia wzbudzenia dla wartości kąta δ równej 16 stopni i ponowne załączenie dla wartości równej (-75) stopni. Prąd wzbudzenia podczas procesu synchronizacji może być sterowany łącznikiem tranzystorowym umożliwiającym zmianę polaryzacji napięcia stałego zasilającego obwód wzbudzenia [4]. Pozwala to na określoną zmianę kierunku prądu płynącego w uzwojeniu wzbudzenia dla odpowiednio dobranej chwili czasowej, a przez to zmniejsza moment hamujący w czasie tego procesu. Schemat układu wzbudzenia z układem zmiany polaryzacji, popularnie zwanym układem H, oraz kondensatorem ochronnym pokazano na rysunku 6. Na rysunku 8 przedstawiono wyniki obliczeń procesu synchronizacji badanego silnika z układem zmiany polaryzacji. Moment obciążenia przyjęto równy,6m n a proces synchronizacji został rozpoczęty dla wartości kąta δ równej stopni. W przedstawionych obliczeniach jako chwilę zmiany polaryzacji napięcia wzbudzenia przyjęto wartość kąta δ równą 9 stopni, a ponowna zmiana polaryzacji tego napięcia następowała dla wartości kąta δ równej (-9) stopni. Załączenie ujemnej wartości napięcia wzbudzenia w chwili, gdy kąt δ osiąga wartość 9 stopni pozwala przeforsować dodatnią wartość prądu płynącego w uzwojeniu wzbudzenia i wymusić przeciwny kierunek jego przepływu (rys.8a). Powoduje to powstanie momentu dynamicznego o dodatniej wartości i wzrost prędkości wirowania w zakresie ujemnych wartości kąta δ od (-18) do stopni (rys.8b). Ponowna zmiana polaryzacji napięcia wzbudzenia w chwili, gdy kąt δ osiąga wartość (-9) stopni pozwala zminimalizować wpływ momentu hamującego i wymusić przeciwny kierunek przepływu prądu w uzwojeniu wzbudzenia w zakresie dodatnich wartości kąta δ od do 18 stopni. Wartość momentu hamującego powstającego w okresie przejściowym, podczas zmiany kierunku prądu, nie powoduje znaczącego zmniejszenia prędkości wirowania (rys.8b). Dzięki temu podczas kolejnej współfazowości pola stojana i wirnika poślizg silnika ma znacznie mniejszą wartość niż w początkowym etapie procesu synchronizacji. Powala to na

11 257 osiągnięcie przez silnik prędkości synchronicznej i skuteczną synchronizację (rys.8a). Podczas ciężkich rozruchów opisana zmiana kierunku prądu wzbudzenia musi następować kilkukrotnie zanim silnik zostanie wciągnięty w synchronizm. Sterowanie wartością prądu wzbudzenia przez zastosowanie łącznika tranzystorowego umożliwiającego zmianę polaryzacji napięcia stałego zasilającego obwód wzbudzenia powala na synchronizację silnika obciążonego momentem o wartości o 3% większej niż przy forsowaniu prądem 1,5I wn. Czas trwania procesu jest znacznie krótszy niż podczas regulacji prądu przez impulsowanie napięcia stałego. Przeprowadzone obliczenia wykazały, że najkorzystniejszym algorytmem sterowania, dla rozpatrywanego silnika dwubiegowego, jest zmiana kierunku prądu wzbudzenia dla wartości kąta δ równej 125 oraz (-55) stopni. Wybór odpowiedniej chwili zmiany polaryzacji napięcia zasilającego zależy od wartości stałej czasowej obwodu wzbudzenia. Va Vb Vc T1 T2 T3 T4 T5 T6 K1 TU S Lcz IGBT1 D1 L1 R IGBT3 D3 C IGBT2 D2 Lcz' IGBT4 D4 L2 R' Rys. 6. Schemat uzwojenia wzbudzenia wraz z łącznikiem tranzystorowym pracującym w układzie H i kondensatorem ochronnym Fig.6. Schema of excitation winding with transistor switch in H circuit and with protective capacitor

12 258 a) 1 75 I s U w I w b) ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 12, n[obr/min] c) ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 12, M[kNm] ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 12,5 13 Rys. 7. Przebieg synchronizacji silnika rozpoczętej dla kąta δ = stopni, regulacja prądu przez okresowe wyłączenie napięcia wzbudzenia: a) prądy twornika I s, prąd wzbudzenia I w, napięcie na zaciskach uzwojenia wzbudzenia U w, b) prędkość obrotowa, c) moment elektromagnetyczny Fig. 7. Motor synchronization in the moment when the agle δ = deg, current control by periodic switch off excitation voltage: a) armature currents I s, excitation current I w, voltage on excitation winding terminals U w, b) rotational speed, c) electromagnetic torque

13 259 a) U w I s I w b) ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 38 n[obr/min] c) ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 15 M[kNm] ,5 6,5 7,5 8,5 9,5 1,5 11,5 Rys. 8. Przebieg synchronizacji silnika rozpoczętej dla kąta δ = stopni, regulacja prądu przez zmianę polaryzacji napięcia wzbudzenia: a) prądy twornika I s, prąd wzbudzenia I w, napięcie na zaciskach uzwojenia wzbudzenia U w, b) prędkość obrotowa, c) moment elektromagnetyczny Fig. 8. Motor synchronization in the moment when the agle δ = deg, current control by change polarization excitation voltage: a) armature currents I s, excitation current I w, voltage on excitation winding terminals U w, b) rotational speed, c) electromagnetic torque

14 26 W chwili zmiany polaryzacji napięcia stałego zasilającego obwód wzbudzenia mogą powstawać przepięcia, w wyniku których może nastąpić uszkodzenie izolacji uzwojenia. W celu ochrony przepięciowej konieczne jest zastosowanie kondensatora ochronnego [5]. Na rysunkach 9 i 1 pokazano fragmenty przebiegów prądu wzbudzenia I w oraz napięcia U w na zaciskach uzwojenia wzbudzenia w chwili zmiany polaryzacji napięcia zasilającego podczas procesów synchronizacji dla przyjętych pojemności kondensatora ochronnego 1 mf i 1 mf. Zastosowanie kondensatora ochronnego nie wpływa w sposób istotny na przebieg procesu synchronizacji, a czas ładowania kondensatora jest zacznie krótszy od stałej czasowej obwodu wzbudzenia. 3 2 U w 1 I w ,5 5,9 6,3 6,7 7,1 7,5 7,9 Rys. 9. Przebieg synchronizacji silnika rozpoczętej dla kąta δ = stopni i kondensatora ochronnego o pojemności 1 mf: prąd wzbudzenia I w, napięcie na zaciskach uzwojenia wzbudzenia U w Fig. 9. Motor synchronization in the moment when the agle δ = deg with protective capacitor of 1mF: excitation current I w, voltage on excitation winding terminals U w

15 U w 1 I w ,5 5,9 6,3 6,7 7,1 7,5 7,9 Rys.1. Przebieg synchronizacji silnika rozpoczętej dla kąta δ = stopni i kondensatora ochronnego o pojemności 1 mf: prąd wzbudzenia I w, napięcie na zaciskach uzwojenia wzbudzenia U w Fig. 1. Motor synchronization in the moment when the agle δ = deg with protective capacitor of 1 mf: excitation current I w, voltage on excitation winding terminals U w 4. WNIOSKI Na podstawie wyników obliczeń polowo-obwodowych dwubiegowego silnika synchronicznego można stwierdzić, że sterowanie wartością i kierunkiem prądu wzbudzenia podczas procesu synchronizacji umożliwia: wytworzenie dodatniego momentu dynamicznego zarówno w zakresie dodatnich jak i ujemnych wartości kąta δ, zwiększenie skuteczności tego procesu: szczególnie istotne dla dużej wartości momentu obciążenia silnika, znaczne skrócenie czasu tego procesu, zmniejszenie pulsacji momentu elektromagnetycznego a tym samym zminimalizowanie udarów mechanicznych na wale układu napędowego, zmniejszenie mocy urządzeń zainstalowanych w obwodzie zasilającym uzwojenie wzbudzenia silnika.

16 262 LITERATURA [1] ANTAL L., ZAWILAK J., Moment dwubiegowego silnika synchronicznego o przełączalnych uzwojeniach twornika i magneśnicy, SME 23, Gdańsk Jurata, 9 11 czerwca, 23, s [2] ANTAL L., ZAWILAK J., Pole magnetyczne synchronicznego silnika jawnobiegunowego o dwóch prędkościach obrotowych, Prace Nauk. IMiNE. PWr. nr 44, Studia i Mat. nr 19, 1996, s [3] ANTAL L., ZAWILAK J., Wyniki badań dwubiegowego silnika synchronicznego, Masz. Elektr. Zesz. Probl. BOBRME Komel, 24, nr 68, s [4] SZKLARSKI L., ZARUDZKI J., Elektryczne maszyny wyciągowe, PWN, Warszawa-Kraków, [5] BARLIK R.,NOWAK M., HTechnikaH tyrystorowa, WNT, Warszawa, [6] ZAWILAK J., Uzwojenia zmiennobiegunowe maszyn elektrycznych prądu przemiennego, Prace Naukowe IMiNE. PWr [7] ZALAS P., ZAWILAK J.: Dwubiegowy silnik synchroniczny w ujęciu polowo-obwodowym, Prace Nauk. IMiNE. PWr. nr 56, Studia i Materiały nr 23, 23, s [8] ZALAS P., ZAWILAK J.: Wybór chwili załączenia napięcia wzbudzenia podczas synchronizacji silników synchronicznych, Masz. Elektr. Zesz. Probl. BOBRME Komel, 25, nr 71, s SYNCHRONIZATION PROCESS OF SYNCHRONOUS MOTORS BY CHANGE DIRECTION OF EXCITATION CURRENT The paper presents calculation results of synchronization process of two-speed synchronous motor with switchable windings of armature and field magnet. It has been proved that the beginning instant of excitation has quite great influence on dynamic states. The influence on control of excitation current value on synchronization process has been investigated. The calculations based on field-current model for motor type GAe1716/2t were performed. The results of calculations were presented as time curves of state variables.