直流传动中的两个主要问题及对策
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担。
脉 动 分 量 使 电 机 的 震 动 与 噪 声 增 大 ， 安 如 装 平 波 电抗 器 ， 出 波 形 会 有 所 改 善 ， 可 降 低 输 并 震 动 与 噪声 。 大 功 率 的可 控 硅 整 流 装 置 运 行 时 ， 次 谐 高 波 电 流 的 存 在 会 引 起 电 网 电压 波 形 畸 变 ， 将 它 严 重 影 响 电 网供 电质 量 。
１ 电 机 的 换 向 问 题
变 化
在大 功 率直 流 电机 中 ， 装 有 与 电枢 串联 的 都
补 偿 绕 组 以补 偿 交 轴 电枢 反 应 。 由 于 补 偿 绕 组 磁 通 的 变化 滞 后 于 电枢 电 流 的变化 ， 使 交 轴 电 而
枢 反应 不 能 得 到及 时 补偿 ， 导致 气 隙 磁 场 歪 扭 而 产 生 电位 差 火 花 ， 至 产 生环 火 。一 般 采 用 增 加 甚
之 间 的关 系 ， 于 每 极 磁 通 较 大 的 电 机 ， 主磁 对 当 通 脉 动 时 ， 换 向元 件 中感 生 大 的 变 压 器 电势 。 在 改 善 的方 法 是 减 小 电刷 宽度 或 增 加 级 数 。
２ 可 控 硅 整 流 系 统 中 脉 动 分 量 的 不 利 影 响
直 流 电动 机 改 用 可 控 硅 供 电 以 后 ， 枢 回 电 路 的 电 磁 惯 性 较 直 流 发 电机 供 电时 大 为 降 低 ， 控 制 系 统 是 电子 调 节 器 ， 应 很 快 ， 反 电枢 电 流 上 升 率 大 为提 高 。 如 不 在 电 机 定 子 磁 路 及 换 向极 磁 路 方 面设 法 改 进 ， 换 向 极 磁 通 的 变 化 率 就 则 大 大 滞 后 于 电 枢 电 流 的 变 化 率 ， 得 换 向 过 分 使 延 迟 而产 生 严 重 火 花 。 为 此 ， 可 控 硅 供 电 的 在 电机 中 ， 子 磁 轭 及 换 向极 铁 芯一 般 采 用 迭 片 ， 定 以减 少 换 向 极 磁 通 所 经 磁 路 中 的涡 流 ， 而 达 从 到 改 善换 向 的 目的 。 ’ 此外 ， 控 硅 整 流设 备 的 输 出 电 压 波 除 直 可 流部 分 外 ， 包 括许 多 高 次 谐 波 分 量 ， 们 的 频 还 它 率很 高 ， 而 使 换 向 元 件 中 的 电 感 电 势 加 大 。 从 如 将 直 流 电 机 的 定 子 轭 及 换 向极 铁 芯 采 用 迭 片 ， 换 向 过 分 延 迟 而 产 生 火 花 的现 象 可 以 改 则
１ １换 向 极 磁 通 的 变 化 滞 后 于 电 枢 电 流 的 ．
变 化
在 激 磁 回路 中 ， 由于 可 控 硅 电 压 的 脉 动 ， 使
电机 主磁 极 的磁 通 也 随 之 脉 动 。这 时 激 磁 绕 组
与 换 向元 件 之 间 的关 系相 当 于 原 绕 组 与 副 绕 组
换 向器 片数 即可有 效 防止 电位差 火花 。
１ ３换 向 元 件 中 的 变 压 器 电 势 ．
在 直 流 电动 机 的 运 行 中 ， 枢 绕 组 元 件 由 电 某 一 支 路 进 入 另 一 支 路 时 ， 件 中 的 电 流 要 改 元 变 方 向 ， 件 中 电流 方 向 的改 变 ， 由换 向器 与 元 是 电刷 所 组 成 的机 械 换 向装 置 来 完 成 。不 良 的换 向条 件 ， 使 电 刷 下 产 生 火 花 ， 火 花超 过 一 定 将 当 限度 时 就 会 烧 毁 换 向器 的 表 面 与 电刷 ， 直 流 使 电动 机 不 能 继 续 工 作 。 在 可 控 硅 整 流设 备 供 电 时 ， 向情 况 有 些 恶 化 ， 了 使 直 流 传 动 系 统 正 换 为 常 运 行 ， 要 采 取 措 施 以改 善 换 向 。 需
关 键 词 传 动 系 统 可 控 硅 Ｉ 题 对 策 ＂ １ －
传 动 系统 中 采 用 可控 硅 供 电 比直 流 发 电机 供 电具 有 体 积 小 、 量 轻 、 作 快 ， 以 提 高 自 重 动 可 动 化 程 度 以 及 控 制 方 便 等 优 点 ， 是 它 也 存 在 但 不 少 问 题 亟 待 解 决 ， 中直 流 电机 换 向恶 化 与 其 脉动分量加大是两 个主要的问题。
维普资讯
● 研 究与 探 讨
盎汔 伤 劲 中的 个 主 要 题 厦 笨
程 弦 （ 控 厂） 计
摘 要 本 文 分 析 了传 动 系 统 中采 用 可 控 硅 供 电 的 电 机 换 向 与 脉 动 分 量 的 问 题 ， 并 简 述 了相 关 对 策 。
善。
１． ２补 偿 绕 组 磁 通 变整流电源的电压 ， 仅 有直流分量 ， 不 且 有 一 定 的 脉 动 分 量 ， 动 分 量 中 含 有 很 多 高 脉 次 谐 波 分 量 ， 将 影 响 电机 的工 作 。 这 脉 动 分 量所 产 生 的 电 流 会 使 电机 发 热 量增 加 ， 电枢 回路 绕 组 中产 生额 外 铜 耗 ， 磁 路 中 在 在 产 生 脉 动 磁 通 ， 加 额 外 的铁 耗 。 增 脉 动分 量使 换 向 情 况 变 坏 ， 方 面 它 在 换 一 向极 磁 路 的铁 芯 中产 生 涡 流 损 耗 ， 换 向极 磁 使 通 相 对 于 电枢 电 流 有 相 位 滞 后 ， 向极 磁 通 不 换 再 与 电 枢 电流 成 比例 ， 此 换 向 极 不 能 起 到 完 因 全补 偿 换 向 的 作 用 ， 换 向 火 花 增 加 ； 一 方 使 另 面， 电枢 电 流 的快 速 暂态 变 化 ， 重 了换 向 的负 加
脉 动 分 量 使 电 机 的 震 动 与 噪 声 增 大 ， 安 如 装 平 波 电抗 器 ， 出 波 形 会 有 所 改 善 ， 可 降 低 输 并 震 动 与 噪声 。 大 功 率 的可 控 硅 整 流 装 置 运 行 时 ， 次 谐 高 波 电 流 的 存 在 会 引 起 电 网 电压 波 形 畸 变 ， 将 它 严 重 影 响 电 网供 电质 量 。
１ 电 机 的 换 向 问 题
变 化
在大 功 率直 流 电机 中 ， 装 有 与 电枢 串联 的 都
补 偿 绕 组 以补 偿 交 轴 电枢 反 应 。 由 于 补 偿 绕 组 磁 通 的 变化 滞 后 于 电枢 电 流 的变化 ， 使 交 轴 电 而
枢 反应 不 能 得 到及 时 补偿 ， 导致 气 隙 磁 场 歪 扭 而 产 生 电位 差 火 花 ， 至 产 生环 火 。一 般 采 用 增 加 甚
之 间 的关 系 ， 于 每 极 磁 通 较 大 的 电 机 ， 主磁 对 当 通 脉 动 时 ， 换 向元 件 中感 生 大 的 变 压 器 电势 。 在 改 善 的方 法 是 减 小 电刷 宽度 或 增 加 级 数 。
２ 可 控 硅 整 流 系 统 中 脉 动 分 量 的 不 利 影 响
直 流 电动 机 改 用 可 控 硅 供 电 以 后 ， 枢 回 电 路 的 电 磁 惯 性 较 直 流 发 电机 供 电时 大 为 降 低 ， 控 制 系 统 是 电子 调 节 器 ， 应 很 快 ， 反 电枢 电 流 上 升 率 大 为提 高 。 如 不 在 电 机 定 子 磁 路 及 换 向极 磁 路 方 面设 法 改 进 ， 换 向 极 磁 通 的 变 化 率 就 则 大 大 滞 后 于 电 枢 电 流 的 变 化 率 ， 得 换 向 过 分 使 延 迟 而产 生 严 重 火 花 。 为 此 ， 可 控 硅 供 电 的 在 电机 中 ， 子 磁 轭 及 换 向极 铁 芯一 般 采 用 迭 片 ， 定 以减 少 换 向 极 磁 通 所 经 磁 路 中 的涡 流 ， 而 达 从 到 改 善换 向 的 目的 。 ’ 此外 ， 控 硅 整 流设 备 的 输 出 电 压 波 除 直 可 流部 分 外 ， 包 括许 多 高 次 谐 波 分 量 ， 们 的 频 还 它 率很 高 ， 而 使 换 向 元 件 中 的 电 感 电 势 加 大 。 从 如 将 直 流 电 机 的 定 子 轭 及 换 向极 铁 芯 采 用 迭 片 ， 换 向 过 分 延 迟 而 产 生 火 花 的现 象 可 以 改 则
１ １换 向 极 磁 通 的 变 化 滞 后 于 电 枢 电 流 的 ．
变 化
在 激 磁 回路 中 ， 由于 可 控 硅 电 压 的 脉 动 ， 使
电机 主磁 极 的磁 通 也 随 之 脉 动 。这 时 激 磁 绕 组
与 换 向元 件 之 间 的关 系相 当 于 原 绕 组 与 副 绕 组
换 向器 片数 即可有 效 防止 电位差 火花 。
１ ３换 向 元 件 中 的 变 压 器 电 势 ．
在 直 流 电动 机 的 运 行 中 ， 枢 绕 组 元 件 由 电 某 一 支 路 进 入 另 一 支 路 时 ， 件 中 的 电 流 要 改 元 变 方 向 ， 件 中 电流 方 向 的改 变 ， 由换 向器 与 元 是 电刷 所 组 成 的机 械 换 向装 置 来 完 成 。不 良 的换 向条 件 ， 使 电 刷 下 产 生 火 花 ， 火 花超 过 一 定 将 当 限度 时 就 会 烧 毁 换 向器 的 表 面 与 电刷 ， 直 流 使 电动 机 不 能 继 续 工 作 。 在 可 控 硅 整 流设 备 供 电 时 ， 向情 况 有 些 恶 化 ， 了 使 直 流 传 动 系 统 正 换 为 常 运 行 ， 要 采 取 措 施 以改 善 换 向 。 需
关 键 词 传 动 系 统 可 控 硅 Ｉ 题 对 策 ＂ １ －
传 动 系统 中 采 用 可控 硅 供 电 比直 流 发 电机 供 电具 有 体 积 小 、 量 轻 、 作 快 ， 以 提 高 自 重 动 可 动 化 程 度 以 及 控 制 方 便 等 优 点 ， 是 它 也 存 在 但 不 少 问 题 亟 待 解 决 ， 中直 流 电机 换 向恶 化 与 其 脉动分量加大是两 个主要的问题。
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● 研 究与 探 讨
盎汔 伤 劲 中的 个 主 要 题 厦 笨
程 弦 （ 控 厂） 计
摘 要 本 文 分 析 了传 动 系 统 中采 用 可 控 硅 供 电 的 电 机 换 向 与 脉 动 分 量 的 问 题 ， 并 简 述 了相 关 对 策 。
善。
１． ２补 偿 绕 组 磁 通 变整流电源的电压 ， 仅 有直流分量 ， 不 且 有 一 定 的 脉 动 分 量 ， 动 分 量 中 含 有 很 多 高 脉 次 谐 波 分 量 ， 将 影 响 电机 的工 作 。 这 脉 动 分 量所 产 生 的 电 流 会 使 电机 发 热 量增 加 ， 电枢 回路 绕 组 中产 生额 外 铜 耗 ， 磁 路 中 在 在 产 生 脉 动 磁 通 ， 加 额 外 的铁 耗 。 增 脉 动分 量使 换 向 情 况 变 坏 ， 方 面 它 在 换 一 向极 磁 路 的铁 芯 中产 生 涡 流 损 耗 ， 换 向极 磁 使 通 相 对 于 电枢 电 流 有 相 位 滞 后 ， 向极 磁 通 不 换 再 与 电 枢 电流 成 比例 ， 此 换 向 极 不 能 起 到 完 因 全补 偿 换 向 的 作 用 ， 换 向 火 花 增 加 ； 一 方 使 另 面， 电枢 电 流 的快 速 暂态 变 化 ， 重 了换 向 的负 加