同步电动机励磁控制装置的改造
合集下载
同步电动机励磁系统可靠性的改善
图 １ 中的 Ｇ 、３ ） ，２通 过 ｖ ２Ｇ 端 时 ｃ ｌ每 １ 放 电 ２ ０ｍ
以分析 、 研究 ， 并提出切实可行 的改进方案。 该励磁 装 置 型 号 ： Ｇ Ｆ １１９Ｖ ３ 是 一 种 Ｋ Ｌ １／４ ／８Ｖ， 供拖动重载或轻载起动的同步电动机单机配套恒定
励磁 装置 ， 调试 过 程 中 ， 常发 生 投 励跳 闸 、 磁 在 经 励
收 稿 日 期 ：０ １ ９—３ ２ ０ —０ ０
（） １ 投励 环节中增加一个滤波 电容 ｃ 构 成低 ，
动机在 正 常 同步运行 时 、 Ｑ不 致误 导通 Ｋ
不对称 ， 影响起动性能 ， 并会产生脉冲转矩 ， 造成 电
动 机 的强 烈振 动
．
１
Ｔ 辛
｛ 。
日 宰 №
丰 ●
一
。 ：
ｊ 章 Ⅻ
１
｛ ．
Hale Waihona Puke “ Ｌ Ｌ 图 ３ 现有励磁装置 中的晶闸管 全控桥式整 流装 置
、 、 ．‘＿
ｊ
：
； Ｊ
２ 对 现 有 励 磁装 置 的改 造 方 案
鉴 于上述 情 况 ， 必 要对 现 有 的 勖磁 装 置进 行 有 改造 ， 案 如下 ： 方
图 ５ 新型三相桥式整流电路
至于励磁装置常出现 的触发脉冲丢失 、 插件接 触不 良、 三相电源缺相运行 、 励磁电流不稳定等， 则 可 以通 过改 善接 线胶 （ ） 质 量 ， 换 不 良元 器 件 焊 接 更 等方法解决 ， 这里不再赘述。
用示 波器 观察 转子 两 端 的 电 压 波 形 如 图 ２ 可 ，
． ；
以发 现电 动 机进 入亚 同 步转 速 后有 重复 周 期 为 ｌ ０
以分析 、 研究 ， 并提出切实可行 的改进方案。 该励磁 装 置 型 号 ： Ｇ Ｆ １１９Ｖ ３ 是 一 种 Ｋ Ｌ １／４ ／８Ｖ， 供拖动重载或轻载起动的同步电动机单机配套恒定
励磁 装置 ， 调试 过 程 中 ， 常发 生 投 励跳 闸 、 磁 在 经 励
收 稿 日 期 ：０ １ ９—３ ２ ０ —０ ０
（） １ 投励 环节中增加一个滤波 电容 ｃ 构 成低 ，
动机在 正 常 同步运行 时 、 Ｑ不 致误 导通 Ｋ
不对称 ， 影响起动性能 ， 并会产生脉冲转矩 ， 造成 电
动 机 的强 烈振 动
．
１
Ｔ 辛
｛ 。
日 宰 №
丰 ●
一
。 ：
ｊ 章 Ⅻ
１
｛ ．
Hale Waihona Puke “ Ｌ Ｌ 图 ３ 现有励磁装置 中的晶闸管 全控桥式整 流装 置
、 、 ．‘＿
ｊ
：
； Ｊ
２ 对 现 有 励 磁装 置 的改 造 方 案
鉴 于上述 情 况 ， 必 要对 现 有 的 勖磁 装 置进 行 有 改造 ， 案 如下 ： 方
图 ５ 新型三相桥式整流电路
至于励磁装置常出现 的触发脉冲丢失 、 插件接 触不 良、 三相电源缺相运行 、 励磁电流不稳定等， 则 可 以通 过改 善接 线胶 （ ） 质 量 ， 换 不 良元 器 件 焊 接 更 等方法解决 ， 这里不再赘述。
用示 波器 观察 转子 两 端 的 电 压 波 形 如 图 ２ 可 ，
． ；
以发 现电 动 机进 入亚 同 步转 速 后有 重复 周 期 为 ｌ ０
同步电动机全数字励磁装置改造
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ ａ ｅ ，ｈ ｏ ｔ ｙ ｔ ｍ ｆｅ ｃ ｔｔ ｎ ｆｒｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｍｏｏ ｎｒ ｄ ｃ ｄ Ｔ ｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｕ ｈ ａ ｏ － ｓ ｒ ｃ ：ｎ ｔｅ ｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｃ ｎ ｍｌｓ ｓｅ ｏ ｉ ｉ ｙ ｃ ｒｎ ｕ ｔ ｒｉ ｉ ｔ ｕ ｅ ． ｈ ｕ ｃ ｏ ｓ ｓ ｃ ｓｃ ｎ ｘ ａｏ ｏ ｓ ｏ ｉ
Ｋ ｙｗ ｒｓｔｔ ｉ Ｍ ｃｎｒｌｓ ｃｒｎｕ ｏ ｒ；ｘｉｔ ｎ ｅ ｏｄ ： ａ ｄ６ｔ ｏｔ ； ｈｏｏｓｍ ｔ ｅｃ ｉ ｏｌ ｏ ｙ ｎ ｏ ｓ ａ ｔｏ
包 钢 一 轧 厂 使 用 的 中轧 平 辊 同 步 电动 机 型号
为 ：Ｄ １ ３ ５ Ｊ Ｚ ４ ／ ３—１ ， ２ 容量 为 ８ ０ｋ ６ Ｗ。为热 轧 带钢 第
（） ２ 运行稳定性高。同步机励磁的励磁电流不 受电网电压的影响， 其转矩与电网电压成正比， 而异 步 电动机 的转 矩 与 电网 电压 的平 方成 正 比 。当电 网 电压 下 降到 ８％ 或 ８ ％时 ， ０ ５ 同步 电动 机 的励 磁 系统
一
不能正常投励 ， 灭磁 回路不能正常工作 ， 失步时无强 励磁 失 步整定 等情况 。故 对其 进行 检测 、 造 。 改
有 以下优 点 … ：
（） １ 功率 因数高 。同 步 电 动机 本 身具 有 较好 的 功率 因数 ， 且还 可 以通过 转子 励磁 电流 的控制 ， 并 向 电网输送 无功 功率 ， 而补 偿 电 网功率 因数 。 从
三 道 轧制 电机 。该 电机 的励磁 控制 部分 采用 国内生 产 的 Ｓ Ｃ一２ Ｅ ２系 列 同 步 电 动 机 全 数 字 励 磁 装 置 。 但是 最 近一 段 时间 电动机 启 动 以后 常 常出 现 电动 机
Ｋ ｙｗ ｒｓｔｔ ｉ Ｍ ｃｎｒｌｓ ｃｒｎｕ ｏ ｒ；ｘｉｔ ｎ ｅ ｏｄ ： ａ ｄ６ｔ ｏｔ ； ｈｏｏｓｍ ｔ ｅｃ ｉ ｏｌ ｏ ｙ ｎ ｏ ｓ ａ ｔｏ
包 钢 一 轧 厂 使 用 的 中轧 平 辊 同 步 电动 机 型号
为 ：Ｄ １ ３ ５ Ｊ Ｚ ４ ／ ３—１ ， ２ 容量 为 ８ ０ｋ ６ Ｗ。为热 轧 带钢 第
（） ２ 运行稳定性高。同步机励磁的励磁电流不 受电网电压的影响， 其转矩与电网电压成正比， 而异 步 电动机 的转 矩 与 电网 电压 的平 方成 正 比 。当电 网 电压 下 降到 ８％ 或 ８ ％时 ， ０ ５ 同步 电动 机 的励 磁 系统
一
不能正常投励 ， 灭磁 回路不能正常工作 ， 失步时无强 励磁 失 步整定 等情况 。故 对其 进行 检测 、 造 。 改
有 以下优 点 … ：
（） １ 功率 因数高 。同 步 电 动机 本 身具 有 较好 的 功率 因数 ， 且还 可 以通过 转子 励磁 电流 的控制 ， 并 向 电网输送 无功 功率 ， 而补 偿 电 网功率 因数 。 从
三 道 轧制 电机 。该 电机 的励磁 控制 部分 采用 国内生 产 的 Ｓ Ｃ一２ Ｅ ２系 列 同 步 电 动 机 全 数 字 励 磁 装 置 。 但是 最 近一 段 时间 电动机 启 动 以后 常 常出 现 电动 机
4 #主抽同步电机励磁控制系统改造
⑦同步电动机一旦失步 ， 励磁绕阻中的直流电流必然叠加着较大
的交 流分量 ， 交流分量的峰值达到额定 电流的 ５ ％并持续一 定时间 ， ０ 系统确认失 步， 同步电动机联 锁停机。
２２３ 工作原理 ．． （ ） 回路 的 组 成 和 功 能 １主
励磁装置。 由于电机功率特大 ， 电网质量不 高 ， 启动 时间较 长 ， 造成励 磁投全压信号无法给 出 ， 启动 过程 不稳定 等 因素 ， 曾被迫 连续 启动 。 对 电机本身和供电电网造成很大的冲击 ， 重制约烧结 生产。 严
新钢烧结厂 １５ １ ｍ 烧结机 于 ２ ０ ０ ０年 ８月建 成投产 ， 其主 抽 同步 电机额定定子 电压为 ６ Ｖ， Ｋ 额定 定子 电流 为 ４ １ 电机 额定 功率 为 ４ Ａ， ４０ Ｋ 额定转 速为 １０ ００ Ｗ， ５ ０转／ ， 定励磁 电压为 ４ Ｖ， 分 额 ５ 额定 励磁 电 流 为 ３ ８ 功率 因素为 ０ ９ ７ Ａ， ． 。主抽同步电机的励 磁系统采用的是一台
① 励 磁 输 出 电压 可 在 额 定 值 的 １ ％ ～１５ 范 围 内 平 滑 可 调 。 ０ ２％ 流并 连 续 运 行 。
同步电动机起动 时， 转子感 应电压 的频 率随着转 速的上 升而逐渐 下降 ， 同步 电动机 一旦起 动 ， 单片机 就立 即检 测转子感 应半个周 波时 间。同步电动机 在 异 步起 动 过 程 中 ， 为转 子 转 速达 到 同 步 转速 的 ９ ％时 ， ０ 转子感应 电压 的频 率为 ５ Ｚ， Ｈ 周期 ０ ２ ， ． Ｓ 半周 时间为 ｌＯ ， Ｏ ｍｓ 计算机一旦检测到该值 ， 即投全压 ， 立 投全压后 ， 电动机 的转速将继 续
关 键 词 ： 步 电机 ； 磁 控 制 系统 ； 术 改造 ；电 气设 备 同 励 技
同步发电机励磁控制系统的稳定性分析和改善措施
同步电机的励磁系统供给同步发电机励磁电源，是同步发电机的重要组成部分。励磁系统一般由两部分组成：一部分用于向发电机的定子绕组提供励磁电流，以建立直流磁场进行能量转换，这部分通常被称作励磁功率输出部分。另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足发电机安全运行的需要，这部分通常称作励磁控制部分。
国外从20世纪70年代开始研究数字励磁调节器（DER），从80年代中期世界上第一台数字励磁调节器问世以来，国内外的众多生产厂家纷纷研制并不断推出新的产品，大大推动了数字励磁调节器的发展和应用。我国早在80年代初就开始了数字励磁调节器的研发工作，并于1989年投入试运行。其中一些电力科研单位和高校率先在这一领域做出了成果，例如南京自动化研究所研制出了适应机组的WLT-1型、WLT-2型励磁调节器，SJ-820型双CPU励磁调节器等多种型号的DER，其后又成功研制出来SAVR-2000型励磁调节器。哈尔滨电机厂与华中理工大学合作研制的HWLT-型微机励磁装置采用二台MIT-2000工控机组成的双微机励磁调节器，并设有带触摸屏的PPC-102平板式工控机，为用户提供显示和控制、数据设定、状态监视、故障指示和故障分析的人机界面。此外还配置了一套模拟电路的磁场电流调节器，它与数字调节器互相跟踪，自动切换。广西大学自动化研究所研制的可编程微机励磁调节器，其硬件采用可编程控制器，软件采用非线性智能控制方法，大大提高了产品的可靠性、励磁系统的动态和静态响应指标，装置的维护检修等方面达到了一个新的水平。
励磁控制系统控制同步电动机发出的电势，因此它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机的无功功率、功率因数和电流等参数。由于大型机组的这些参数会直接影响到电力系统的运行状态，因此励磁装置也在某种程度上控制着整个系统的运行状态，特别是发电机的励磁控制方式与系统的稳定性密切相关。
国外从20世纪70年代开始研究数字励磁调节器（DER），从80年代中期世界上第一台数字励磁调节器问世以来，国内外的众多生产厂家纷纷研制并不断推出新的产品，大大推动了数字励磁调节器的发展和应用。我国早在80年代初就开始了数字励磁调节器的研发工作，并于1989年投入试运行。其中一些电力科研单位和高校率先在这一领域做出了成果，例如南京自动化研究所研制出了适应机组的WLT-1型、WLT-2型励磁调节器，SJ-820型双CPU励磁调节器等多种型号的DER，其后又成功研制出来SAVR-2000型励磁调节器。哈尔滨电机厂与华中理工大学合作研制的HWLT-型微机励磁装置采用二台MIT-2000工控机组成的双微机励磁调节器，并设有带触摸屏的PPC-102平板式工控机，为用户提供显示和控制、数据设定、状态监视、故障指示和故障分析的人机界面。此外还配置了一套模拟电路的磁场电流调节器，它与数字调节器互相跟踪，自动切换。广西大学自动化研究所研制的可编程微机励磁调节器，其硬件采用可编程控制器，软件采用非线性智能控制方法，大大提高了产品的可靠性、励磁系统的动态和静态响应指标，装置的维护检修等方面达到了一个新的水平。
励磁控制系统控制同步电动机发出的电势，因此它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机的无功功率、功率因数和电流等参数。由于大型机组的这些参数会直接影响到电力系统的运行状态，因此励磁装置也在某种程度上控制着整个系统的运行状态，特别是发电机的励磁控制方式与系统的稳定性密切相关。
同步电动机新型励磁装置技术改进
引 言
随着 科学技 术 的发展 ， 人们 的生活 生产 水平不断 提高 ， 在现 代人 们 的生 产 过程 中， 早 已摒 弃 了传统 的 手工作业 生产 方式 ， 而 逐步 形成 了应 用 机 械设 备 进行 生 产 的生 产模 式 。 电动 机 的发 展 与应用 正 是传 统 手工业 生 产转 向现 代机 械 化 生 产的 标 志 ， 其 在 现代 化 机械 生 产 中
有着举足轻重的地位 。 电机 的工作的物理本质就是通过电机 的本身 器件把电能转化成机械能。 在目 前的社会生产中， 电机已经被广泛的 应用 在工 农业 的各种 领域 ， 随着科 学技 术 水平 的不断 提高 ， 各种各 样 的 自动 化 系统 元件 都 是 通 过对 电机 的控 制 形成 的 ， 包括 航 空领 域 的 人 造 卫星 系统 同样 也 是 通 过对 电机 进 行控 制 ， 卫 星 才能 够 正常 的运 行， 除 此 之外 ， 电机 还被 广泛 的应用在 国防 、 医疗 等其他 方面 ， 因此 电 机是时代发展的成果， 是提高社会生产力的有效工具 。 但是随着社会 的发 展 ， 提 高 电动机 的 性能 ， 必须 对其进 行相 应 的改 进 ， 从 而才 能满 足人们的生产需要。 本文从传统励磁技术中存在的缺陷出发， 对 同步 电动机新型励磁装置技术进行研究， 并且提出了相关的改进措施。 传统 励 磁 技术 存在 的 缺陷 １ 、 励 磁 装置 起动 回路及 环节 设计不 合理 。 同步 电动 机 励磁 装 置 主回路中的主桥分为： 全控桥式和半控桥式， 下面分别以这两种方式 分析。
一
对于某些转速较低、凸极转矩较强的电机空载或特轻载起动 时， 往往 在 尚未 投 励 的 情况 下便 进 入 同步 ， 装 置 内具 有 凸 极投 励 回 路， 在 电机 进入 同步后１ ２ 秒 内自动投 磁 电机进 入 同步后， 电脑系统 自 动控制 励磁 电压 由强磁恢 复到正常励 磁 。 ３ 、 选 用数字 触发 器， 提高触 发脉 冲的精 度 选 用数 字触发 器８ ２ ５ ３ ， 提高 了触 发脉 冲信号 的精 确 度。 当同步信 号 回路 出现 上升过 零时 ， 采用延 时结 束立 即由硬件输 出脉 冲的 方式 ， 当满 足投 励 条件后 ， 电脑 发出触 发脉 冲 指令 ， 经专用 集成 块功 放 由脉 冲变 压 器输 出一 —宽 脉冲 ， 触发可控 硅 。 在同步 信号及主 回路 处 于正常的情 况下， 电脑 系统 能保证 主 电路 三相 电压波 形平 衡 ， 具有自 动 平衡 系统 。 为使电动机中励磁电压不致过高、 过低或失控， 在控制电路中设 有１ Ｋ、 ２ Ｋ、 ３ Ｋ功能开关， 其中１ Ｋ用来设定励磁 电压的上限 ｌ ２ Ｋ用来 ①半控桥式 励磁装置 ： 由三只大功率晶闸管和一只大功率二极 设定 电机 正常运 行 时的励 磁 电压 ， ３ Ｋ用来设 定励 磁 电压 的下限 。 投 励 管组成 。 电动机在起动过程中， 存在滑差， 在转子线圈内将感应一 交 时， 首先 按 １ Ｋ强 励 设定 值运 行 １ 秒， 然 后 自动 移至 正 常励磁 所 设 定 的 变电势， 其正半波通过ｚ Ｑ 形成 回路， 产生＋ ｉ ｆ ， 其负半波则通过Ｋ Ｑ， 位置 上 。 ＲＦ 形成 回路 ， 产生一 ｉ ｆ ， 由于 回路不 对 称 ， 则形 成 的 － ｉ ｆ 与＋ ｉ ｆ 也 不对 采用数字化薄膜面板开关， 按动上升键或下降键， 可在Ｉ Ｋ及３ Ｋ 称， 致使 定子 电流强 烈脉 动 。 使 电动 机 因此而 强 烈振 动 ， 直 到起 动结 所设 定 的范 围内调整 励磁 电压大 小 。 采用 电脑 控制 及数 字开关 ， 使 装 束 才消 失 。 置性 能 稳 定 ， 完全 消 除了电位 器调 节 所带 来 的 温漂 、 跳跃、 卡死 及 易 ②全控桥工励磁装置： 由６ 只大功率晶闸管组成。 在起动过程中， 受 干扰 的弊端 。 随 着滑 差 减小 ， 当转 速 达 Ｎ５ ｏ ％ 以 上时 ， 励磁 感应 电流 负半 波通 路 时 ４ 、 电脑 系统 智能 分析 失步 信号 ， 准 确可 靠地 动 作 当同步 电动 机 通时断， 同样形 成＋ ｉ ｆ 与－ ｉ ｆ 电流 不 对称 从而 形成 脉振 转 矩 ， 造 成 电动 失步时 ， 在其 转子 回路产生不 衰减 的交 变 电流 分 量， 通 过 测取 转子 励 机 强 烈振动 。 磁回路分 流 器上 的交 变电流 毫伏信 号， 经放 大变 换后 输入 电脑系统 ， ２ 、 投励时 “ 转 子位 置角” 不 合理 。 对其波形进行智能分析， 准确 、 快速地判断电动机是否同步， 对于各
随着 科学技 术 的发展 ， 人们 的生活 生产 水平不断 提高 ， 在现 代人 们 的生 产 过程 中， 早 已摒 弃 了传统 的 手工作业 生产 方式 ， 而 逐步 形成 了应 用 机 械设 备 进行 生 产 的生 产模 式 。 电动 机 的发 展 与应用 正 是传 统 手工业 生 产转 向现 代机 械 化 生 产的 标 志 ， 其 在 现代 化 机械 生 产 中
有着举足轻重的地位 。 电机 的工作的物理本质就是通过电机 的本身 器件把电能转化成机械能。 在目 前的社会生产中， 电机已经被广泛的 应用 在工 农业 的各种 领域 ， 随着科 学技 术 水平 的不断 提高 ， 各种各 样 的 自动 化 系统 元件 都 是 通 过对 电机 的控 制 形成 的 ， 包括 航 空领 域 的 人 造 卫星 系统 同样 也 是 通 过对 电机 进 行控 制 ， 卫 星 才能 够 正常 的运 行， 除 此 之外 ， 电机 还被 广泛 的应用在 国防 、 医疗 等其他 方面 ， 因此 电 机是时代发展的成果， 是提高社会生产力的有效工具 。 但是随着社会 的发 展 ， 提 高 电动机 的 性能 ， 必须 对其进 行相 应 的改 进 ， 从 而才 能满 足人们的生产需要。 本文从传统励磁技术中存在的缺陷出发， 对 同步 电动机新型励磁装置技术进行研究， 并且提出了相关的改进措施。 传统 励 磁 技术 存在 的 缺陷 １ 、 励 磁 装置 起动 回路及 环节 设计不 合理 。 同步 电动 机 励磁 装 置 主回路中的主桥分为： 全控桥式和半控桥式， 下面分别以这两种方式 分析。
一
对于某些转速较低、凸极转矩较强的电机空载或特轻载起动 时， 往往 在 尚未 投 励 的 情况 下便 进 入 同步 ， 装 置 内具 有 凸 极投 励 回 路， 在 电机 进入 同步后１ ２ 秒 内自动投 磁 电机进 入 同步后， 电脑系统 自 动控制 励磁 电压 由强磁恢 复到正常励 磁 。 ３ 、 选 用数字 触发 器， 提高触 发脉 冲的精 度 选 用数 字触发 器８ ２ ５ ３ ， 提高 了触 发脉 冲信号 的精 确 度。 当同步信 号 回路 出现 上升过 零时 ， 采用延 时结 束立 即由硬件输 出脉 冲的 方式 ， 当满 足投 励 条件后 ， 电脑 发出触 发脉 冲 指令 ， 经专用 集成 块功 放 由脉 冲变 压 器输 出一 —宽 脉冲 ， 触发可控 硅 。 在同步 信号及主 回路 处 于正常的情 况下， 电脑 系统 能保证 主 电路 三相 电压波 形平 衡 ， 具有自 动 平衡 系统 。 为使电动机中励磁电压不致过高、 过低或失控， 在控制电路中设 有１ Ｋ、 ２ Ｋ、 ３ Ｋ功能开关， 其中１ Ｋ用来设定励磁 电压的上限 ｌ ２ Ｋ用来 ①半控桥式 励磁装置 ： 由三只大功率晶闸管和一只大功率二极 设定 电机 正常运 行 时的励 磁 电压 ， ３ Ｋ用来设 定励 磁 电压 的下限 。 投 励 管组成 。 电动机在起动过程中， 存在滑差， 在转子线圈内将感应一 交 时， 首先 按 １ Ｋ强 励 设定 值运 行 １ 秒， 然 后 自动 移至 正 常励磁 所 设 定 的 变电势， 其正半波通过ｚ Ｑ 形成 回路， 产生＋ ｉ ｆ ， 其负半波则通过Ｋ Ｑ， 位置 上 。 ＲＦ 形成 回路 ， 产生一 ｉ ｆ ， 由于 回路不 对 称 ， 则形 成 的 － ｉ ｆ 与＋ ｉ ｆ 也 不对 采用数字化薄膜面板开关， 按动上升键或下降键， 可在Ｉ Ｋ及３ Ｋ 称， 致使 定子 电流强 烈脉 动 。 使 电动 机 因此而 强 烈振 动 ， 直 到起 动结 所设 定 的范 围内调整 励磁 电压大 小 。 采用 电脑 控制 及数 字开关 ， 使 装 束 才消 失 。 置性 能 稳 定 ， 完全 消 除了电位 器调 节 所带 来 的 温漂 、 跳跃、 卡死 及 易 ②全控桥工励磁装置： 由６ 只大功率晶闸管组成。 在起动过程中， 受 干扰 的弊端 。 随 着滑 差 减小 ， 当转 速 达 Ｎ５ ｏ ％ 以 上时 ， 励磁 感应 电流 负半 波通 路 时 ４ 、 电脑 系统 智能 分析 失步 信号 ， 准 确可 靠地 动 作 当同步 电动 机 通时断， 同样形 成＋ ｉ ｆ 与－ ｉ ｆ 电流 不 对称 从而 形成 脉振 转 矩 ， 造 成 电动 失步时 ， 在其 转子 回路产生不 衰减 的交 变 电流 分 量， 通 过 测取 转子 励 机 强 烈振动 。 磁回路分 流 器上 的交 变电流 毫伏信 号， 经放 大变 换后 输入 电脑系统 ， ２ 、 投励时 “ 转 子位 置角” 不 合理 。 对其波形进行智能分析， 准确 、 快速地判断电动机是否同步， 对于各
江都大型泵站同步电机励磁装置更新改造的研讨
院在湖北省汤逊湖泵站研制三相半控桥励磁装置触
发控 制 电路 ， 间也有 不少 工厂 研制 并投 产 。 其 我 国早期 励磁 绝 大部分 是使 用 晶 闸管三相 桥式
０ ９ 时 ， ．５ｎ” 顺极性准角投入直流电流励磁 ， 依靠定 子旋转磁场与转子磁极之间的吸引力 ， 同步电动 将
机牵 入 同步速 度运 行 。 ２ ２ 全 国统一设 计 三相 桥式 全控整 流 电路 ．
回路 的感 应 电流具 有对 称 的正 、 两半 波 ， 负 以免 由于 感 应 电流 的直 流分 量 引起振 荡转 矩 和异 步转 矩 。
２ ４ 失 控 问题 的妥 善解 决 ．
装置 ” 。其 间 安 排 一 机 部 天 津 电气 传 动 设 计 研 究 院， 成立 同步 电动机 晶闸管励 磁 课题 组 ， 计 三相 全 设
三相 桥式 半控 整流 励磁 （ 续 流 二极 管 ） 三 相桥 式 无 、
在 １７ ９５至 １８ ９５年 １ 左 右 的 时 间 里 ， ０年 白天 ８ｏ 至２ ：０ 为用 电高 峰期 ， ：ｏ １０ 前 扬州 地 区电 网 电压 普 偏 低 ｌ％ 左右 ， 一 台机 有 时要 启 动 多 次 ， 得 不 ５ 第 不 改变单 结 晶体管 的锯 齿 波振 荡 周 期 ， 以改 变 投励 时
１０ ０亿 ｍ ， ０ 三站可逆机组利用上游余水发 电 ７９ ０万 ｋ ・ 。１７ ０ Ｗ ｈ ９４年率先 使用 晶闸管励 磁装置 ， 并改 造为微机控制 型晶闸管励磁 ， 实现从模拟控制到数字控制技术 的变革 。
关键词 ：泵站 ； 励磁 装置 ； 更新改造
１ 前言
加 的制动 转矩 。经 多年 的生产 运行 实践证 明当 电网 电压低 于 ９ ％ 以下起 动 同 步 电动 机水 泵 机 组 时 ， ０ 这
浅析江都抽水站同步电动机励磁装置技术改造与科技进步
管。当时的晶闸管价格较高 ， 由于与全控桥相 比少
三 只晶闸管 ， 控制 电路 又简单 ， 较为 流行 。但 是 同 故
１ １ ， １７ ９ 年 至 ９ 年竣工 ， ６ ７ 使用上海电机厂 ３ ３台立式 同步电动机轴流泵机组 的电力灌排站 ， 总装机容量 ５００Ｗ， 水 ５８ ３ｓ４ ３０ｋ 抽 ０ｍ／ ，０年 来 抽 引 长江 水 北 调
１５ 亿 ｍ ， 涝水 ３８ ｍ ， 排能力 为远 东之最 。 ０８ ３排 １ 亿 ３引
步电动机转子线圈是一个大 电感 性负载， 因而在某 些情况下会造成主桥 晶闸管失控 ， 即触发脉冲对所
控 制 的晶 闸管失去 控制 作用 ， “角度 不 可 调整 ， 相 换
为了保证抗旱 、 排涝安全可靠运行工况的需要 ， 针对影响同步 电动机正常运行的励磁故障， 把握 国 内励磁发展的情况及时更新改造 ， 优化节能 ， 在满足 自 动化控制的情况下尽量选用简单、 可靠、 性价比好 及技术含量高、 又便于用户维修的励磁装置 ， 以保证 同步电动机的正常运行 ， 在任何情况下都能开得动、
转得 好 、 抽水 多 、 又节能 。
时关不断 ， 一直处于导通状态。主桥三只晶闸管其 中一只全开放导通 ， 另两只关断 ， 励磁电压下降到原 运行值的 ７ ％左右 。由于导通的 晶闸管失控时的 ５
转子 电压波 形 为双峰 山包 ， 三 分 之 二周 期 ，４。 在 ２０电 角度 ， 相 晶闸管 工作 于整 流工 况 ， 磁 电源 向电机 该 励
１
——
维普资讯
上海大中型电机
２０ ． ｏ１ Ｏ６ Ｎ ．
￡Ｌ ～ 一
情况 下 ， 子两端 不 直接接 入续 流二 级管 ， 转 不会 影 响
同步电动机可控硅励磁装置的安装与调试
４ 施工 流 程 及 注 意要 点
４ ． １ 工艺 流 程 机 柜 的安 装 及 检 查 一机 柜 的 配 线 与 校
验 一整流 变 压 器 的 安 装 及 配 线 一 附 加 电 阻 的 安 装 及 配 线 一 测 量 交 直 流 回路 电 阻一 各
磨机、 离 心式 水 泵 、 送风 机等 ， 通常 都用 同步 ２ 施 工 方法的应 用
（ Ａ｝ Ｎ ）必 须检 验 正确 后 严格 按 图纸 要 求 接 线， 并 注 意 图纸 中 的 Ａ４ ０１ 端 必 须 是 电 流 互 感 器的 正极性 端 。
注： 个 别南 方潮 湿地 区 或 空气 中 导电性 介 质含 量 高的 地 区参考 括 号 内 数值 。
表１
１ 测 量 回路 阻值（ 约）
２
３ ４
１ — ２ １ —３
＞２ Ｍ（ ≥０ ． ５ ）
＞２ Ｍ（ ≥０ ． ５ ） ＞２ Ｍ（ ≥０ ． ５ ）
＞２ Ｍ （ ≥０ ． ５ ） ＞２ Ｍ （ ≥０ ． ５ ）
松动； 对各 接 线 端 子 、 螺丝 （ 栓） 在检 查 的 同 时 应 全部 紧 固一 遍 ； 对 电容单 元 、 风 机 单元
强、 响应 迅 速等 特 点 ， 使 整 机 系 统 具 备 了良 机 的调 试 及 检 验 。 好 的 功 率 因数 调 节 性 能 ， 从而 改善整个 电
网的功 率 因数 。
改 善整 个 电网的功 率因数 ， 因此 ， 容 量大 而且 不需 要调 速 的机 械 负 载 ， 如 空气 压 缩 机 、 球
依 据 设 备 随 机 资 料 检 查 各 部 件 是 否完
整 和符 合要 求 ， 有 无机 械 损 伤。 检 查 各 单 元 的 焊 点 及 接 线 有 无 脱 焊 或
同步电动机励磁控制系统微机化改造
ｌＩ＾ 一 Ｂ Ｂ ＋ ＣＩ ＋ Ａ － ｃ— ＋
’．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．． ．．． ．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．． －．．．．．．．．．．． ． ．．．． ．．．． ．．．．
ＡＵＴ ＯＭ ＡＴ ＯＮ 自动化 Ｉ
同步 电动机励 磁 控 制系统微 机 化 改造
黄 岩 ，战 宝 平 ，明振 强 ，李 思宏
（ 南 中联 水 泥 有 限公 司 ， 东 滕 州 ２ ７ ３ ） 鲁 山 ７ ５ １ 同 步 电 动 机 是 通 过 对 转 子 施 加 直 流 电 流 进 行 励
１ 控 制 器 功 能 介 绍 ． ３ 控制器 面板布置 见 图 ２ （ ） 磁 电 流 （ 限 、 限 、 常 ）为励 磁 电流 设 置 １励 上 下 正 ：
控 制装 置 装置 主 回路 部 分有 整 流 和灭 磁 两大 功 能 ．系统 采用 三相全控 桥新 型模块 可控 硅整 流 电路 ， 向同步 电动机转 子绕组 提供 直流励 磁 电流 灭磁 回路
下降． 同步 电动机 一旦 起 动 ． 片 机就 立 即检测转 子 单 感 应半个 周波 的时间 ，实 时显示 滑差率 和启动 时间 ； 同步 电动 机在异 步起动过 程 中． 当转子转 速达 到同步
磁． 使定 子磁极和转子达到 同步转 速。 其运行 的稳定性 和可靠性 的关键在 于 电机在启 动 、变负荷及停 机等阶 段 中的励磁 控制与保护 由于励磁 可调 ， 电动机可以在 超前 功率因数下工 作 ． 电网输送 超前的无功 功率 ． 向 运 行稳定 。 率因数 可调 ， 广泛应用于空压机 、 功 被 泵站等 。
便： 采用 优化 的励磁 控制算 法 。
１１ 主 回 路 部 分 工 作 原 理 ．
同步发电机励磁系统设计与优化
同步发电机励磁系统设计与优化一、综述在发电机组中，励磁系统是保证发电机输出电流大小和品质的重要部分。
同步发电机励磁系统需要满足调节可靠、稳定性好、响应速度快等多个特点。
针对同步发电机励磁系统设计与优化问题，本文就同步发电机、励磁系统这两个问题进行了细致的分析和探讨。
二、同步发电机同步发电机是以旋转的机械能为输入，以旋转的电磁场为输出的能量转换装置。
在同步发电机运行过程中，Pole flux和Armature flux是建立在转子和定子之间的两个磁环，Pole flux与转速同步，并在空气隙中旋转；而Armature flux是由电流激励在三相定子绕组中形成的。
同步发电机的3个重要参数：功率（Power）、电压（Voltage）和频率（Frequency）。
电压和频率是由转子的转速决定的，因此后者也是一个重要的参数。
三、励磁系统同步发电机内部的电磁感应所导致的电动势在定子绕组中诱导出电流，进而输出电力。
为了控制这个过程，在发电机的转子内设置了励磁绕组。
这个励磁绕组通过产生磁场导致定子绕组中的电磁感应强度，从而能够调节输出电流大小和品质。
在设计励磁系统之前，需要对发电机的特点进行充分的认识和分析，主要考虑以下几个方面：1. 发电机的类型、功率和额定电压；2. 动态响应的要求，包括对速度变化的响应，功率因数等；3. 对于工程实现的要求，例如励磁绕组的物理尺寸、适应于特殊环境的特殊要求等等。
四、优化方案一般情况下，在同步发电机的励磁系统中，我们会采用静态投切法或是滑模控制等方法进行励磁。
其中静态投切法是在运行时直接断开控制电源，然后等待发电机励磁系统恢复到一个稳定状态；而滑模控制则会通过一个模型来实现控制。
在优化励磁系统之前，我们还需要注意的是控制参数的一致性和可控性，包括波形、非线性响应等指标。
同时，优化的目标需要考虑到如下几个方面：1. 响应速度与动态质量，通常采用对系统的稳态和动态响应进行评估；2. 功率效率和电力质量，包括功率因数和谐波等指标；3. 控制可行性，即技术的可用性和资源的可行性。
基于单片机的同步电动机励磁装置的改造
维普资讯
第 ７卷
第１ ９期
２０ ０ ７年 １ ０月
科
学
技
术
与
工
程
＠
Ｖ０ ． Ｎｏ． ９ Ｊ７ １
Ｏｃ ． ２ ７ ｔ ００
１７ —８ ９ ２０ ）９５ ２ —４ ６ １１ １ （０ ７ １ — １００
Ｓ ｉ ｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｃ ｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ
开关 量输 入输 出板 主要 由 电源 电压 监 视 电路 、 开 关 量输 入 电 路 、 关 量 输 出 电 路 组 成 ， 开 电源 电压
线 路 也 比较复 杂 ， 试 和 维 护 起来 都 很 困难 。 针对 调
上 述 特点 ， 文对 现行 的 同步 电机 可 控 硅励 磁 控 制 本 系统进 行 了改 造设计 。
运 行状 态及 控 制命 令 通 过 开关 量输 出 电路 送 出 ， 其
中包 括 ： 行 方 式 指 示 、 步 、 压 、 压 、 源 故 运 失 欠 过 电 障、 过励 限 制 、 机 令 、 Ｔ断 线 、 变 指 示 、 冲 消 跳 Ｐ 逆 脉
关 量输 入输 出板 、 拟量 处理 板 等 。 模
一
般 功 率 都 比较 大 ， 需 要 辅 之 以起 动 和 励 磁 装 均
８ Ｃ ９ 片 机为 核 心 及 其 附加 电路 组 成 控 制 计 算 ０ １６单
机 。通 过 软件 实 现 采样 、 波 、 数 、 算 、 示 、 滤 计 计 显 报 警等 功 能 。
１ ２ 开 关量 输入 输 出板 ．
分析 ， 以及采用计算机控制 结构原理 所涉及 的关键 技术。所提 出的技术 方案 已成功用于工业现场 ， 并取得满意效果 。
第 ７卷
第１ ９期
２０ ０ ７年 １ ０月
科
学
技
术
与
工
程
＠
Ｖ０ ． Ｎｏ． ９ Ｊ７ １
Ｏｃ ． ２ ７ ｔ ００
１７ —８ ９ ２０ ）９５ ２ —４ ６ １１ １ （０ ７ １ — １００
Ｓ ｉ ｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｃ ｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ
开关 量输 入输 出板 主要 由 电源 电压 监 视 电路 、 开 关 量输 入 电 路 、 关 量 输 出 电 路 组 成 ， 开 电源 电压
线 路 也 比较复 杂 ， 试 和 维 护 起来 都 很 困难 。 针对 调
上 述 特点 ， 文对 现行 的 同步 电机 可 控 硅励 磁 控 制 本 系统进 行 了改 造设计 。
运 行状 态及 控 制命 令 通 过 开关 量输 出 电路 送 出 ， 其
中包 括 ： 行 方 式 指 示 、 步 、 压 、 压 、 源 故 运 失 欠 过 电 障、 过励 限 制 、 机 令 、 Ｔ断 线 、 变 指 示 、 冲 消 跳 Ｐ 逆 脉
关 量输 入输 出板 、 拟量 处理 板 等 。 模
一
般 功 率 都 比较 大 ， 需 要 辅 之 以起 动 和 励 磁 装 均
８ Ｃ ９ 片 机为 核 心 及 其 附加 电路 组 成 控 制 计 算 ０ １６单
机 。通 过 软件 实 现 采样 、 波 、 数 、 算 、 示 、 滤 计 计 显 报 警等 功 能 。
１ ２ 开 关量 输入 输 出板 ．
分析 ， 以及采用计算机控制 结构原理 所涉及 的关键 技术。所提 出的技术 方案 已成功用于工业现场 ， 并取得满意效果 。
同步电动机励磁电控的改进
速 电机 线 性 度 较 好 ， 电压 和转 速 成 正 比例 关 系 。考 虑 到 要 检
对矿井主通风机的励磁 电控进行 的改进 ， 是在控 制 电路
中引入测速控制环节 ， 为切 换全压 和投励 的前提 ， 作 以提高
励磁 电控 的可靠性 ， 经实际运行 ， 技术改进得到成功应用 。
１ 改 进 前 的 励 磁 电 控
９ ）录波文件存储功能 当综合保护有录波数据时 ， 分站将 录波数据从保 护器提 取来 ， 生成 三种 录波 文件 ． ｄ， ｃ ． ａ， 且 ｈ ｒ． ， ｄｔ并存 储 在／ｏｔ ｒｏ ／ ｃ ／ ａ ｐｅ目录中 ， 站存 储 ２ ｍｕ ｓｍ ｌ 分 ６次的 录波 文件 ， 当多 于 ２ ６
图 １为改进前 传统 的励磁 电控结 构原理 图 。风 机得 电 降压起动后 ， 励磁装置 的滑差检测 电路开始 检测 电机转子 绕 组产生 的感应 电动势 。当感应 电动 势的频 率减小 到一定 程 度时（ 如从 ５ Ｈｚ ０ 减小到 ３ ） 励磁 装置 中的滑 差检测 电路 Ｈｚ ， 便输 出指令传 给主控 Ｐ Ｃ系统 ， Ｌ 通过投全压控制电路输出将 电机主 回路切换到全 电压下运行 。当转差率接近 Ｓ＝ ％时 ， ４
１４ １Ｖ吸合 ， 并使 其常开接 点闭合 。
维普资讯
２０ ０８年第 ４期
（ ）电路改接 ２
煤
矿
机 电
・０ １９・
例溢流 阀 ， 最高工作压力 ６ ３ ａ额定 流量 ８ Ｉ ｎ 带有手 ． ＭＰ ， ５ Ｍｍｉ，
动调压保护 ， 最低不可控压力 ０ ２— ．ＭＰ 。 ． ０ ３ ａ 电液 比例溢 流阀的 比例电磁铁最大 输入 电流为 ８０ Ａ， ０ｍ
中图 分 类 号 ：Ｄ １ Ｔ ６４ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
对矿井主通风机的励磁 电控进行 的改进 ， 是在控 制 电路
中引入测速控制环节 ， 为切 换全压 和投励 的前提 ， 作 以提高
励磁 电控 的可靠性 ， 经实际运行 ， 技术改进得到成功应用 。
１ 改 进 前 的 励 磁 电 控
９ ）录波文件存储功能 当综合保护有录波数据时 ， 分站将 录波数据从保 护器提 取来 ， 生成 三种 录波 文件 ． ｄ， ｃ ． ａ， 且 ｈ ｒ． ， ｄｔ并存 储 在／ｏｔ ｒｏ ／ ｃ ／ ａ ｐｅ目录中 ， 站存 储 ２ ｍｕ ｓｍ ｌ 分 ６次的 录波 文件 ， 当多 于 ２ ６
图 １为改进前 传统 的励磁 电控结 构原理 图 。风 机得 电 降压起动后 ， 励磁装置 的滑差检测 电路开始 检测 电机转子 绕 组产生 的感应 电动势 。当感应 电动 势的频 率减小 到一定 程 度时（ 如从 ５ Ｈｚ ０ 减小到 ３ ） 励磁 装置 中的滑 差检测 电路 Ｈｚ ， 便输 出指令传 给主控 Ｐ Ｃ系统 ， Ｌ 通过投全压控制电路输出将 电机主 回路切换到全 电压下运行 。当转差率接近 Ｓ＝ ％时 ， ４
１４ １Ｖ吸合 ， 并使 其常开接 点闭合 。
维普资讯
２０ ０８年第 ４期
（ ）电路改接 ２
煤
矿
机 电
・０ １９・
例溢流 阀 ， 最高工作压力 ６ ３ ａ额定 流量 ８ Ｉ ｎ 带有手 ． ＭＰ ， ５ Ｍｍｉ，
动调压保护 ， 最低不可控压力 ０ ２— ．ＭＰ 。 ． ０ ３ ａ 电液 比例溢 流阀的 比例电磁铁最大 输入 电流为 ８０ Ａ， ０ｍ
中图 分 类 号 ：Ｄ １ Ｔ ６４ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
淮安三站无刷同步电动机静态励磁改造升级
点 高 速 交 流 直 接 采 样 ， 并 通 过 快 速 傅 里 叶 变 换
（ Ｆ ）计 算 各 电参数 基 波数 值 ，信 号测 量 不受 工 ＦＴ
业 现场 干扰 影响 。
３ ）人 机界 面不够 直观 ，只 有简 单的 事故追忆 ，
且掉 电丢失 ，数据 显示 只 能通过 读 写器 查看 ，不直 观 且 显 示 内 容 有 限 。 场 调 试 时 需 带 电调 整 Ｐ Ｃ 现 Ｔ、 Ｔ
… 赵 家瑞 ． 产 品 不 确 定 度 的测 量 ｌｌＣ 认 证 ， ０（） １ 电气 Ｊ＿ Ｑ ２ ４８： ０
２６— ２７
作 者 简 介
张 志 涛 （ ９ １） 男 ， 山东 省 』 县 ， Ｉ 师 ，研 究 方 『为 电气 检 １ ８ ， 饶 程 Ｊ Ｉ ｊ
验 与 测 量技 术 ，东 营 市 产 品质 量 监 督 榆验 所 。 陈付 英 （ ９ ４ ）女 ，山 东省 广 饶 县 ，高 级 ｒ 师 ， 电气 检 验与 测 量 １６ ． 程
行 。 霍 尔 电 流 及 电压 传 感 器 用 于励 磁 电 流 及 励 磁 电
２ 原 静 态 励 磁 装 置 缺 陷
２１ 原静 态励磁 存 在以下 性 能缺 陷 ．
１ 核 心 控 制 芯 片 采 用 ８１ 位 单 片 机 ， 主 频 率 ） ／６
压 的测量 变换 。
２ ）励 磁 调 节 器
完 备 的事件记 录功 能 。能准确 记录励 磁装 置 的 每一 次就地 或远方 操作 、装 置 的瞬 时或永 久故 障信 息 、输 入输 出接 点量及 内部 状态变 位等信 息 ，可记 录最新 发生 的 １ ０ ５ ０条事件 信息 ，掉 电不 丢失 。
励 磁调 节器 内部配 置有 可 同时录制 两路 模拟量 和八 路接 点量 的录波 器 ；最 大录 波分辩 率为 每周期
同步电动机励磁原理与维护
微机控制。采用微处理器对励磁系统 进行控制，可以实现更精确、快速的 控制，提高电动机的性能和稳定性。
控制方式二
自动控制。通过传感器检测电动机的 转速、电流等参数，自动调节励磁电 流的大小，以适应负载的变化。
PART 03
同步电动机励磁系统的维 护
REPORTING
WENKU DESIGN
日常维护与检查
励磁系统的组成
励磁系统通常由励磁绕组、励磁电源、调节器等部分组成。
工作原理
励磁绕组通过直流电源供电，产生磁场。调节器根据输入信 号（如转速、电流等）调节励磁电流的大小，以控制磁场强 度和电动机的输出。
励磁电流的控制方式
控制方式一
控制方式三
手动控制。通过调节器手动调节励磁 电流的大小，适用于负载变化不大的 情况。
经验总结
定期维护和优化励磁系统是保 持同步电动机高效稳定运行的
关键。
案例三
应用背景
随着技术的发展，新型励磁系统在同 步电动机中得到应用。
技术特点
新型励磁系统采用先进的数字控制技 术，能够实现更精确的励磁电流控制， 提高电机的性能和稳定性。
应用效果
新型励磁系统的应用显著提高了同步 电动机的启动转矩和运行效率，减少 了故障发生率。
状态匹配。
经验教训
定期对励磁系统进行维护和检 查，确保可控硅等关键元件工
作正常。
案例二：某电厂励磁系统维护与优化实践
维护目标
某电厂为了提高同步电动机的 运行效率和稳定性，对励磁系
统进行维护和优化。
优化效果
经过维护和优化，同步电动机的 运行效率提高了10%，稳定性也 得到了显著提升。
维护措施
定期清理和检查励磁系统中的灰尘和 污垢，检查元件是否老化或损坏，调 整励磁参数以优化电机性能。
同步电动机可控硅励磁装置的安装与调试
同步电动机可控硅励磁装置的安装与调试摘要：通过KGLF－10和BKL-I系列可控硅励磁装置的安装调试，介绍了可控硅励磁装置在安装和调试过程中所解决和注意的问题。
关键词：同步电动机励磁装置安装插件同步电动机和异步电动机比较，最大的区别是，它的转速恒定不变，和负载大小没有关系，并且它的功率因数可以调节。
在运行中调节励磁电流，能使它的功率因数超前，从而改善整个电网的功率因数，因此，容量大而且不需要调速的机械负载，如空气压缩机、球磨机、离心式水泵、送风机等，通常都用同步电动机来拖动。
随着可控硅技术的发展，采用了可控硅整流装置作为同步电动机的励磁电源，使得同步电动机的应用日益广泛。
1 施工特点可控硅励磁装置的安装调试，采用了功能分块的方式进行安装，接线简单，调试方便，应用可控硅控制技术，并充分利用同步电动机转矩/电流线性度好、过载能力强、响应迅速等特点，使整机系统具备了良好的功率因数调节性能，从而改善整个电网的功率因数。
2 施工方法的应用（1）应用于KGLF-10系列可控硅励磁装置的安装调试。
（2）应用于BKL-I系列可控硅励磁装置的安装调试。
3 施工步骤采用分步分块方式进行设备安装、检查、校接线与调试，调试按电路控制原理顺序，先进行各单元调试，合格后，再进行整机的调试及检验。
4 施工流程及注意要点4.1 工艺流程机柜的安装及检查→机柜的配线与校验→整流变压器的安装及配线→附加电阻的安装及配线→测量交直流回路电阻→各回路绝缘检查→控制插件调试（控制插件调试顺序：给定插件→触发插件→状态插件→投励插件→失控插件→灭磁插件）→整机的调试及检验。
4.2 安装及检查4.2.1 机柜的安装及检查依据设备随机资料检查各部件是否完整和符合要求，有无机械损伤。
检查各单元的焊点及接线有无脱焊或松动；对各接线端子、螺丝（栓）在检查的同时应全部紧固一遍；对电容单元、风机单元应卸下检查。
4.2.2 机柜的配线整流与控制分布在两个柜中时要特别注意主桥可控硅阳极、阴极、控制极的接线。
增安型无刷励磁同步电动机旋转励磁系统改造
二 、 无刷 励磁 系统 的工 作 原 理 简 述
将灭磁 电阻连接 至无刷 同步 电动机 的转子励 磁绕 组上 ，一 方 面 ，为机组启 动提供较 大 的启 动转矩 ，另一方 面 ，也降
增安 型无 刷励 磁同步电动机因对其取消 了碳 刷和滑环 ，
因 此 无 需 考 虑 电 动 机 内部 的 正 压 通 风 系 统 ， 同 时励 磁 系 统
收 稿 日期 ：２ １— ２ ２ ０ ０ １— ０
［ 编辑 ：汤 少扬 】
２１年０月 ｌ中国 ０１ ５ 设备工 程
４ １
改造 与更新
同步电动机提供持续的励磁电流 ，同时关断灭磁 回可控硅 。 此 时 ，旋转 整流器等效 于三相二极 管 ，最终将 电动机顺 利 极 管 地牵入 同步状态 ，并保持稳定 运行 。 三、机 组存在 问题 受 当时 国内在 大型 同步 机组设计水 平 、材料 供应 、制
关 键 词 ：摧 化 装 置 ；滑 阀 ；分 析 ；整 改
中图分类号 ：Ｔ ６ ４ Ｅ ２
文献标识码 ：Ｂ
胜利油 田石 油化工 总厂重 油催 化装 置反 应系统 原有滑 阀八 台 ，在２ ０ 年改造 中 ，由于新增 汽油反 应 系统 而增 加 ０７ 新滑 阀三台 ，在 目前的１ 台滑 阀 中有两 台使 用蒸汽 作为 反 １
２ 整流环元器件 的参数选择 ． 主电动 机参 数 ：额定励磁 电流Ｉ＝ ８ Ａ，额定励磁 电压 ，１８ ￣ Ｕ ＝ ９ Ｖ；空载励磁 电流Ｉ ８ Ａ，空载励 磁电压ｕ ｏ ；灭 ￣ １５ ， ５ ￣ ＝ ６ ｖ
灭磁可控 硅存在误 开通现象 ，虽 然有灭磁 电阻误 开通报警 模块 ，但报警模块 为光 电传输 ，其可靠性较差 。
障直 接导致机组无 法正常启 动或在运行 中突然停 机 ，严重
将灭磁 电阻连接 至无刷 同步 电动机 的转子励 磁绕 组上 ，一 方 面 ，为机组启 动提供较 大 的启 动转矩 ，另一方 面 ，也降
增安 型无 刷励 磁同步电动机因对其取消 了碳 刷和滑环 ，
因 此 无 需 考 虑 电 动 机 内部 的 正 压 通 风 系 统 ， 同 时励 磁 系 统
收 稿 日期 ：２ １— ２ ２ ０ ０ １— ０
［ 编辑 ：汤 少扬 】
２１年０月 ｌ中国 ０１ ５ 设备工 程
４ １
改造 与更新
同步电动机提供持续的励磁电流 ，同时关断灭磁 回可控硅 。 此 时 ，旋转 整流器等效 于三相二极 管 ，最终将 电动机顺 利 极 管 地牵入 同步状态 ，并保持稳定 运行 。 三、机 组存在 问题 受 当时 国内在 大型 同步 机组设计水 平 、材料 供应 、制
关 键 词 ：摧 化 装 置 ；滑 阀 ；分 析 ；整 改
中图分类号 ：Ｔ ６ ４ Ｅ ２
文献标识码 ：Ｂ
胜利油 田石 油化工 总厂重 油催 化装 置反 应系统 原有滑 阀八 台 ，在２ ０ 年改造 中 ，由于新增 汽油反 应 系统 而增 加 ０７ 新滑 阀三台 ，在 目前的１ 台滑 阀 中有两 台使 用蒸汽 作为 反 １
２ 整流环元器件 的参数选择 ． 主电动 机参 数 ：额定励磁 电流Ｉ＝ ８ Ａ，额定励磁 电压 ，１８ ￣ Ｕ ＝ ９ Ｖ；空载励磁 电流Ｉ ８ Ａ，空载励 磁电压ｕ ｏ ；灭 ￣ １５ ， ５ ￣ ＝ ６ ｖ
灭磁可控 硅存在误 开通现象 ，虽 然有灭磁 电阻误 开通报警 模块 ，但报警模块 为光 电传输 ，其可靠性较差 。
障直 接导致机组无 法正常启 动或在运行 中突然停 机 ，严重
浅析同步电动机可控硅励磁装置的技术改造
针对 上述 问题 ，通 过 对 多 种 技 术 改 造 方 案 的 比较 ，
励磁装置 ， 在多年来的运行过程 中， 主要存在 以下 问题 。
１ １ 励 磁 装 置 元 件 问题 ．
可 控 硅 励 磁 装 置 由晶 体 管 分 立 元 件 构 成 ． 元 件 离 故 散 性大 、 温度影 响大 、 行 不稳 定 、 受 运 可靠 性 差 、 护 设 维 备 多 ， 配 备 示 波 器 等 专 用 调 试 设 备 。每 年 ５ 下 旬 至 需 月 ８月 初 ， 均 每 台 机 组 跳 闸 次 数 在 ８次 以上 ， 成 提 水 平 造 损 失 ２ 万元左 右 。 ０
文 章 编 号 ：０ ３ ６ ９ （ ０ ２ １— ０ ８ Ｏ １０ — ９ ７ ２ １ ）０ ０ ５一 １
兴 电灌 区是 甘肃省 高扬程提灌工程大 型灌 区， 工程
设 计 于７ 年代 ， ０ 提水 流 量９６ １ ｓ灌 溉 面积 ２ ０ ｍ。有 ． ３ ， ｎ ／ ０ ２ １ ｈ 机 电 设 备 １１０多 台 ， 程 中 机 电设 备 已 经 老 化 ， 分 ０ 工 部 属 于 淘 汰 产 品 ， 步 电 动 机 可 控 硅 励 磁 装 置 就 是 其 中之 同
３ 可 控 硅 励磁 装 置 技 术 改 造 后 的 效 果
可控硅 励磁装 置抗 干扰能 力差 ，供 电线 路遭受 雷
击， 避雷器 动作 ， 大机 组起动 引起 电压 波动等 因素致 使
工 作 不 稳 定 ， 磁 电 阻 经 常 发 热 烧 断 ， 组 失 步 跳 闸并 灭 机 影 响 其 他 电 气 回路 运 行 。 另一 方 面 ， 控 硅 励 磁 装 置 不 能 较 好 地 满 足 电 动 机 可 带 重 负 荷 起 动 要 求 ， 提 水 扬 程 高 、 动 机 起 动 功 率 大 当 电 时， 由于 灭 磁 回路 设 计 不 合 理 ， 常起 动 失 败 。 且 控 制 经 而 回 路 不 可 靠 ， 发 脉 冲过 窄 ， 整 流 元 件 触 发 失 败 ， 造 触 使 而
励磁装置 ， 在多年来的运行过程 中， 主要存在 以下 问题 。
１ １ 励 磁 装 置 元 件 问题 ．
可 控 硅 励 磁 装 置 由晶 体 管 分 立 元 件 构 成 ． 元 件 离 故 散 性大 、 温度影 响大 、 行 不稳 定 、 受 运 可靠 性 差 、 护 设 维 备 多 ， 配 备 示 波 器 等 专 用 调 试 设 备 。每 年 ５ 下 旬 至 需 月 ８月 初 ， 均 每 台 机 组 跳 闸 次 数 在 ８次 以上 ， 成 提 水 平 造 损 失 ２ 万元左 右 。 ０
文 章 编 号 ：０ ３ ６ ９ （ ０ ２ １— ０ ８ Ｏ １０ — ９ ７ ２ １ ）０ ０ ５一 １
兴 电灌 区是 甘肃省 高扬程提灌工程大 型灌 区， 工程
设 计 于７ 年代 ， ０ 提水 流 量９６ １ ｓ灌 溉 面积 ２ ０ ｍ。有 ． ３ ， ｎ ／ ０ ２ １ ｈ 机 电 设 备 １１０多 台 ， 程 中 机 电设 备 已 经 老 化 ， 分 ０ 工 部 属 于 淘 汰 产 品 ， 步 电 动 机 可 控 硅 励 磁 装 置 就 是 其 中之 同
３ 可 控 硅 励磁 装 置 技 术 改 造 后 的 效 果
可控硅 励磁装 置抗 干扰能 力差 ，供 电线 路遭受 雷
击， 避雷器 动作 ， 大机 组起动 引起 电压 波动等 因素致 使
工 作 不 稳 定 ， 磁 电 阻 经 常 发 热 烧 断 ， 组 失 步 跳 闸并 灭 机 影 响 其 他 电 气 回路 运 行 。 另一 方 面 ， 控 硅 励 磁 装 置 不 能 较 好 地 满 足 电 动 机 可 带 重 负 荷 起 动 要 求 ， 提 水 扬 程 高 、 动 机 起 动 功 率 大 当 电 时， 由于 灭 磁 回路 设 计 不 合 理 ， 常起 动 失 败 。 且 控 制 经 而 回 路 不 可 靠 ， 发 脉 冲过 窄 ， 整 流 元 件 触 发 失 败 ， 造 触 使 而
同步电动机励磁冗余控制系统的设计与改造
方式 本次升级改造对二次压缩机同步电动机励磁 控制柜进行更 新，新 系 统 不 改 变 二 次 压 缩 机 电 动 机无刷励磁机结构、启动控制方式和投励方 式，只 对原有励 磁 控 制 部 分 进 行 升 级 改 造。 采 用 ＡＢＢ 升级版励磁控制单 元 ＵＮＩＴＲＯＬ１０２０作 为 励 磁 控 制的主要 元 件，采 用 两 台 ＵＮＩＴＲＯＬ１０２０并 列 的 双通道热备份 运 行 方 式，两 路 励 磁 回 路 可 以 互 相 备用，通过其内 部 逻 辑 检 测 功 能，触 发 联 锁 动 作， 实现手动或自动无干扰切换。
ａ． 单 励 磁 系 统 工 作 可 靠 性 差 ； ｂ． 控 制 电 源 为 单 电 源 供 电 ，可 靠 性 不 足 ； ｃ． 继 电 器 控 制 联 锁 回 路 较 复 杂 ，不 便 维 护 和 故障处理； ｄ． 转 速 作 为 启 动 投 励 条 件 ，并 作 为 运 行 联 锁 条 件 ，增 加 了 因 测 速 回 路 造 成 的 故 障 率 。 针 对 以 上 问 题 和 不 足 ，进 行 升 级 改 造 ，更 新 励 磁 控 制 系 统 ，消 除 控 制 系 统 存 在 的 缺 陷 。 ２ 励 磁 系 统 升 级 改 造 ２．１ 改 造 内 容 ２．１．１ 改单励磁 控 制 系 统 为 双 通 道 热 备 份 运 行
图 １ 同步电动机降压异步启动单线接线 启动投励步骤如下：
ａ．闭合自耦变压器中性点断路器 ＨＡ６； ｂ．闭合启动断路 器 ＨＡ４，自 耦 变 压 器 工 作， 通过变压器中 间 抽 头，加 在 电 动 机 定 子 线 圈 上 的 电压为线路电压的 ８５％，此 时 电 动 机 作 为 异 步 电 动机开始启动； ｃ．启动 ５ｓ后，打开中性点断路器 ＨＡ６，断开 启动断路 器 ＨＡ４，闭 合 主 断 路 器 ＨＡ５，电 动 机 异
气体压缩机同步电动机励磁设备改造
２ Ｗ ＫＬ Ｆ微 机 励磁 技 的 术 性 能
ＷＫ Ｆ型同步 电动机励 磁装置为全控整 流桥方式 ， Ｌ 具有 微机励磁调节 器 、 双套 工作 电源 、 恒励 磁 电流 和恒功率 因数
磁阀没有正常吸合是 电磁 阀坏 了 ， 否则就是液压系统 问题 。
（ ）采煤机不牵 引。影 响 因素主 要有主 控器 、 频器 、 ５ 变 操 作站及其连线。作业人员操作牵引按钮 ， 量输 出给变 频 测
器 的电压信 号是否正常 ， 如果 没有输 出信号 ， 则是 操作 线路
出现 问题 ， 或是主控器 有 问题 。此时 ， 首先 用万用 表测 量进 主控器 的工作 电源是 否正 常 ， 然后逐个检查 内部 电源 是否正
常； 次， 其 用万用表检 查急停 输出点是 否 畅通 ， 调高 、 引等 牵
气体压缩机 同步 电动机 励磁设备改造
杨 建 平
（ 马鞍 山钢铁 （ 合肥） 公司 动力厂 ，安徽 合肥 ２０ １ ） ３０ １ 中图分类号 ：Ｍ３ １ Ｔ ４ 文献标 识码 ： Ｂ
以电机运行 的功率 因数 作为控制对象 ， 以励磁 电流 的设定值
作为被调量 ， 在机端母线 电压波动和负载波动 时 自动调整励 磁 电流 的设定值 ， 以维持功率 因数恒 定 （ 等于功 率 因数 设定 值） 。恒功率 因数运行 可 发挥 同步 电动 机平 滑无 功 调节 特 点 ， 能运行 ， 节 不再手 动调节励 磁 电流。取 消常规 的 电位 计
维普资讯
・
１８・ ０
煤
矿
机
电
２０ 年第 ６ ０７ 期 Nhomakorabea（ ）采煤机不调 高 。首先 用万用 表测量 电磁 阀线 圈有 ４ 无 ２ Ｖ直 流电源 ， ４ 电磁阀是否 能正 常吸合 ， 如果 电磁 阀线圈 没有 电压 ， 则是 电气 系统 问题 ， 如果 ２ Ｖ直 流 电源正 常 ， ４ 电
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
制功 能 ， 且有 很 高的性 价 比 而
变藤 脉 锁号触 可 换 ｝ 萎路＿ 也＿ — 信 ｆ 剖
发 控
信Ｉ１ 号Ｐ １ ’２
电流检测 Ｉ
灭
及 脉 移相信号 ｝ ｜ 扩 板
展 ｍ
制 －整 控・ 硅 — — －
流 桥
（） ａ 过ห้องสมุดไป่ตู้失步
７ Ｉ Ｚ Ｑ
Ｚ
Ｚ／
７ ｇ ： Ｚ ｈ Ｚ ＺＫ 审， ， Ｉ
置分 立插 件故 障率 高 ， 障不易查 找且 难于 排除 ， 故 维
护 困难 ， 重影 响企业 生产 的顺利 进行 。 严
在故 障处理 过程 中 ， 们发 现 ， 机主要 是 由于 我 停
中 图 分 类 号 ： Ｍ３ １ Ｔ ４ 文献标识码 ： Ａ
１ 问题 的提 出 包 头 铝业集 团机 电车 间空压 机室共 有 ８台空 压 机， 是铝 厂重要 的 动 力设 备 ， 长期 运 行 方 式 。 磁 为 励 控制装 置 为 ＫＧＬ Ｆ一１ ０型分 立单 元 模 拟控 制 方式 ， 插件 式结 构 ． 该 系 统存在 的 问题 ： 磁装 置调试 困难 ； 励 触发 脉 冲对 称度 差 ， 相 电 流不 平 衡 ； 器件 老 化 ， 定 参 三 元 整
图 １ 全 控 桥 式 励 磁 装 置 主 回路
同步 电动 机励 磁控制 装置 的各种 故障 引起 的 ， ： 如 滑 差检测 不 准 确 ， 磁 回路 不 合 理 ， 成 电 机 振 动 剧 灭 造
烈 。 动 困难 ； 拟 控 制 方式 元 器 件受 温 度 等 影 响 ， 启 模 参 数改变 ， 工作 不稳 定 ， 成失步 ； 磁 电阻 误导 通 ， 造 灭 发热 ； 检测 励磁 电压 的测量 电阻发 热 ， 成烧 断等 故 造
维普资讯
２０ ０ ７年 ｌ ２月
第 ｌ 卷 第 ６期 ９
石 家 庄 职 业 技 术 学 院 学 报 Ｊ ｕ ｎ Ｉ ｆＳ ｉａｈ ａ ｇ Ｖｏａ ｉｎ ｌ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｔ ｕｅ ｏ ｒａ ｈｊ ｚ ｕ ｎ ｃ ｔ ａ ｈ ｏｏ ｙ Ｉｓｉ ｔ ｏ ｉ ｏ Ｔｅ ｔ
图 １为 全控 桥 式 励磁 装 置主 回路 ， 着 电机 转 随 速 的增 加 ， 滑差逐 渐减 小 ， 子线 圈 内感 应 电势也 逐 转 步减 小 ， 当转 速 达 ５ ％ 以上 时 ， 磁 回路 感 应 电流 ０ 励 负半 波通 路不 畅 ， 于 时通 时断 ， 处 似通 非 通 状 态 ； 又
作者简介： 王炳 艳 （ ９ ５一）女 ， 北 景 县 人 ， １７ ． 河 包头 职 业 技 术 学 院 教 师 ， 主要 从事 机 电一 体 化 教 学 与 研 究 工 作 ．
维普资讯
第 ６期
王 炳 艳 等 ： 步 电 动机 励磁 控制 装 置 的改 造 同
摘
０４ ３ ） １ ０ ０
要 ： 对 同步 电动 机 Ｋ Ｆ一１ 针 ＧＬ ０型 励 磁 控 制 系 统 采 用 模 拟 插 件 控 制 方 式 时 ， 在 工 作 不 稳 定 、 存 线路 繁 杂 、
故障 率 高 、 试 困 难 等 问题 ， 定 了采 用 基 于 Ｐ Ｃ励 磁 控 制 装置 的 改造 方 案 ． 调 确 Ｌ 关键 词 ： 同步 电动 机 ； 磁 ； Ｌ 控 制环 节 励 Ｐ Ｃ；
由于 感 应 电 流 负 半 波 通 路 由 两 支 可 控 硅 ＫＱ１ ，
ＫＱ２串联 ， 致 正 负感 应 半 波 回路 压 降不 同 ， 导 ＋０
与 一Ｉ ｉ电流 不对 称 ， 此 ， 成 脉振 转 矩 ， 因 形 造成 电机
产 生强 烈震 动 ， 而损坏 电机 。 进 定子 电流 也会 随着 电
２ ２ 无 可 靠的 失步保 护 ．
Ｋ Ｆ一１ ＧＬ ０励 磁 装 置 没 有 可 靠 的失 步保 护 ． 电 机失 步 时通常 电 机定 子 电流 增 大且 波 动 剧 烈 ， 励 该 磁 装置 主要是 利用 定子 过负 荷及 过 电流保护兼 作失
收稿 日期 ： ０ ７一 ９一Ｏ ２０ Ｏ ４
障 ． 以 ， 致 电机 损 坏 的原 因 不在 电机 本 身 ， 是 所 导 而
由于 电动 机所配励 磁 装置技 术性 能差 引起 的 ． ２ ＫＧ Ｆ一１ Ｌ ０型 励磁装 置的 主要缺 陷Ｉ １
２． 灭 磁 回 路 不 合 理 １
图 ２ 电 机 起 动 过 程 中 定 子 电流 波 形
机 振动 而剧烈 波 动 ， ２即为定子 电 流脉振 波形 ． 图
Ｚ Ｚ
一
—
一
一
■
， ， ｌ
数偏移 ， 磁控 制不 稳 定 ； 子 滑差 检 测 不 准确 ， 励 转 过
早投励 ， 电机启 动时脉 振剧 烈 ； 投励 时有 很大 的 冲击 声， 电机 同步 困难 ； 磁可 控 硅 投励 后 ， 能 及 时关 灭 不 断 ， 时 常误导 通 ， 且 造成 外 接 灭 磁 电阻 发 热 ； 磁 装 励
５ ５
步 保护 ． 电机 “ 负 荷” 电机 “ 步 ” 完 全 不 同 而 过 与 失 是 的两个概念 ． 践表 明 ， 过负 荷继 电器兼 作失 步保 实 用 护 ， 电机 失步 时 ， 不能 可靠 动作 ， 的虽能 动作 ， 当 它 有 但动 作时延 加长 ， 起不 到保 护 电机 的作 用 ． ３是 同 图 步 电动机失 步时转 子 回路 电流 的几种 典型 波形 ．
Ｄｅ ． ０ ｃ ２ ０７
ｖ０ ． ９ ＮＯ． １ Ｉ ６
文 章 编 号 ：０ ９４ ７ （ ０ ７ ０ ．０ ４０ １０ ．８ ３ ２ ０ ）６ ０ ５ ．３
同步 电动机励磁控制装置的改造
王炳 艳 张建 林 ｂ ，
（ 包头职 业技 术 学 院 ａ 电子 工程 系； ． ． ｂ 党委 院长 办公 室 ， 内蒙 古 包头