同步电动机励磁控制器

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3.11 低通灭磁
控制单元具有低通灭磁功能。当电动机起动时,控制单元强制接通灭磁电路对电 动机进行灭磁,当电动机的速度达到滑差投全压值时低通灭磁解除转入高通灭磁。
3.12 失步保护
控制单元具有失步保护功能。当电机出现失步而在设定的时间又没有得到恢复 时,控制单元会发出失步保护信号进行分闸。
此功能的原理是:电动机发生失步时功率因数会随之降低,通过功率因数采集板 将功率因数实际值送入 CPU,当电机发生失步时功率因数降到设定保护值且在设定的 延时时间内还未恢复时,CPU 会向外界发出失步保护信号。失步保护值和失步保护延时时 间均可通过人机操作界面进行设定。
序调整菜单、按设定键进入选择后,按设定
键确认,按下降键选择功率因数设定值菜单,按设定键进入、设定后按设定键确认,
3.2 恒流与限流
控制单元具有恒定输出励磁电流且限制励磁电流上限值、下限值的功能。 此功能的基本原理是:在控制单元中安装有励磁电流采集板,将分流器两端 mV 值信号采集进来转换成 0~5 V 的电压信号送入 CPU。在此系统中我们选用励磁电流 作为反馈量,它与给定量在 CPU 中作运算,将运算结果变成一个电压信号,送入触发 脉冲电路中,作为触发脉冲的移相电压。这样,无论是外电网电压发生波动,还是负 载发生变化,控制单元都可以使励磁电流的输出保持恒定。 通过人机操作界面,可以设定励磁电流上限值和下限值、分闸延时时间、是否分 闸信号,它起到一个限制最大励磁电流和最小励磁电流的作用。当励磁电流实际值超 过设定的励磁电流上限值或下限值时,系统会认为工作异常,为保护励磁系统和电动 机的安全控制单元将发出分闸信号,停止工作达到保护励磁系统和电动机的安全。 另外需要特别说明的是:为了在不改变硬件的情况下,使控制单元能够满足不同 励磁电流等级电机要求,在电机运行之前必须将励磁柜所使用分流器电流值通过人机 操作界面输入控制单元。这个参数是必须设定的,没有它控制单元将找不到运算依据 而无法正常工作。
该控制器广泛适用于同步电动机拖动,如:矿山、冶金、化肥、化工、排灌、冷储、 水泥等行业。拖动气体压缩机、制冷机、球磨机、大型水泵、风机等通用机械设备。适用 于同步电动机功率:200-15000Kw,电压:380-10KV 电机。
二、性能特点
1、本机采用单相 A 相供电,电压 220V±20%。电源电路采用高频开关电源,完全消 除电网中尖峰对芯片的影响。
定时投全压、投励的时间值可以通过人机操作界面在 0~99 秒修改。出厂时,定 时投全压时间设定为 3 秒,定时投励时间设定为 5 秒。需要指出的是,这两个时间设 定都应比滑差投全压投励的时间长,否则会造成滑差投全压、投励失效。
3.8 相序调整
不考虑变压器相位差:由于整流变压器的一二次侧接法不同,可能产生十二种相位 差,以往励磁可能因为不能正确判断整流变压器的接法,而需要多次停机根据相位差 改变起始相角。本控制器完全回避了相位差和起始相角的问题。
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三、主要功能与基本原理
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DLKW-08/C 型同步电动机励磁控制器使用说明书
人机操作 界面
滑差信号 变换电路
励磁电压 变换电路
励磁电流 变换电路


脉冲封锁信号









脉冲移相信号





功率因数

变换电路
器 励磁给定 给定值
(CPU)
其它输入信号
灭 磁 环 节
其它输出信号
3.1 主要功能
DLKW-08/C 型励磁控制单元原理方框图
DLKW-08/C同步电动机微机励磁控制器不同于常规模拟式励磁调节器,它的功能不是 由硬件来实现,而是由软件来完成的,可依据不同的要求来选取软件模块,下面是主要功 能模块:
(1) 恒定电动机励磁电流调节方式 (2) 恒定电动机励磁电压调节方式 (3) 恒定电动机功率因数调节方式 (4) 降压启动或全压直接启动(任选)
不停机调换相位:通过人机操作界面,可以设定当前相位起始相角就自动找到新的 正确相位,而不需停机改线。
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3.9 定子小电流切除
此功能主要应用于恒功率因数工作模式下,当定子电流小于设定值时退出恒功率 因数工作模式,高于该值时自动进入恒功率因数工作模式状态。
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3.3 恒压与限压
控制单元具有恒定输出励磁电压且限制励磁电压上限值、下限值的功能。 此功能的基本原理是:在控制单元中安装有励磁电压采集板,将励磁电压值信号 采集进来转换成 0~5 V 的电压信号送入 CPU。在此系统中我们选用励磁电压作为反 馈量,它与给定量在 CPU 中作运算,将运算结果变成一个电压信号,送入触发脉冲电 路中,作为触发脉冲的移相电压。这样,无论是外电网电压发生波动,还是负载发生 变化,控制单元都可以使励磁电压的输出保持恒定。 通过人机操作界面,可以设定励磁电压上限值和下限值、分闸延时时间、是否分 闸信号,它起到一个限制最大励磁电压和最小励磁电压的作用。当励磁电压实际值超 过设定的励磁电压上限值或下限值时,系统会认为工作异常,为保护励磁系统和电动 机的安全控制单元将发出分闸信号,停止工作达到保护励磁系统和电动机的安全。
DLKW-08/C 型同步电动机励磁控制器使用说明书
一、概述
DLKW-08/C 型同步电动机励磁控制器是以电力电子技术、现代控制理论及微机技术相 结合的全数字励磁控制单元。该产品具有“技术先进﹑功能齐全﹑操作界面友好”的鲜明个 性。
该控制器核心部分采用美国微芯公司高性能中央处理器(CPU),软件由本公司自主研 发。该控制器接线简单、控制功能丰富、具有纯中文人机操作界面、控制单元所有参数设 定都可以通过操作界面完成。
3.10 停机逆变
控制单元具有停机逆变的功能。也就是同步电动机在停车时控制单元将触发脉冲 推入可控硅的逆变区(β=140˚),使整流桥处于逆变状态,将电动机异步运行时所产 生的一部分能量回馈至电网。
此功能实现的原理是:当控制单元 CPU 接到停车信号时,置触发脉冲的移相电压 为零,同时延时 5 秒封锁触发脉冲。
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(5) 按滑差顺极性过零投励控制 (6) 在滑差投励不成功时后备计时投励 (7) 转子最大励磁电流限制: (8) 转子最小励磁电流限制 (9) 转子最大励磁电压限制: (10) 转子最小励磁电压限制 (11) 最大定子电流限制保护功能 (12) 定子小电流切除 (13) 失步保护功能 (14) 故障检测和处理功能 (15) 具有RS-232、RS-485通讯功能(单机通讯或集中通讯)
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同步电动机起动波形图
3.7 定时投全压、投励
这个功能主要是在滑差全压、投励失败后作为一种后备保护措施来实现投全压、 投励。
此功能基本原理是:在 CPU 中设定一个定时投全压和投励的时间值,电机起动后 若在设定的时间内没有完成滑差投全压或滑差投励,那么 CPU 会强制发出投全压和投 励信号。
浏览工作状态 校正当前时间 设定运行参数 浏览告警记录
图五 ◆按取消键进入主菜单屏,按上升、下降 键选择所需菜单按设定键进入,退出按取 消键 ◆ 选择浏览工作状态菜单按设定键进入
(即主运行屏),退出按取消键
◆按下降键选择校正当前时间菜单,按设定键进入,退出按取消键
◆按下降键选择设定运行参数菜单,按设定键进入,退出按取消键
◆按下降键选择浏览告警记录菜单,按设定键进入,退出按取消键,再次按设定
键删除所有告警记录
图六
输入密码 100
◆此时通过上升、下降键输入正确密码按设 定键进入,退出按取消键
工作模式 : 恒流 相序调整 : 正序 功率因数设定值 :
-0.9
图七 ◆此时按设定键进入工作模式菜单,再按上 升键选择工作模式:如开环、恒流、恒压、 恒功选择后按设定键确认,按下降键选择相
图二 ◆开机运行显示第二屏,在次屏可校正当前时 间,放弃按取消键
开机状态 : 开机 工作模式 : 开环 励磁电流 : 218A 励磁电压 : 80V
图三 ◆继续进入主运行屏
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功率因数 : -0.95 定子电流 : 486A
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图四 ◆按下降键进入主运行第二屏
2、输出主整流电路全桥六路触发脉冲,幅度≥3.5V,电流≥350mA。 3、同步信号经光电隔离输入,使采样电路免受同步信号的尖峰脉冲干扰。 4、数字移相、三相自动精确平衡。 5、整机电路采用数控技术,投运时不用作任何调整,接好插头即可使用。 6、按键调节励磁电压,全线平滑稳定。 7、顺极性滑差投励,后备定时投励。 8、具有功率因数自动跟踪调节,恒压、恒流、失步、过流、等保护功能。 9、具有纯中文人机操作界面,控制单元所有参数设定都可以通过操作界面完成。 10、具有 RS-485、RS-232 通讯接口。 11、具有开环/闭环切换功能。 12、适用于三相半控和全控整流电路。
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3.5 定子过电流保护 控制单元具有定子过电流保护功能。 此功能的基本原理是:在控制单元中安装有定子电流采集板,将定子电流互感器
二次 0-5 安培电流信号采集进来转换成 0~5 V 的电压信号送入 CPU。它与给定量在 CPU 中作运算。
通过人机操作界面,可以设定定子过电流保护值、分闸延时时间、是否分闸信号, 它起到一个限制定子过电流保护的作用。当定子电流际值超过设定的定子电流保护上 限值时,系统会认为工作异常,为保护电动机的安全控制单元将发出分闸信号,停止 工作达到保护电动机的安全。
3.13 告警功能
控制单元具有故障告警功能。当发生励磁电流异常、励磁电压异常、功率因数异 常、定子过电流、电机失步等故障时,控制单元不但能向外界发出分闸信号,而且会 在人机操作界面上有相应的故障记录,以便于用户故障排除。
3.14 通讯功能
控制单元具有通讯功能功能。RS-232 接口、RS-485 接口,可以单机通讯、集中通 讯,实时监测励磁系统运行状况。
此功能依据的原理是:同步电动机在起动(异步运行)时,会在转子两端感应一 个频率由 50HZ 向 0HZ 衰减的正弦波,它在某一时段的频率值对应着此时电机的滑差 值。如附图所示,控制单元将转子感应的正弦波信号通过滑差信号变换电路变换成一 个方波信号输入 CPU,CPU 检测到信号频率达到预设滑差投励磁值且在方波上升沿时 (保证投励顺极性),向脉冲触发部分电路发出解除脉冲封锁信号,使晶闸管整流桥 向转子输出直流实施投励。滑差投全压和投励的原理是一样的,只是投全压的设定值要 小于投励设定值。滑差投励和投全压的预设值出厂时,投全压滑差值设定为 90%,投 励滑差值设定为 96%
3.4 恒功率因数
控制单元具有恒功率因数上限值、下限值的功能。 此功能的基本原理是:在控制单元中安装有恒功率因数采集板,将 BC100V 电压、 A 相电流信号采集进来转换成方波信号送入 CPU。它与给定量在 CPU 中作运算,无 论是外电网电压发生波动,还是负载发生变化,控制单元都可以使功率因数保持恒定 在设定值。 通过人机操作界面,可以设定功率因数滞后值、分闸延时时间、是否分闸信号, 它起到一个限制功率因数滞后保护的作用。当功率因数实际值超过设定值时,系统会 认为工作异常,为保护励磁系统和电动机的安全控制单元将发出分闸信号,停止工作 达到保护励磁系统和电动机的安全。
另外需要特别说明的是:为了在不改变硬件的情况下,使控制单元能够满足不同 励磁电流等级电机要求,在电机运行之前必须将定子电流互感器变比值通过人机操作 界面输入控制单元。这个参数是必须设定的,没有它控制单元将找不到运算依据而无 法正常工作从而达不到保护目的。
3.6 滑差投全压、投励
控制单元能够依据电机起动时产生的滑差信号,按照预设值完成投全压和顺极性 投励。
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四、液晶屏操作说明
控制单元人机操作界面外观示意图如下:
DLKW-08/C 型励磁控制器操作面板
同步电动机 励磁装置 V1.0 09.04 0311-87306070
图一 ◆开机运行显示第一屏
2009 年 4 月 18 日 08 时 24 分 16 秒
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