求助关于电机弱磁升速的原理_百度知道
求助关于电机弱磁升速的原理
不能理解为什么励磁减弱了电机速度反而上升，当励磁为零时电机反而飞车？转速公式我也有，可就是不理解，各位老师能不能用通俗的语言说明一下，谢谢老师了！
我有更好的答案
我这是在网上找到了，你看看吧，可能有帮助的，我现在也在用种东东。 同步发电机是电力系统以及工业生产中的重要元件其励磁装置的性 能直接影响同步发电机运行的可靠性和稳定性目前国内生产的同步电 动机励磁装置大多数采用模拟控制电路这种控制电路存在硬件多控制 板数量多接线复杂可靠性差等缺点对于现场人员使用和维护都造成 了一定困难微机控制技术的发展为解决以上问题提供了技术支持 我公司从80 年代起研制并生产了大量的微机控制整流设备特别是在 晶闸管的控制技术上有比较丰富的经验 针对励磁装置中存在的一些问题我公司采取微机控制技术并且吸 取了现有励磁设备的精华其中包括1972 年原机械工业部电器工业管理局 的统一设计的技术关键和同步发电机失步保护和带载自动再整步技术精 华研制出了新型微机控制同步发电机晶闸管励磁装置该装置具有控制 集成度高控制精度高运行可靠性高稳定性好现场使用和维护方便 等优点 微机控制同步发电机励磁装置分为HRKLF11 和HRKLF12 两个系列11 系列供拖动非冲击性负载的同步发电机恒定励磁用12 系列供有冲击性负 载的同步发电机按负荷自动调节励磁维持无功电流恒定之用该装置均具 有失步保护和带载自动再整步功能适用于200-10000KW 同步发电机配套 1 控制电路采用MCS-89C51 系列单片微机控制控制板集成度高,软件 中有丰富的设备自检功能 2 具有良好的失步保护功能和带载自动再整步功能 3 全压起动时起动至亚同步转速顺极性投入励磁使电机牵入同步运行 4 同步发电机起动和停车时自动灭磁以免感应过电压击穿设备 5 可手动调节励磁电流电压进行功率因数调整 6 本设备所带放电电阻RF 阻值为所配用的同步发电机转子励磁绕 组直流电阻的10 倍其长期允许电流为同步发电机额定励磁电流的 按负荷自动调整励磁基本保持同步发电机无功电流恒定 2 具有零励磁保护功能 本装置的主电路包括整流变压器三相半控整流桥阻容灭磁环节 和起动环节等控制电路主要由单片机MCS-8751 励磁电流调节器电 流给定与反馈环节投全压和投励环节失步检测环节强励环节无功 补偿环节微机触发环节和自检环节等组成以上控制电路主要集成到一块控制板上具有同步发电机的起动正常励磁失步检测和保护强励 自动关桥以及无功补偿等功能 下面分别介绍各部分组成和原理 1 三相半控整流电路 整流变压器将交流380V 电源电压降至励磁所需的电压其二次输出线 电压为U21 每个主桥晶闸管及整流二极管在一个电周期360 度内轮流导通120 度 晶闸管由其相应的触发插件提供的触发脉冲开通整流二极管为自然换流 整流桥直流输出电压为 Ud 1.35 U21(1+cos )/2 式中U21 整流变压器二次侧线电压V 晶闸管的控制角 Ud 0.3-1.2Ufe Ufe 电机额定满载励磁电压 2 阻容灭磁环节 阻容灭磁的任务是关断主桥晶闸管停止主桥向电机输出励磁电压和 电流 输出励磁电压和电流采用阻容灭磁不仅灭磁速度快而且关桥可靠 下列情况下阻容灭磁动作 1 电机发生带励失励失步时阻容灭磁动作关断主桥使电机转入异 步运行失步源消失后实现带载自动再整步 2 当电机发生断电失步时阻容灭磁动作关断主桥电机励磁绕组储 存的磁场能量经附加电阻RF 及电容C10 和C11 衰减当励磁电流lf 由额定值 Ife 衰减到0.368Ife 时实现断电失步再整步 3 当电机正常或事故停机时阻容灭磁动作关断主桥避免在下一次 开机时因主桥未关断而误投励 电容C10 由交流26OV 电源经单相全波整流充电至34OV 左右 当灭磁插件发出灭磁脉冲后灭磁晶闸管KP4 开通C10 上予充电压反 向加于主桥两端为保证主桥可靠关断CM1 容量的选择应保证施加反压的 时间大于主桥晶闸管的热态关断时间在施加反压的同时C10 经电机励磁 绕组向C11 放电 当Vc10 Vc11 时流过KP4 的电流近似为零KP4 自动关断 3 起动环节 主要技术要求 l 在电机投励前的整个异步起动过程中当励磁绕组有正向感应电压时 起动晶闸管 KP5 应可靠开通以便附加电阻 RF 在有正负半周感应电压时均 能接入励磁绕组使电机获得良好的对称起动特性而投入正常励磁后KP5 应可靠关断并转入高开通值高开通值应保证电机在正常励磁强励及灭磁时不误开通以避免长期接入附加电阻而烧毁在电机励磁绕组出现 过电压时KP5 应开通对励磁绕组起过电压保护作用 2 起动控制回路中的R21 选择满足高开通值外并应满足正常运行时的 热稳定要求 工作原理在电机半压起动油开关闭合后J1-2 闭合此时WHK2 4 闭 合在未投励时此时R21 与R22 并联并联后阻值较低R23//RW21 回路可 分得较高电压因R21 阻值较高R23//RW21 分得电压就低KP5 就需在较高主 桥电压下开通改变R21 R22阻值可获得所需的KP5 高低开通值 4 励磁电流调节器 电流调节器由运算放大器U302B 组成的比例积分放大器和二极管限幅 环节组成电流给定由电位器POT 构成电流反馈由ID 输入电流调节器 的输出值经过电阻R235 和R236 分压后送给模数转换器A/D0804 经过转 换后的数字量输入到微机去控制晶闸管的触发角 为了把电流限制在某个最大允许值电流调节器具有限流功能即电流 截止功能调节电位器RW35 可以调节限流值调节电位器RW37 R334 和 C311 可以改变电流调节环的比例积分参数 调节环的输出电压与移相角之间存在着非线性关系为了使得操作人 员调节方便使励磁电压或电流能够线性跟踪电位器的给定变化在 单片机控制程序中设置了非线性校正环节 5 投全压和投励环节 同步发电机在整个起动过程中其转子感应交变电压的频率是随着转 子的加速而变化的转速越高感应交变电压的频率就越低电机刚起动 瞬间转子感应电压频率与定子回路频率f1 相同为50HZ 而达到任一 转差S 时的转子感应电压频率f 为 f=fl S=50S 当同步发电机加速至同步转速的90 时转差s 0.1 投入全压 当同步发电机加速至亚同步时同步转速的95 转差S 0.05 顺 极性投励此时转子感应电压频率为 f=50 0.05=2.5 周 一个周期时间为T l/f=l/2.5 0.4 秒 电机进入亚同步转速时投励环节接收到频率为2.5Hz 的转子感应电 压信号后顺极性感应电流方向与励磁电流方向相同发出脉冲去触 发主回路晶闸管从而投入励磁将同步发电机牵入同步运行 6 触发脉冲形成与放大环节 触发脉冲的形成与放大电路的原理为由单片机P1 口发出120 度电 角度方波送入与门74LS08 的一个输入端与门另一端输入高频的脉冲列 FO 其输出端即输出120 度的宽脉冲列然后经过上拉电阻加以放大输出 此信号接入脉冲变压器的原边脉冲变压器的副边接入晶闸管的门极和阴极7 强励环节 当定子回路三相交流电压降至某一百分比如80 时进行突出强 励强励时间为10 秒 8 无功补偿环节仅HRKLF12 型用 拖动冲击负载的同步发电机当负载增加仍为恒定励磁时其输出无功 电流减少超过额定负载时减少得更为严重甚至变为从电网吸取感性无 功电流这不利于电机运行和电网电压的稳定冲击负载的大型同步电动 机对电网影响大需要按照电机负载的大小自动调节励磁 HRKLF12 型设备用无功补偿插件检测同步发电机定子回路有功电流信 号用来在负载增加时实现自动增磁使冲击负载的同步发电机以输出较 稳定的无功电流运行 此环节由二极管开关式相敏桥和双T 滤波器组成 9 装置运行状况检测与显示 该装置具有微机自动检测功能且有数字显示各种状态在设备启动和 运行过程中微机能自动检测设备状况当有故障出现时会自动停机且显 示表示故障种类代码如快熔熔断器熔断后显示7 数字显示如表5.1 所示
采纳率：9%
为您推荐：
其他类似问题
您可能关注的内容
电机的相关知识
换一换
回答问题，赢新手礼包
个人、企业类
违法有害信息,请在下方选择后提交
色情、暴力
我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。TBL-D系列同步电机数字可控硅励磁装置 三、工作原理 3.1主电路工作原理：
? 本装置主电路采用三相半控桥式整流电路。
整流变压器T的输出，经三相半控桥可控整流后输出脉动直流。控制可控硅的触发角，便可以调节整流桥输出的直流电压、电流。
? 主电路中采用三相三角形RC吸收电路，以吸收各种过电压，以及电源和本电路可控硅产生的谐波干扰。
? 在可控硅和整流二极管阴阳极之间产生的过电压，由RC阻容吸收电路吸收。
? 每一桥臂均有均压电阻，以保证同一桥臂上的两只元件承受相同的电压，避免单只元件承受过高的电压而被击穿。
? 整流变压器付边采用三只快速熔断器为直流侧短路和整流元件短路保护用。
3.2.灭磁电路工作原理：
同步电动机异步起动时，转子开路感应电压将达到数千伏，会严重危及操作人员、同步电动机及励磁装置的安全。因此同步电动机异步起动时励磁绕组严禁开路。
为了保证同步电动机的正常启动，转子正负半周的感应电流必须保证平衡，这样灭磁电压值就要求尽量低（本装置的灭磁电压为零）。而灭磁过程结束后，装置将会输出励磁电压，灭磁电路两边也就同时被施加了励磁电压。如果不采取措施，灭磁可控硅就又会被触发导通，使灭磁电阻长期承受励磁电压而被烧断，造成灭磁电路失效。这是十分危险的故障。
要避免上述故障的发生,就必须使装置的灭磁电压值要高于励磁电压的峰值。而且为防止电压波动和电网谐波的干扰,灭磁电压值甚至还要高一些。按照国家标准中有关电网电压允许的上下限要求和对谐波要求,特为本装置的灭磁电压值制定了下述公式：
Umc = (U1c×2．5)÷
这样，虽然灭磁电路较为可靠，但是由于同步电动机启动时的转子感应电流正负半波不平衡，会使同步电动机启动时间延长。为了解决这个矛盾，本装置灭磁电路的灭磁电压采用了分步骤自动整定的方法。
同步电动机在启动时，投励继电器常闭点将16R与17R、18R并联，使同步电动机的感应电流在6D上的压降大为增加，灭磁可控硅易于导通（10V以下即可导通）。投励后，投励继电器吸合，16R与17R、18R脱开，回路总阻值增大，灭磁可控硅的导通触发电压上升至同步电动机励磁电压的2.5倍而不能被触发。这样就达到了兼顾同步电动机启动和灭磁电路可靠工作的需要。
在投励之后，由于整流桥立即输出励磁电压、电流，可能使尚未关断的灭磁可控硅4V无法关断。因此，计算机控制移相电路自动在投励后将整流电压降低，使通过4V的电流断续，迫使其在电流过零时自关断。图中按钮MSB是灭磁检测按钮，用于检测灭磁电路是否正常。（注：装置运行中，严禁按此按钮）
3.3.调节、控制单元工作原理：
本励磁装置由TBL-D数字控制器根据程序和已经设定的参数控制启动和运行过程。在同步电动机异步起动过程中，整流桥可控硅无触发脉冲，整流桥无输出。灭磁电路受转子感应电压触发导通处于灭磁状态，将同步电动机转子感应电压泄放。当同步电动机转子转速提高到同步转速的90%时，计算机发出投全压指令，使连锁的定子侧少油断路器合闸，使同步电动机定子全电压运行（当同步机系统采用降压启动时）。当转速继续上升至亚同步转速（95%的同步转速）时，数字控制器发出投励指令，投励电路动作，控制触发电路发出脉冲，装置就顺极性向同步电动机励磁绕组投励，使同步电动机被拖入同步转速运行。
当同步电动机进入同步运行后，数字控制器控制移相电路使整流桥输出励磁电压下降，迫使灭磁可控硅关断。之后，移相电路自动恢复至给定值。同时电压调节器使装置输出电压恒定。
本装置的调节、控制单元安装在控制器内，可靠性高，无须更换，控制软件可不断更新升级。采用了大屏幕液晶汉字显示，简单直观，操作方便。可在允许范围内调节投励、投全压时间。可以检测并显示同步机启动过程中投励、投全压的时间（转子转速）。
3.3.1计算机控制：
本励磁装置的工作过程完全由TBL-D数字控制器根据程序和设定的参数来控制。数字控制器通过检测同步电机励磁绕组的波形，判断电机的工作状态，从而及时、准确地发出投全压、投励、移相等指令，以及主电路失控、灭磁可控硅导通、失步等故障报警。由于这部分是全数字电路，因而抗干扰能力强，检测可靠，无须调试，避免了运输及使用过程中由于震动造成的参数变化。
3.3.2投励、投全压：
数字控制器检测电路实时检测同步电动机励磁绕组波形。通过检测转子感应电压频率的变化确定投全压和投励的时间。同步电动机刚启动时，转子感应电压的频率为50Hz，以后随着转速的提高，感应电压频率快速降低。当此频率降低到5Hz时，转子的转速即为同步转速的90%，这时数字控制器立即发出投全压指令；当转子感应电压频率继续降低到2.5Hz时，转子的实际转速已经达到亚同步转速（同步转速的95%），也就是传统励磁装置所述滑差投励时间（转子滑差对应励磁绕组感应电压频率一个周波的1/2时间）为0.2秒时，数字控制器再发出滑差投励指令。为了方便用户的实际应用，投励时间可以在数字控制器计算机控制面板上修改（0.2～0.3秒）。
3.3.3后备投励
为确保投励可靠，本设备还采用了后备投励。后备投励时间出厂设定为4秒钟。也就是在同步电动机启动4秒钟之后，滑差投励还没有满足，数字控制器将在下一个顺极性时间发出后备投励指令。
3.3.4灭磁电路关断
数字控制器在投励正常之后，会先将移相触发角调节到参数设定值，励磁装置便输出给定电压、电流，使同步电动机转子转速迅速达到同步转速。为确保灭磁电路在投励之后可靠关断，本装置计算机会将移相触发角调小0.5秒钟，以至在此时间内整流桥输出电压波形断续，如果灭磁可控硅没有关断，这时便可以可靠关断了。之后计算机恢复给定移相触发角，励磁装置稳定输出电压、电流。
3.3.5失控保护
整流装置是否失控表现于整流输出的波形。当装置正常工作时，整流输出的波形的低电平时间不会大于5ms；而失控时，低电平时间为6.67ms。
本励磁装置的计算机系统便是通过检测整流桥输出波形，也就是检测整流桥输出波形的低电平时间是否为6.67ms，来判断主电路整流桥是否失控的。如果装置在运行过程中，检测到整流桥输出波形的低电平时间为6.67ms，计算机便立即切断触发脉冲，发出声、光报警，提醒工作人员注意。而由于我们主电路采用的是可控硅三相半控桥电路，励磁装置仍就输出电压、电流，保证生产的连续性。待安全停机后便可检修电路。有关三相半控桥的失控机理见附录一，波形见附图一。
3.3.6灭磁故障保护
同步电动机在正常运行中，灭磁可控硅应该处于关断状态。但是由于某些不稳定因素的影响，灭磁可控硅在同步电动机启动之后未能关断，或者是在正常运行过程中，灭磁可控硅被误触发。这种故障会严重威胁励磁装置和同步电动机的安全。正常运行时灭磁可控硅导通，会使整流桥输出电压直接加在灭磁用板形电阻上，由于板形电阻阻值很小，会在灭磁回路上形成很大的电流，造成装置整流变压器过载。长时间的大电流也会使板形电阻烧毁，造成灭磁回路开路。假如这些故障没有被及时发现，当同步电动机启动或停机时，由于灭磁回路开路，几千伏的转子感应电压将会击穿励磁装置的整流元件，并危及操作人员的安全，甚至将同步电动机绝缘击穿，造成严重损失。
本励磁装置独有的灭磁故障保护功能是利用计算机的高速巡回检测，及时发现灭磁电路的异常现象，发出灭磁故障报警，自动将同步电动机停车，保护同步电动机系统的安全，并且在计算机的液晶屏上显示故障类型，便于检修人员查找故障原因，尽快恢复生产。
3.3.6失步故障保护
当同步电动机发生失步故障时，在电机转子直流回路上，会感应出交变的电压。数字控制器可以检测到转子回路的所有交流分量，经过高速的分析判断，区分哪些是突发的干扰信号，哪些是暂时的同步摇摆信号，哪些是真正的同步机失步信号。在确认发生失步故障后，发出声、光报警信号，并且停止同步电动机的运行,保护系统安全。
3.3.7移相控制电路
移相电路由给定、反馈和有源滤波电路等环节构成。为触发电路提供移相电压，控制其移相角。
三相电源经过同步变压器取样，经D12～D17组成的三相整流电路整流，D11限幅，成为随三相电源电压变化的直流电压信号。此信号在RP09上与给定电压（RP10上的电压）相比较，就可在RP10的一端得到自动调节励磁的移相电压送至触发电路。
由于三相电源的取样电压是脉动直流电压，使移相电压中含有很大的交流分量，电路中采用了由运算放大器组成的有源二阶滤波器，可靠的滤除了移相电压中的交流分量，与采用电容滤波方式的电路相比，有源二阶滤波方式响应速度快，没有电容的延迟作用，能快速响应三相电源的变化，调节同步电动机励磁，确保同步电动机不受电源变化的影响。
滤波后的移相电压，送至触发电路，控制脉冲的移相角，调节励磁电压。
3.3.8触发电路：
触发电路由脉冲电路，功放电路，脉冲隔离电路等组成。
本装置脉冲电路由三块集成电路TCA785组成。每一块TCA785输出一相脉冲，受同步变压器三相同步信号控制，三块输出各差120°的三相脉冲。WKLF-100 型有刷同步电动机微机励磁装置_百度文库
赠送免券下载特权
10W篇文档免费专享
部分付费文档8折起
每天抽奖多种福利
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
WKLF-100 型有刷同步电动机微机励磁装置
阅读已结束，下载本文需要
想免费下载更多文档？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，同时保存到云知识，更方便管理
加入VIP
还剩3页未读，
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢WKLF-400无刷同步电动机微机励磁装置用户手册_图文_百度文库
赠送免券下载特权
10W篇文档免费专享
部分付费文档8折起
每天抽奖多种福利
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
WKLF-400无刷同步电动机微机励磁装置用户手册
&&回转式空预器结构复杂,外形尺寸较小,对密封结构要求较高。在运行中回转式空预器普遍存在着漏风大、阻力大、驱动电机电流摆动大等问题。本文针对性地提出了改进措施,以华能南京电厂锅炉空气预热器改造为例验证了解决方法有效,达到了使锅炉节能降耗的目的。
阅读已结束，下载本文需要
想免费下载更多文档？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，同时保存到云知识，更方便管理
加入VIP
还剩31页未读，
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢同步电动机运行中频繁损坏的原因及解决技术措施
查看: 1423|
摘要: 一、同步电动机运行中经常发生的问题
甘肃景电管理局一、二期工程共有同步电动机63台，其中2240KW同步电动机24台；2000KW同步电动机16台；1400KW同步电动机23台。经过多年运行发现，同步电动机损坏主要表现在：定子 ...
一、同步运行中经常发生的问题
&&& 甘肃景电管理局一、二期工程共有63台，其中2240KW同步电动机24台；2000KW同步电动机16台；1400KW同步电动机23台。经过多年运行发现，同步电动机损坏主要表现在：定子绕组端部绑线崩断，绝缘蹭坏，连接处开焊；导线在槽口处及端点断裂，齿压板松动，进而引起短路；转子励磁绕组接头处产生裂纹，开焊；短路环开焊；局部过热烤焦绝缘；转子磁级的燕尾楔松动，退出；转子线圈绝缘损伤；起动绕组笼条断裂；电刷滑环松动；风叶裂断；定子铁芯松动，运行中噪声增大等故障。
&&& 按照电机的正常使用寿命（指线圈）应在 20年左右，一般电机运行所带负载及温升等主要技术指标均在额定值以下，因此电机的正常使用寿命还应更长些。但据统计所损坏的同步电动机，运行时间大多在10年以下，有的仅运行2～3年；有的电动机刚大修好，投入运行不到半年又再次严重损坏。电机损坏率高，人们一般认为是电动机制造质量问题，把问题归结到电机制造厂。为此多家电机制造厂，在制造工艺中对某些环节、部位进行加强措施，但效果并不显著，电机损坏事故仍不断出现。
&&& 多年来，我们通过对本单位同步电动机及励磁装置运行长期统计、分析和研究，到许多厂家和单位了解同步电动机运行情况，对大量调查研究数据进行数理统计分析；对电机损坏现象作技术分析研究；对电机的起动过程、投励过程、灭磁过程、正常运行中的各种典型状态波形进行摄片，对所摄波形特征进行分析；上述各项分析研究结果表明：
导致电机损坏的原因不在电机本身，其根本原因在电动机外部，是电动机所配励磁装置只能满足一般基本使用功能，其技术性能很差所致。
&& &1、目前所用的可控硅励磁装置，电机每次起动均受损伤
甘肃景电管理局一期工程同步电动机励磁装置主电路为桥式半控励磁装置，其主电路（图l）所示。
图1半控桥式励磁装置主回路
&& &&&&&&&&&
图2使用半控桥式励磁装置电机起动时转子回路波形
电机在起冲过程中，存在滑差，在转子线圈内将感应一交变电势，其正半波通过Z Q形成回路，产生+if；而其负半波则通KQ及RF回路，产生-if，如（图-2）所示。由于电路的不对称，形成+if与-if电流不对称，定子电流也因此而强烈脉动，电机将遭受脉振转矩强烈振动，甚至在整个厂房内都可以听到电机起动过程发出的强烈振动声。这种声音一直持续到电机起动结束才消失，电机起动过程所受强烈脉振是电机损伤的重要原因之一。电机起动过程中定子电流及转子电流变化波形如（图-3）及（图-2）所示。
图3电机起动过程中定子电流波形&&&&&&&&&
&& 甘肃景电管理局二期工程同步电动机励磁装置主电路是全控桥（图
-4），随着电机起动过程滑差减小，转子线圈内感应电势逐步减小，当转速达到50%以上时，励磁回路感应电流负半波通路不畅，将处于时通时断，似通非通状态，同样形成+if与-if电流不对称，由此同样形成脉振转矩，造成电机产生强烈振动，损坏电机。
图4全控桥式励磁装置主回路
无论是全控桥，还是半控桥，电机起动过程投励时往往听到一声沉闷的冲击声，且起动投励时投励电流越大，声音越响。一般可用减小励磁电流的方法来减轻电机的冲击，待电机起动结束后，方将励磁调正常。这是由于目前所用的可控硅励磁装置投励时所选择的“转子位置角”极不合理。这种冲击，同样使电机遭受损伤。
由于可控硅励磁装置本身存在的上述缺陷，使电机在每次起动过程中均遭受强烈脉振，在投励时遭受冲击损伤，但并不是一次就使电机当场损坏，而是每次启动都使电机产生疲劳效应，造成电机内部暗伤，并逐步累积，发展成电机的内部故障。
上述电机起动过程中所出现的脉振，投励时受的冲击，是由于励磁装置起动回路及投励环节设计不合理所造成，通过改善起动回路及投励时合理选择转子位置角，起动过程中的脉振和投励冲击现象完全可以消除。
2、分立元件可控硅励磁装置无可靠的失步保护装置，使电机不断受到失步危害损坏。
&&& 分离元件可控硅励磁装置采用GL型反时限或用DL继电器组成的定时限过流保护兼作失步保护，而电机“过负荷”与电机“失步“是完全不同的两个概念，通过分析电机失步时的暂态过程，现场试验及实拍的电机失步暂态波形，可以充分证明：用过负荷继电器兼作失步保护，当电机失步时，它不能动作，有的虽能动作，但动作时延大大加长，实际上起不到保护电机作用。
&&& 同步电机的失步事故可分为三类：即欠励失步、过励失步和断电失步。
欠励失步是由于励磁系统的种种原因，使同步电动机的励磁绕组失去直流励磁或严重欠励磁，转子磁场滞后旋转磁场很大角度(图5-a)使同步电动机失去静态稳定，滑出同步。电动机发生欠励失步时，丢转不明显，负载基本不变，定子电流过流不大，电机无明显异常声音，GL型继电器往往拒动或动作时间大大加长。欠励失步一般不能被值班人员及时发现，待发现电机冒烟时，电机已失步了相当长时间，并已造成了电机或励磁装置的损伤损坏。
电机的欠励失步，大多不当初损坏电机，而是造成电机设备的内部暗伤，经常出现电机冒烟后，查不出毛病，电机还能再投入运行。但线棒的绝缘已受了很大的损伤。
&& 欠励失步主要会引起电机转子绕组，尤其是起动绕组（阻尼条）的过热、变形、开焊，甚至波及到定子绕组端部。电机欠励失步时在转子回路还会产生高电压，造成励磁装置主回路元件损坏，引起灭磁电阻发热。严重时甚至造成整台励磁装置烧坏事故。
过励失步，是由于励磁装置故障或调节不当等原因造成励磁电流增大，电机在过励失步时，励磁系统虽仍有直流励磁，但励磁电流及定子电流都很大并且产生强烈脉振，转子磁场超前旋转磁场很大角度(图5-b),有时甚至产生电磁共振和机械共振。过励失步大多引起电机产生疲劳效应，引起电机内部暗伤，并逐步积累和发展。过励失步所造成电机损伤主要表现在：定子绕组绑线崩断，导线变酥，线圈表面绝缘层被振伤，并逐步由过热而烤焦、烧坏，甚至发展成短路；转子环连接部位开焊变形；转子磁极的燕尾楔松动，退出；电刷滑环松动；定了铁芯松动。运行中噪声增大；严重时甚至出现断轴事故。由于电机和水泵是同轴运行，电机的强烈脉振，同样会波及到水泵损伤，如紧固螺丝断裂等。
断电失步是由于供电系统自动重合闸ZCH装置或备用自动BZT装置动作，及人工切换电源，使交流电机供电电源输送渠道短暂中断而导致。它对电机的危害是非同期冲击。这种冲击的大小，与系统容量，线路组抗，电源中断时间、负载性质，特别是与电源重新恢复瞬间的分离角有关。所以这种冲击有可能使电机当场损坏，也有可能根本感觉不到。这种运行状态是最为危险的。
3、分离元件可控硅励磁装置，控制部分技术性能太差，同样影响电动机使用寿命。
在多年使用可控硅励磁装置中感到，励磁装置故障率太高，经常出现起动可控硅KQ误导通，插件接触不良，脉冲丢失，三相电流丢波缺相，不平衡，励磁电流、电压不稳定，甚至直接引起电机失励等故障，这是由于该励磁装置的控制部分存在很多缺陷，电机运行的可靠性也因此得不到保障，它同样是引起电机损伤的重要原因。
二、为了减少同步电动机频繁损坏所采取的技改措施
同步电动机故障率高，据统计绝大部分都是励磁装置技术性能太差所导致。要提高同步电动机运行的可靠性，必须对老式励磁装置用较少的投资进行适当改造，消除电机起动过程中的脉振、投励的冲击，增装可靠的的失步保护，解决运行中原控制插件经常出现接插件接触不良、欠励、缺相、丢波、三相不平衡、励磁电流、电压不稳定、灭磁性能差等技术问题。鉴于上述情况，我们和甘肃省科学院科技开发中心有关专家经过分析、研究、攻关、针对造成电机损坏的根本原因，研制成功WJ-KLF10系列同步电动机综合控制器，并以此作为核心控制部件，成功地对原励磁装置进行了技术改造。
在制定对老式励磁装置改造方案时，充分考虑工厂现场的实际应用情况，采用现代控制技术及理论，吸取国内外励磁装置制作厂商众家之长，做到设计原理新颖成熟、功能齐全、控制手段先进、现场改造方便、投入资金少、运行可靠、维修简便。
1、&&&&&&& 改造的励磁装置在技术上的主要特点
我们对原励磁装置进行改造时，保留原励磁装置上的整流变压器（部分变压器需要对其变化及接法作一些改动）、快速熔断器、、可控硅等元件。主回路基本上没有改变。而原控制插件由于存在种种缺陷，采用WJ-KLF10系列同步电动机综合控制器替代，该控制器设计原理新颖，并采用先进的微机控制技术，功能完善，操作方便，性能稳定可靠，寿命长，信号显示系统直观，，有利于运行操作人员监控。其外观尺寸与原控制插件箱大小相仿，正好安置于原控制插件位置上，安装接线十分方便。改造后同步电动机励磁装置在技术上具有以下特点：
（1）&&&&& 改造后电机在异步驱动过程中平滑、快速，完全消除采用老式励磁屏在电机异步暂态过程中所存在的脉振，满足带载起动及再整步的要求。
（2）&&&&& 投励按照“准角强励整步”的原则设计，并具有强励磁整步的功能，电机拉入同步的过程平滑、快速、可靠。
（3）&&&&& 具有先进完善的过励失步，欠励失步保护系统，保证电机发生过励失步和欠励失步时，快速动作，以免电机受损伤。
（4）在电机失步后，具有带载自动再整步的功能，整个过程平滑、快速（仅需数秒种）不损伤电机，不必减负载，并设有后备保护环节，以保证电机的安全运行。
（5）具有独立可靠的灭磁系统，使电机在遇到故障被迫跳闸停机时，明显减少其损伤程度。
（6）输出励磁电压和励磁电流的调节范围为电动机额定励磁电压和额定励磁电流的30%~120%并且连续可调，在调整范围内调整励磁参数，电动机不会失步。
（7）具有三相自动平衡系统，即在正常励磁范围内不需调试，励磁装置输出电压波形始终三相平衡，一旦出于外部原因造成丢波、失控（如断线，快熔熔断等），装置具有自动报警系统。
（8）所有控制过程均自动处理，且有完整的信号系统，当电机出现失步，再整步后备保护跳闸、励磁出现失控、装置是否运行正常等均有信号指示。
（9）采用分级整定灭磁可控硅的开通电压，投励后正常运行时灭磁电阻处于“冷态”。当出现过电压情况开通，装置在过电压消失后有自动关断系统。
（10）综合控制器能指示自身是否发生故障。
2、经改造后励磁装置工作原理
原理方框图如图6所示
（1）主电路：改造后的励磁装置其主电路采用无续流二级管的新型三相桥式全控整流电路（图7所示），线路简洁、可靠、通过合理选配灭磁电阻RF，分级整定KQ的开通电压，当电机在异步驱动状态时，使KQ在较低电压下便开通，电动机具有良好的异步驱动特性，有效地消除了原励磁屏在电机异步暂态过程中所存在的脉振，满足带载起动及再整步的要求；而当电机在同步运行状态时，KQ在过电压情况下才开通，既起到保护的作用，又使电机在正常同步运行时，KQ不易误导通。
（2）投励方式：电机在起动及再整步过程中，按照“准角强励整步”的原则设计。所谓准角投励，就物理概念而言，系指电机转速进入临界滑差（亚同步），按照电机投励瞬间在转子回路中产生的磁场与定子绕组产生的磁场的S极与投励后转子绕组产生的N极相吸）。在准角时投入强励，使吸力进一步加大，这样电机进入同步便轻松、快速、平滑、无冲击。投励时的滑差大小，可通过电位器来设定，改造后电机起动及投励过程的波形见图8。
（3）触发脉冲输出：
脉冲输出是根据移相角a的换算值（即触发数字表）所确定的，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，以提高输出脉冲的精度和可靠性。当满足投励条件后，微机发出触发脉冲指令，经专用集成块功放输出宽脉冲，触发可控硅。本装置采用了数字脉冲控制，在同步电路中采用单相同步等间隔触发，使直流输出波形始终保持一致，与普通的三相同步电路相比，单相数字脉冲同步具有更高的抗干扰能力，更准的频率跟随特性，可保证非常精确的触发控制。并可在更换晶闸管后仍然保持这种一致性，不需人工调节。
（4）失步保护装置用于对同步电动机的失步保护，其基本原理是利用同步电机失步时，具有会在其转子回路产生不衰减交变电流分量的特征，通过测取转子励磁回路交变电流信号，并对其波形特征进行智能分析，快速、准确判断电机是否失步。对于各类失步，不管其滑差大小，装置均能准确动作。根据具体情况，动作于灭磁——再整步，或启动后备保护环节动作用于跳闸。而电机未失步，则不管其振荡多大，装置均不误动作。图9是同步电动转子回路的几种典型波形。其中图9（a）、(b)、 (c)励磁回路已出现不衰减的交变电流信号，电机已失步，失步保护环节应快速及时动作；图9（d）是同步振荡，电机未失步，失步保护环节应不误动作。对某些旧电机或已受暗伤的电机，有时会出现转子回路开路，此时励磁回路电流突然下降至零，失步保护环节也应快速动作。本系统能根据励磁回路电流波形准确快速地分析电机已否失步。
失步保护所取信号，是从串接在励磁回路中的分流器上测取不失真的毫伏信号。图
6所示，此信号经放大变换后输入微机系统，由微机系统直接分析。
（5）当电动机正常运行中如发生灭磁管误导通故障时，控制器中的检测电路立即检测到该故障，微机在不停机情况下适当调低励磁电压，在灭磁管关断后再自动恢复原励磁电压。
（6）失控检测：经采用WJ-KLF10系列同步电动机综合控制器改造后的励磁装置，正常运行中三相可控硅具有自动平衡系统，不须任何调试，三相可控硅导通角一致。
由于外部因素，如触发脉冲回路断线或接触不良，造成脉冲丢失，控制回路同步电源缺相或消失，主回路元件损坏（如熔断器熔断）造成主回路三相不平衡、缺相运行，但未造成电机失步（若失步，则由失步再整步回路或后备保护环节处理），装置能及时检测到，若10秒钟后故障仍未消除，装置就控制报警，并控制板上相应的信号指示灯亮。
失控或缺相检测，基本原理是利用电机进入同步后的正常运行情况下，对直流励磁电压波形特征进行分析，图10是几种典型的励磁电压波形，图10（a）、（b）为正常运行，图10（c）为缺相运行，图10（d）为失控运行。
（7）信号系统说明：装置具有完善直观的信号系统（图11所示）
微机系统有自动诊断系统，能自动判断微机系统的好坏，控制器通电后，能相应显示出微机系统各种运行情况；A、B、C三相触发脉冲在面板上有六个指示灯指示；
　三、改造后运行情况
WJ—KLF10系列同步电动机综合控制器在甘肃省景电管理局各个泵站同步电动机中从96年开始改造，现已有四十多台投入运行，从多年运行情况来看：运用技术比较先进；改造方案比较成熟；运行比较可靠；事故几率很低。据统计改造前甘肃省景电管理局各个泵站63台同步电动机励磁装置每年要发生故障1500多台次，平均每年每台励磁装置发生故障20多次，因励磁装置发生故障造成同步电动机发生故障的每年也有好几次。每年励磁装置维修费用和同步电动机损伤维修费用高达十几万元。占全年机电维修费用的50﹪以上。经过改造后的43台同步电动机励磁装置平均每年每台发生故障不到一次。每年节约各种维修费用十万元，再加上人工费、车辆运输费等其他费用经济效益是可观的。这一技术改造措施，自九六年开始，陆续向全国推广，目前已在化工、治金、水利（青海铝厂39台；陕西交口抽渭管理局8台；永登水泥厂10台；景电管理局43台）等行业几百台同步电动机上广泛应用。即有6KV（10KV）高压同步电动机，也有380V低压同步电动机；所改造的励磁装置有全控桥式励磁装置，也有半控桥式励磁装置；特别在水利行业受到广大用户及许多专家的一致好评和充分肯定。
上一篇：下一篇：
看过《同步电动机运行中频繁损坏的原因及解决技术措施》的人还看了以下文章:
Powered by &
这里是—这里可以学习 —这里是。
栏目导航：}