同步電機(jī)勵(lì)磁原理

1、.同步電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的原理及應(yīng)用同步電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的原理及應(yīng)用o 序言序言o 主回路的選擇主回路的選擇o 同步電機(jī)的投勵(lì)方式同步電機(jī)的投勵(lì)方式o 同步電動(dòng)機(jī)的失步危害、失步保護(hù)及帶載自同步電動(dòng)機(jī)的失步危害、失步保護(hù)及帶載自動(dòng)再整步技術(shù)動(dòng)再整步技術(shù)o LZK-3G勵(lì)磁控制系統(tǒng)勵(lì)磁控制系統(tǒng).第一章第一章 序言序言l同步電機(jī)由于其一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、單機(jī)容量大、能向電網(wǎng)發(fā)送無功功率，支持電網(wǎng)電壓，在我國各行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用。l多數(shù)企業(yè)所用電機(jī)，一般異步電機(jī)數(shù)量較多，單機(jī)功率相對(duì)較小，且大多為380V低壓電機(jī)。異步電機(jī)在運(yùn)行中需吸收無功功率，對(duì)于一個(gè)較大規(guī)模的用電單位，電機(jī)的選用一般遵循如

2、下原則：大功率、低轉(zhuǎn)速電機(jī)一般首選同步電機(jī)（隨著碳刷耐磨程度提高，許多大功率高速電機(jī)也越來越多的選用同步電機(jī)）。用電單位同步電機(jī)的運(yùn)行容量一般在60%70%，而異步電機(jī)的運(yùn)行容量在40%30%為佳。這樣同步電機(jī)輸出的無功功率與異步電機(jī)所吸收的無功功率相平衡且略有富裕。 序言n同步電動(dòng)機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用：同步電動(dòng)機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用：.同步、異步電動(dòng)機(jī)比較表 序言穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比：穩(wěn)定性高，轉(zhuǎn)矩與端電壓成正比： 穩(wěn) 定 性 低 高效 率不可調(diào)，滯后可調(diào)，可工作在超前、平激、滯后功率因數(shù)隨著負(fù)載的改變而改變不隨負(fù)載的大小而 改變轉(zhuǎn) 速 異步電動(dòng)機(jī) 同步電動(dòng)機(jī)dSMemEUTsindsrs

3、emsRUmT2.使用異步電機(jī)需要對(duì)電網(wǎng)無功補(bǔ)償 由于異步電機(jī)需從電網(wǎng)吸收無功功率，而功率因數(shù)是供電部門對(duì)用戶考核的一個(gè)重要指標(biāo)。一般采用以下方法進(jìn)行無功補(bǔ)償： 1.采用靜電電容器補(bǔ)償 2.采用同步電機(jī)過勵(lì)補(bǔ)償?shù)遣捎渺o電電容器補(bǔ)償存在以下缺陷： 序言.采用靜電電容器補(bǔ)償存在缺陷1nQ0.5CU 在電網(wǎng)電壓高時(shí)，用戶無功補(bǔ)償需求量小，但電容量Q成平方關(guān)系變大，電容器補(bǔ)償無功會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)償現(xiàn)象；在電網(wǎng)電壓低時(shí)，用戶無功補(bǔ)償需求量大，但電容量Q卻成平方關(guān)系變小，電容器補(bǔ)償無功會(huì)出現(xiàn)欠補(bǔ)償現(xiàn)象；與我們期望的補(bǔ)償要求成平方關(guān)系相反的方向變化；.采用靜電電容器補(bǔ)償存在缺陷2n 為了解決上述矛盾，許多場(chǎng)合采

4、用功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆绞?，?dāng)功率因數(shù)過低的時(shí)候，增加電容器的投入數(shù)量；當(dāng)功率因數(shù)過高的時(shí)候，減少電容器的投入數(shù)量，通過有級(jí)切換電容器的投運(yùn)數(shù)量，達(dá)到功率因數(shù)的基本穩(wěn)定。采用這種方法，雖然能保持功率因數(shù)的基本穩(wěn)定，但畢竟是有級(jí)切換，不是無級(jí)連續(xù)的。為了保證功率因數(shù)的相對(duì)穩(wěn)定，斷路器需頻繁動(dòng)作，在容性負(fù)載下斷路器的頻繁切換，會(huì)大大降低其使用壽命；.采用靜電電容器補(bǔ)償存在缺陷3、4n許多場(chǎng)合為了追求較高的功率因數(shù)，經(jīng)常出現(xiàn)功率因數(shù)接近1甚至過激現(xiàn)象。由于異步電動(dòng)機(jī)是感性負(fù)載，電容器是容性負(fù)載，在有些特殊情況下甚至出現(xiàn)并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，產(chǎn)生大電流或高電壓，損傷電氣設(shè)備；n部分電容器的介質(zhì)含有氰化物，

5、這些電容器報(bào)廢時(shí)還會(huì)造成一定的環(huán)境污染。.同步電動(dòng)機(jī)通過增加電機(jī)的勵(lì)磁電流，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)無功補(bǔ)償 序言 在電網(wǎng)電壓在電網(wǎng)電壓U U為常為常值，電磁功率為值，電磁功率為常值常值時(shí)，勵(lì)磁電流與功率時(shí)，勵(lì)磁電流與功率因數(shù)的關(guān)系就可以由因數(shù)的關(guān)系就可以由電樞電流得到，見左電樞電流得到，見左圖。調(diào)節(jié)勵(lì)磁就可以圖。調(diào)節(jié)勵(lì)磁就可以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的功調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，從而使其工率因數(shù)，從而使其工作在超前、平激、滯作在超前、平激、滯后三種狀態(tài)。后三種狀態(tài)。0超前滯后定定子子電電流流ID勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流If1cos 同步電機(jī)工作U形曲線.同步電機(jī)補(bǔ)償意義 這樣既提高同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，又給企業(yè)帶來可

6、觀的經(jīng)濟(jì)效益。 序言.目前同步電機(jī)的使用現(xiàn)狀目前同步電機(jī)的使用現(xiàn)狀 n隨著現(xiàn)代化大生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)電設(shè)備越來越趨向大型化、自動(dòng)化、復(fù)雜化、生產(chǎn)過程連續(xù)化，由機(jī)電設(shè)備群體組成的系統(tǒng)一旦失效，就會(huì)對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量造成極大的威脅。同步電機(jī)由于其具有一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、單機(jī)容量大、能向電網(wǎng)發(fā)送無功功率，支持電網(wǎng)電壓，在我國各行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，特別是在特大型企業(yè)，大型同步電動(dòng)機(jī)擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)的重任，其一旦停機(jī)或故障，將嚴(yán)重影響連續(xù)生產(chǎn)，特別嚴(yán)重的電機(jī)設(shè)備事故將導(dǎo)致停產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的嚴(yán)重?fù)p失，而長(zhǎng)期以來發(fā)生同步電動(dòng)機(jī)及其勵(lì)磁裝置損壞事故卻屢見不鮮。 序言.同步電機(jī)的損壞主要表

7、現(xiàn)1.定子繞組端部綁線蹦斷，線圈表面絕緣蹭壞，連接處開焊；導(dǎo)線在槽口處斷裂，進(jìn)而引起短路；運(yùn)行中噪音增大；定子鐵芯松動(dòng)等故障 。（見下一頁圖）2.轉(zhuǎn)子勵(lì)磁起動(dòng)繞組籠條斷裂；繞組接頭處產(chǎn)生裂紋，開焊，局部過熱烤焦絕緣；轉(zhuǎn)子磁級(jí)的燕尾鍥松動(dòng)，退出；轉(zhuǎn)子線圈絕緣損傷；電刷滑環(huán)松動(dòng)；風(fēng)葉斷裂等故障。 序言.轉(zhuǎn)子繞組剖面圖 轉(zhuǎn)子模擬圖 定子繞組 序言.第二章第二章 勵(lì)磁主回路的合理選配勵(lì)磁主回路的合理選配l傳統(tǒng)半控、全控橋勵(lì)磁主回路的比較l改進(jìn)型半控、全控橋勵(lì)磁主回路比較 l勵(lì)磁控制系統(tǒng)主回路元件選配主回路的選擇.勵(lì)磁柜主電路一般有四種主回路的選擇圖1圖2圖4圖3.n在起動(dòng)時(shí)左上圖正負(fù)方向電流明顯不平衡

8、，產(chǎn)生直流電，引起電引起電機(jī)遭受脈振轉(zhuǎn)矩強(qiáng)烈機(jī)遭受脈振轉(zhuǎn)矩強(qiáng)烈振動(dòng)振動(dòng)，電機(jī)起動(dòng)過程電機(jī)起動(dòng)過程所受強(qiáng)烈脈振是電機(jī)所受強(qiáng)烈脈振是電機(jī)產(chǎn)生暗傷逐步損壞的產(chǎn)生暗傷逐步損壞的重要原因之一重要原因之一。傳統(tǒng)半、全控橋主回路分析傳統(tǒng)半、全控橋主回路分析主回路的選擇.KQRFZQ-if+ifE rr主回路的選擇上圖主回路在電機(jī)起動(dòng)時(shí)有：ErifrErifRfr.UfIf主回路的選擇ErifrErifRfr.主回路的選擇IfNS.電機(jī)脈震示意圖電機(jī)脈震示意圖主回路的選擇NSNSNSNSNSSNNSNS.定子電流也因此而強(qiáng)烈脈動(dòng)定子電流也因此而強(qiáng)烈脈動(dòng) n電機(jī)起動(dòng)過程發(fā)出的強(qiáng)烈振動(dòng)聲，甚至在整個(gè)大廳內(nèi)都可以聽

9、到。而且這種脈振會(huì)一直持續(xù)到電機(jī)起動(dòng)結(jié)束才消失，電機(jī)起動(dòng)過程所受強(qiáng)烈脈震是電機(jī)損傷的重要原因之一。主回路的選擇Id實(shí)際定子電流曲線期望定子電流曲線T圖一：定子電流脈振圖.主回路的選擇 電機(jī)起動(dòng)時(shí)，隨著電機(jī)起動(dòng)過程滑差減小，轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)感應(yīng)電勢(shì)逐步減少，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到50%以上時(shí)，勵(lì)磁回路感應(yīng)電流負(fù)半波通路不暢，將處于時(shí)通時(shí)斷，似通非通狀態(tài)，同樣形成+if與-if電流不對(duì)稱，由此同樣形成脈振轉(zhuǎn)矩，造成電機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，損傷電機(jī)。因此傳統(tǒng)主回路逐漸被淘汰。.改進(jìn)型全控橋式勵(lì)磁裝置主回路缺點(diǎn) ：n采用逆變滅磁，可靠性低，穩(wěn)定性差n電機(jī)運(yùn)行時(shí)滅磁電阻長(zhǎng)期發(fā)熱n不能不停機(jī)更換控制組件n停機(jī)要保正控制回路不

10、失電主回路的選擇改進(jìn)型全控橋式勵(lì)磁裝置主回路.n（1）采用全控橋式電路，停機(jī)時(shí)或失步時(shí)，其勵(lì)磁控制系統(tǒng)的滅磁回路采用逆變滅磁的方式，而逆變滅磁要求電網(wǎng)電壓相對(duì)穩(wěn)定、主回路（包括主橋6只可控硅、快熔、整流變壓器等）及控制回路完好，停機(jī)時(shí)主回路電源不能馬上停止。上述條件只要某一條件不能滿足，將造成逆變滅磁不成功，造成逆變顛覆，損壞主回路元件及電機(jī)，往往出現(xiàn)正常運(yùn)行的勵(lì)磁裝置停車后不能再次順利開車，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)主回路元件或控制回路損壞的實(shí)例。n（2）采用全控橋式電路，由于勵(lì)磁繞組系電感性負(fù)載，當(dāng)可控硅導(dǎo)通角較小電壓波形出現(xiàn)過零時(shí)，就會(huì)有電流從Rf、KZ回路續(xù)流，這也是采用全控橋式電路經(jīng)常發(fā)生滅磁電阻發(fā)

11、熱的原因之一。n（3）全控橋式電路作為勵(lì)磁裝置的主電路，不能實(shí)現(xiàn)不停機(jī)完全更換控制插件。為了達(dá)到不停機(jī)更換插件的功能，只能將控制系統(tǒng)做成雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)、互為熱備用，即一套運(yùn)行，一套熱備用。當(dāng)一套控制系統(tǒng)故障時(shí)，自動(dòng)切換到另一套備用系統(tǒng)。但是采用多CPU備份沒有實(shí)際意義，復(fù)雜的備份邏輯會(huì)減少系統(tǒng)的平均無故障工作時(shí)間，影響可靠性。主回路的選擇.n斷勵(lì)續(xù)流滅磁或阻容滅磁，可靠性高n系統(tǒng)可以利用半控橋式主電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)更換勵(lì)磁控制插件 n線路相對(duì)簡(jiǎn)潔可靠主回路的選擇改進(jìn)型半控橋式勵(lì)磁裝置主回路特點(diǎn) 半控橋式勵(lì)磁裝置主回路.n（1）電機(jī)在停機(jī)或失步時(shí)，主回路采用半控橋式電路，可根據(jù)工況選擇阻

12、容滅磁或斷勵(lì)續(xù)流滅磁方式，或者兩者皆用。A:斷勵(lì)續(xù)流滅磁方式是在電機(jī)失步或停機(jī)時(shí)，勵(lì)磁控制系統(tǒng)立即停發(fā)觸發(fā)脈沖，通過控制回路斷開勵(lì)磁主回路接觸器。依靠半控橋式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行續(xù)流滅磁，這種滅磁方式獨(dú)立可靠B:阻容滅磁方式（見下頁圖），這種滅磁方式滅磁速度更快。改進(jìn)型半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)改進(jìn)型半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)主回路的選擇.n n阻容滅磁是當(dāng)電機(jī)失步和停機(jī)時(shí)，勵(lì)磁控制系統(tǒng)適時(shí)提供給可控硅KM一個(gè)脈沖，利用電容C1關(guān)斷主橋路上的可控硅，使電容C2及電阻R4吸收轉(zhuǎn)子能量進(jìn)行滅磁，這種滅磁方式速度更快。主回路的選擇.勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)n（2）滅磁電阻狀態(tài)； 采用半控橋式電路

13、，就不會(huì)有電流從Rf、KZ回路續(xù)流，而是通過可控硅和最后一個(gè)導(dǎo)通的二極管，因此采用半控橋式電路滅磁電阻在運(yùn)行過程中處于冷態(tài)；主回路的選擇 半控橋式勵(lì)磁裝置主回路.勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)（3）勵(lì)磁控制系統(tǒng)可以充分利用半控橋式主電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不停機(jī)更換勵(lì)磁控制器； 當(dāng)勵(lì)磁裝置控制部分出現(xiàn)故障時(shí)，可利用半空橋電路“失控”的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)、不減載、不失勵(lì)的情況下從容更換。其基本原理如下： 在投勵(lì)后拔控制插件，由于電機(jī)勵(lì)磁繞組的大電感特性，使一只可控硅始終處于開通狀態(tài)，三分之二在整流狀態(tài)，三分之一在續(xù)流狀態(tài)。（如下頁圖）主回路的選擇. 在選擇整流變壓器時(shí)，已合理選配

14、二次電壓，使它既能滿足強(qiáng)勵(lì)要求，又在失控狀態(tài)下平均電壓與平時(shí)運(yùn)行電壓接近，滿足電機(jī)正常運(yùn)行對(duì)勵(lì)磁的需求。當(dāng)更換上備用控制插件后，勵(lì)磁裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)。 主回路的選擇Uft勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn).主回路熔斷器的位置選擇 有些主回路采用六個(gè)快熔，分別對(duì)應(yīng)著各個(gè)可控硅和二極管，但按上圖位置安裝快熔更佳。 半控橋勵(lì)磁裝置主回路.n減小諧波減小諧波 改善波形：改善波形： 盡管半空橋式電路比全控橋式電路諧波分量相對(duì)大些，但只要合理選擇整流變壓器參數(shù)，使勵(lì)磁裝置在正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)通角相對(duì)增大，將整流變壓器接成/Y-11型，自動(dòng)抵消諧波的主要成分三次諧波，降低諧波對(duì)電網(wǎng)的

15、影響。n墊底處理墊底處理 避免失控：避免失控： 使用半控橋式電路，當(dāng)勵(lì)磁電流在很小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象，而在同步電動(dòng)機(jī)這一特殊領(lǐng)域，勵(lì)磁電流很低會(huì)造成電機(jī)失步，所以正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電流不應(yīng)很低，不應(yīng)該工作到失控區(qū)。通過設(shè)定墊底電壓（或電流）進(jìn)行處理，可使勵(lì)磁裝置在正常情況下不出現(xiàn)失控。主回路的選擇半控橋主回路的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)半控橋主回路的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng).半控橋主回路的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)半控橋主回路的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)n滅磁分級(jí)整定 滅磁系統(tǒng)分兩種狀態(tài)。電機(jī)異步狀態(tài)時(shí)，KQ可控硅處于低通狀態(tài)，在較低電壓下及時(shí)開通（類似于二極管），使電機(jī)起動(dòng)時(shí)正負(fù)半波電流對(duì)稱。電機(jī)在同步狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，滅磁系統(tǒng)處于高通狀態(tài)，確保了可控

16、硅KQ不誤導(dǎo)通，過電壓時(shí)又及時(shí)開通，過電壓消失后及時(shí)關(guān)斷。 半控橋式勵(lì)磁裝置主回路.半控橋、全控橋主電路比較總結(jié)半控橋、全控橋主電路比較總結(jié)n經(jīng)上述分析、比較，可以說明： 在同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁裝置這特定場(chǎng)合，本著因地制宜的原則，主電路采用改進(jìn)型半控橋式電路的勵(lì)磁裝置，技術(shù)上更為先進(jìn)、完善，合理，有著全控橋式電路無法比擬的優(yōu)越性。 主回路的選擇.勵(lì)磁控制系統(tǒng)主回路元件選擇勵(lì)磁控制系統(tǒng)主回路元件選擇na滅磁電阻的選擇滅磁電阻的選擇nb.主回路元件的選擇主回路元件的選擇主回路的選擇 半控橋式勵(lì)磁裝置主回路.第三章第三章 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式 n滑差投勵(lì)1.傳統(tǒng)勵(lì)磁采用順極性投勵(lì)2

17、.LZK微機(jī)型勵(lì)磁系統(tǒng)，按照“準(zhǔn)角強(qiáng)勵(lì)”原則設(shè)計(jì) 。n計(jì)時(shí)投勵(lì)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式.傳統(tǒng)投勵(lì)方式n傳統(tǒng)投勵(lì)方式，由于投勵(lì)時(shí)間選擇不當(dāng)，出現(xiàn)投勵(lì)瞬間，電機(jī)震蕩，在現(xiàn)場(chǎng)往往能夠聽到?jīng)_擊聲。（如右圖）n傳統(tǒng)采用投勵(lì)插件式分立元件結(jié)構(gòu)，投勵(lì)環(huán)節(jié)精度不高，易發(fā)生故障。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式.LZK微機(jī)型勵(lì)磁系統(tǒng)投勵(lì)方式滑差投勵(lì)滑差投勵(lì) 采用準(zhǔn)角強(qiáng)勵(lì) 所謂準(zhǔn)角投勵(lì)，就物理概念而言，系指電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)入臨界滑差（即所謂的“亞同步”），按照電機(jī)投勵(lì)瞬間在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相吸引力最大（即定子磁場(chǎng)的N極與投勵(lì)后轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的S極相吸）。在準(zhǔn)角時(shí)投入強(qiáng)勵(lì)，使吸力加大，這樣電機(jī)進(jìn)入同步輕松、快

18、速、平滑、無沖擊。 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式.LZK勵(lì)磁控制系統(tǒng)的滑差投勵(lì)的過程如下 ：勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式勵(lì)磁控制器檢測(cè)滑差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，在準(zhǔn)角位置投勵(lì)。.勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式.勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式.LZK勵(lì)磁控制系統(tǒng)計(jì)時(shí)投勵(lì)如下：同步電動(dòng)機(jī)采用全壓異步啟動(dòng)可以計(jì)時(shí)投勵(lì)，時(shí)間投勵(lì)的原理是把電機(jī)啟動(dòng)的加速過程，用時(shí)間來計(jì)算。但是一般電機(jī)都優(yōu)先采用滑差投勵(lì)，只是在工況有復(fù)雜干擾的情況下，而且該干擾控制器無法濾除，給滑差投勵(lì)的頻率采樣造成困難，從而采用記時(shí)投勵(lì)。 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式.空載啟動(dòng)的投勵(lì)情況：空載啟動(dòng)的投勵(lì)情況： n電機(jī)在空載情況下很快就能進(jìn)入亞同步，當(dāng)控制器在一定時(shí)間之內(nèi)檢測(cè)不

19、到Uf的頻率時(shí)，控制器就自動(dòng)認(rèn)為電機(jī)已經(jīng)進(jìn)入同步 。如下圖n對(duì)于某些轉(zhuǎn)速較低，凸極轉(zhuǎn)矩較強(qiáng)的電機(jī)空載或特輕載起動(dòng)時(shí)，往往在尚未投勵(lì)的情況下便自動(dòng)進(jìn)入同步，系統(tǒng)內(nèi)具有凸極性投勵(lì)控制環(huán)節(jié)，在電機(jī)進(jìn)入同步后的1-2秒內(nèi)自動(dòng)投勵(lì)。電機(jī)進(jìn)入同步后，控制系統(tǒng)自動(dòng)控制勵(lì)磁電壓由強(qiáng)勵(lì)恢復(fù)到正常勵(lì)磁。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式.勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式. 第四章第四章 同步電動(dòng)機(jī)的失步危害、失步同步電動(dòng)機(jī)的失步危害、失步保護(hù)及帶載自動(dòng)再整步技術(shù)保護(hù)及帶載自動(dòng)再整步技術(shù)n同步電機(jī)的失步事故分為三類：同步電機(jī)的失步事故分為三類：n失勵(lì)失步失勵(lì)失步n帶勵(lì)失步帶勵(lì)失步n斷電失步斷電失步.n失勵(lì)失步的現(xiàn)象失勵(lì)失步的現(xiàn)象：n（1

20、）：電機(jī)丟轉(zhuǎn)不明顯，電機(jī)無異常聲音；n（2）：定子過流不大；n（3）：表計(jì)顯示很大的電流值；n（4）：滅磁電阻會(huì)燒紅；n（5）：產(chǎn)生高壓，造成勵(lì)磁裝置主回路元件損壞；. 4.1.2帶勵(lì)失步 導(dǎo)致帶勵(lì)失步的原因是：n（1）相鄰母線短路，引起母線電壓大幅度降低；近處大型機(jī)組或機(jī)組群瞬間啟動(dòng)引起母線電壓長(zhǎng)時(shí)間，較大幅度的降低見功角特性圖；n（2）電機(jī)起動(dòng)過程中勵(lì)磁系統(tǒng)過早投勵(lì),即電機(jī)在啟動(dòng)過程中滑差沒有進(jìn)入臨界時(shí)就投入勵(lì)磁,此時(shí)由定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)還不足以拉動(dòng)轉(zhuǎn)子磁極,反而會(huì)產(chǎn)生失步。n（3）運(yùn)行中，電機(jī)短時(shí)間欠勵(lì)磁或失勵(lì)磁（如接插件接觸不良）引起失勵(lì)失步，從失勵(lì)失步過渡到帶勵(lì)失步；n（4）以及由于供電

21、線路遭受雷擊，避雷器動(dòng)作；負(fù)載突增（如壓縮機(jī)憋壓，軋鋼機(jī)咬冷鋼）等原因所引起。 電機(jī)帶有正?；蚪咏５闹绷鲃?lì)磁，而轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)卻不同步的異步運(yùn)行狀態(tài)，稱為帶勵(lì)失步。帶勵(lì)失步。. 圖 4-5 BZT電路 4.1.3 斷斷 電電 失失 步步 當(dāng)供電系統(tǒng)故障，引起供電線路自動(dòng)重合閘ZCH裝置或備用電源投入BZT裝置動(dòng)作，以及人工切換電源等，使同步電動(dòng)機(jī)的供電電源短暫中斷而導(dǎo)致失步稱為斷電失步。.圖 4-6 斷電失步時(shí)電網(wǎng)電壓曲線 0 斷電失步時(shí)定子波形的變化特征斷電失步時(shí)定子波形的變化特征 n 所謂“斷電”其實(shí)是一個(gè)不失壓的過程。電網(wǎng)失電后電壓不會(huì)立即消失，而是有一個(gè)非線性的變化過程。很明顯在只有同步

22、電動(dòng)機(jī)的電網(wǎng)中，斷電失步后，電壓衰減比只有異步電機(jī)的電網(wǎng)，有一個(gè)上升的區(qū)域。 TU存在同步電機(jī)的電網(wǎng)電壓曲線僅有異步電機(jī)的電網(wǎng)電壓曲線. 西門子公司采用了在轉(zhuǎn)子回路加互感器的方式西門子公司采用了在轉(zhuǎn)子回路加互感器的方式 互 感 器n 說明書中強(qiáng)調(diào)在滑差大于3%時(shí)能可靠動(dòng)作。而現(xiàn)場(chǎng)工況中，經(jīng)常出現(xiàn)滑差小于3%；當(dāng)電機(jī)因轉(zhuǎn)子回路斷路而失步時(shí)，也同樣檢測(cè)不到電流信號(hào)，起不到失步保護(hù)的作用。很明顯保護(hù)存在死區(qū)。 圖 4-10 西門子公司對(duì)轉(zhuǎn)子采樣圖. 圖 4-11 本公司對(duì)轉(zhuǎn)子采樣圖分流計(jì) 霍爾傳感器 在轉(zhuǎn)子回路上串接分流計(jì)或是霍爾傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子里產(chǎn)在轉(zhuǎn)子回路上串接分流計(jì)或是霍爾傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子里產(chǎn)生的

23、不衰減的交變電流波形信號(hào)，根據(jù)該波形的特征來判斷生的不衰減的交變電流波形信號(hào)，根據(jù)該波形的特征來判斷是否失步。是否失步。 . 4.3LZK型勵(lì)磁控制系統(tǒng)失步再整步技術(shù)型勵(lì)磁控制系統(tǒng)失步再整步技術(shù)n為了達(dá)到帶載自動(dòng)再整步，必須要滿足以下幾點(diǎn)為了達(dá)到帶載自動(dòng)再整步，必須要滿足以下幾點(diǎn)n一：改善電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特性一：改善電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特性S0M0.51123465 異步驅(qū)動(dòng)特性曲線示意圖n 一般來說，電機(jī)容量越大，額定轉(zhuǎn)速越慢，則由電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特性圖看出，凹陷的深度越深，合理選擇接入電機(jī)的滅磁電阻的阻值，能夠改善電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特性，消除凹陷；. 二：減少甚至消除電機(jī)的異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩減少甚至消除電機(jī)的異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式為： 異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與勵(lì)磁電勢(shì)E的平方成正比，即與轉(zhuǎn)子直流If的平方成正比，要消除異步制動(dòng)轉(zhuǎn)矩就是要進(jìn)行滅磁消除If。 三：與電機(jī)所帶負(fù)載性質(zhì)有關(guān)與電機(jī)所帶負(fù)載性