同步電機勵磁PPT課件

1、同步電機勵磁控制系統(tǒng)的原理及應用，同步電機勵磁裝置，蘇州優(yōu)明科技有限公司，同步電機勵磁控制系統(tǒng)的原理及應用，主電路的選擇，同步電機失步的危害，失步保護和有載自動重步技術，3，第一章前言，由于其一系列的優(yōu)點，特別是速度穩(wěn)定和單機容量，大多數(shù)企業(yè)使用的電機通常是單機功率相對較小的異步電機，其中大部分是380伏低壓電機。異步電動機在運行中需要吸收無功功率。對于大型用電設備，電機的選擇一般遵循以下原則：大功率和低速電機一般首選同步電機(隨著碳刷耐磨性的提高，同步電機越來越多地用于許多大功率和高速電機)。同步電動機的運行容量一般為60%70%，而異步電動機的運行容量為40%30%。通過這種方式，同步電機

2、輸出的無功功率與異步電機吸收的無功功率相平衡，并且略富。前言，同步電動機在工業(yè)中的應用：4，同步電動機與異步電動機對照表，前言，穩(wěn)定性差，轉矩與端電壓的平方成正比，穩(wěn)定性高，轉矩與端電壓成正比，穩(wěn)定性低，效率高，不可調，滯后，可調，能提前工作，水平勵磁，滯后，功率因數(shù)，有了同步電動機、5，同步電動機可以通過增加電動機勵磁電流來實現(xiàn)電網(wǎng)無功補償，前言，同步電動機的U形曲線，6，同步電動機補償意義重大，這不僅提高了同步電動機運行的穩(wěn)定性，而且引言。第二章勵磁主電路的合理選擇，傳統(tǒng)半控和全控橋式勵磁主電路的比較；主電路元件的選擇，主電路的選擇。8、主電路的選擇，傳統(tǒng)的全控制橋式主電路，當電機啟動時，

3、轉子線圈中的感應電勢隨著電機啟動過程中轉差率的降低而逐漸降低。當轉子轉速達到50時，勵磁回路中感應電流的負半波路徑不平滑，將處于通斷和通斷狀態(tài)，這也將形成中頻和中頻電流的不對稱性，這也將形成脈沖轉矩，這將導致電機強烈振動并損壞電機。因此，傳統(tǒng)的主電路逐漸被淘汰。(1)采用全控制橋式電路。在停機或失步時，其勵磁控制系統(tǒng)的滅磁電路采用逆變器滅磁方式。逆變器滅磁要求電網(wǎng)電壓相對穩(wěn)定，主電路(包括六個晶閘管、快速熔化和整流變壓器等)。主橋的)和控制電路處于良好狀態(tài)，并且主電路的電源不能在停機期間立即停止。只要上述某些條件不能滿足，就會導致逆變器失磁不成功、逆變器顛覆以及主電路元件和電機損壞。通常情況下

4、，正常運行的勵磁裝置在停機后不能再次平穩(wěn)啟動，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)主電路元件或控制電路損壞。(2)采用全控橋式電路，由于勵磁繞組是感性負載，當晶閘管導通角小的電壓波形出現(xiàn)過零時，會有來自射頻和KZ電路的電流續(xù)流，這也是采用全控橋式電路時退磁電阻經(jīng)常發(fā)熱的原因之一。(3)全控橋電路作為勵磁裝置的主電路，在不停機的情況下不能完全替代控制插件。為了實現(xiàn)在不停機的情況下更換插件的功能，控制系統(tǒng)只能分為兩個系統(tǒng)或多個系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)互為熱備用，即一套操作和一套熱備用。當一個控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，它會自動切換到另一個備用系統(tǒng)。然而，采用多CPU備份沒有實際意義，復雜的備份邏輯會降低系統(tǒng)的平均無故障工作時間，影響可靠性。

5、主電路的選擇。10、切斷勵磁跟隨電流退磁或阻容退磁，高可靠性系統(tǒng)可以利用半控橋主電路的結構特點，實現(xiàn)相對簡單可靠的勵磁控制插件電路的更換而不停機，主電路的選擇，改進的半控橋勵磁裝置的主電路特性。11、(1)當電機失步或停機時，主電路采用半控橋式電路，根據(jù)工況可選擇阻容退磁或斷開。A:滅磁跟隨電流滅磁方式是當電機失步或停機時，勵磁控制系統(tǒng)立即停止觸發(fā)脈沖的觸發(fā)，并通過控制電路斷開主勵磁電路的接觸器。依靠半控橋結構的特點進行續(xù)流退磁。這種退磁方法獨立可靠。B:阻容退磁法退磁速度更快。一、改進的半控橋主電路的優(yōu)點，主電路的選擇，12、勵磁控制系統(tǒng)半控橋主電路的優(yōu)點，(2)退磁電阻狀態(tài)；對于半控橋式電

6、路，沒有電流從射頻和KZ電路流出，而是流過晶閘管和最后一個導通二極管，因此半控橋式電路的退磁電阻在工作期間處于冷態(tài)；主電路的選擇。13、熔斷器在主電路中的位置選擇，有些主電路采用6個快速熔斷器，分別對應于每個晶閘管和二極管，但最好根據(jù)上述位置安裝快速熔斷器。第三章勵磁控制系統(tǒng)的勵磁方式，滑差勵磁1。傳統(tǒng)勵磁采用正向極性勵磁2。LZK微機勵磁系統(tǒng)是根據(jù)“準角強勵”原理設計的。定時勵磁，勵磁控制系統(tǒng)勵磁方式，15、傳統(tǒng)勵磁方式，傳統(tǒng)勵磁方式，由于勵磁時間選擇不當，勵磁瞬間發(fā)生，電機振蕩，現(xiàn)場經(jīng)常能聽到撞擊聲。(如右圖所示)傳統(tǒng)上采用勵磁插件分立元件結構，勵磁環(huán)節(jié)精度不高，容易出現(xiàn)故障。勵磁控制系統(tǒng)

7、的勵磁方式。16、LZK微機勵磁系統(tǒng)的勵磁方式，采用滑差勵磁-準角度勵磁。就物理概念而言，它意味著電動機速度進入臨界轉差率5%(所謂的“次同步”，速度是額定速度的95%)，并且在電動機勵磁的時刻，轉子電路中產(chǎn)生的磁場和定子繞組中產(chǎn)生的磁場彼此最有吸引力()當角度準確時，使用強勵磁來增加吸力，使得電動機可以容易、快速、平穩(wěn)且無沖擊地進入同步。勵磁控制系統(tǒng)的勵磁方式。17歲。LZK勵磁控制系統(tǒng)的定時勵磁如下：同步電動機可以采用全電壓異步起動，定時勵磁的原理是計算電動機隨時間起動的加速過程。然而，對于通用電機來說，滑差勵磁是優(yōu)選的，僅當工作條件中存在復雜的干擾時，并且干擾控制器不能將其濾除，這使得很

8、難對滑差勵磁的頻率進行采樣，因此采用了時間保持勵磁。勵磁控制系統(tǒng)的勵磁方式。18、空載啟動的勵磁條件：空載條件下電機可以快速進入次同步。當控制器在一定時間內(nèi)不能檢測到Uf頻率時，控制器自動認為電機已經(jīng)進入同步。如下圖所示，當一些轉速低、凸極轉矩大的電機在空載或超輕負載下啟動時，它們會自動進入無勵磁同步。該系統(tǒng)有一個凸極勵磁控制環(huán)節(jié)，它將在電機進入同步后1-2秒內(nèi)自動通電。電機進入同步后，控制系統(tǒng)自動控制勵磁電壓，使其從強勵磁恢復到正常勵磁。勵磁控制系統(tǒng)的勵磁方式。19、強勵、強勵模式：可任意選擇三種模式：“角度強勵”、“電流強勵”和“電壓強勵”。一般來說，“角度通常，他們以“恒定角度”模式離開

9、工廠。由于操作模式是開環(huán)調節(jié)，因此“恒定角度”模式在現(xiàn)場通常不被采用。勵磁電壓：根據(jù)電機負載類型設定，一般為電機額定勵磁電壓的80% 95%。勵磁電流：根據(jù)電機負載類型設定，一般為電機額定勵磁電流的80% 95%。觸發(fā)角：電機正常運行時對應勵磁電流的角度。功率因數(shù)：設定值提前0.900 1。第四章同步電動機失步危險、失步保護和有載自動再同步技術，同步電動機失步事故可分為三類：失步勵磁、失步供電和失步。22、4.1.1失步勵磁、失步勵磁和失步現(xiàn)象：(1)電機無明顯損耗，無異常聲音；(2):小定子過電流；(3):儀表顯示大電流值；(4):退磁電阻會燒紅；(5):產(chǎn)生高電壓，導致勵磁裝置主電路元件損

10、壞；勵磁失步的原因是：(1)相鄰母線短路，導致母線電壓大幅下降；附近大型機組或機組組的瞬時啟動導致母線電壓長期大幅下降，見功角特性圖；(2)電機啟動過程中勵磁系統(tǒng)的早期勵磁是指電機在啟動過程中滑差未進入臨界值時被勵磁。這時，定子產(chǎn)生的磁場不足以拉動轉子磁極，但會產(chǎn)生失步。(3)運行中，電機短時欠勵磁或失磁(如連接器接觸不良)導致失步勵磁，失步勵磁過渡到失步勵磁；(4)避雷器因雷擊供電線路而動作；負荷突然增加(如壓縮機失壓、軋機咬冷鋼)等原因。電動機以正?；蚪咏５腄C勵磁，且轉子磁場處于異步運行狀態(tài)，稱為勵磁失步。圖4-5 BZT電路，4.1.3當供電系統(tǒng)故障時，供電線路的ZCH裝置自動重合

11、閘或備用電源投入BZT裝置動作，手動切換電源，使同步電機電源暫時中斷，失步稱為失步斷電。嘿。25，圖4-6電源失步時電網(wǎng)電壓曲線，0，電源失步時定子波形的變化特征，所謂“電源故障”實際上是一個無電壓損失的過程。電網(wǎng)斷電后，電壓不會立即消失，而是有一個非線性變化過程。顯然，在只有同步電動機的電網(wǎng)中，與只有異步電動機的電網(wǎng)相比，在停電和失步后，電壓衰減有一個上升區(qū)域。西門子采用在轉子電路中增加變壓器的方式，強調當轉差率超過3%時運行可靠。然而，在野外條件下，滑動通常小于3%；當電機因轉子電路開路而失步時，電流信號無法檢測，也不能起到失步保護的作用。很明顯，這里有一個保護盲區(qū)。圖4-10西門子公司轉

12、子取樣圖，圖4-11西門子公司轉子取樣圖。分流計或霍爾傳感器串聯(lián)在轉子電路上，以檢測轉子中產(chǎn)生的無阻尼交流波形信號，并根據(jù)波形特征判斷是否失步。為了實現(xiàn)自動有載重同步，必須滿足以下幾點：1 .改善電機的異步驅動特性；2.異步驅動特性曲線示意圖。一般來說，電機容量越大，額定速度越慢，從電機的異步驅動特性圖可以看出，壓下越深，合理選擇與電機相連的退磁電阻的電阻值可以改善電機的異步性。減小甚至消除電動機的異步制動力矩異步制動力矩的公式是：異步制動力矩與勵磁電勢的平方成正比，即與轉子DC的平方成正比。消除異步b它會引起機組的振動，增加機組的機械和電磁損失，增加制動力矩等有害影響，但它在電機瞬態(tài)過程的全過程中也起著重要的積極作用。電機將依靠這一整步轉矩，在準角度和強勵磁的作用下，將電機的轉子拉至同步。30，整個過程是：官橋滅磁改善了異步驅動特性，進入臨界滑動負載，并在整個步驟中達到同步運行狀態(tài)。31。結論：同步電機廣泛應用于冶金、水利、石化、建材、礦山、電力等工業(yè)領域，完善的勵磁控制