同步電機(jī)勵(lì)磁PPT課件

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

2、輸出的無功功率與異步電機(jī)吸收的無功功率相平衡，并且略富。前言，同步電動(dòng)機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用：4，同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)對(duì)照表，前言，穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)矩與端電壓的平方成正比，穩(wěn)定性高，轉(zhuǎn)矩與端電壓成正比，穩(wěn)定性低，效率高，不可調(diào)，滯后，可調(diào)，能提前工作，水平勵(lì)磁，滯后，功率因數(shù)，有了同步電動(dòng)機(jī)、5，同步電動(dòng)機(jī)可以通過增加電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)無功補(bǔ)償，前言，同步電動(dòng)機(jī)的U形曲線，6，同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償意義重大，這不僅提高了同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且引言。第二章勵(lì)磁主電路的合理選擇，傳統(tǒng)半控和全控橋式勵(lì)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(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，

3、轉(zhuǎn)子線圈中的感應(yīng)電勢(shì)隨著電機(jī)啟動(dòng)過程中轉(zhuǎn)差率的降低而逐漸降低。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到50時(shí)，勵(lì)磁回路中感應(yīng)電流的負(fù)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(duì)稱性，這也將形成脈沖轉(zhuǎn)矩，這將導(dǎo)致電機(jī)強(qiáng)烈振動(dòng)并損壞電機(jī)。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(jī)或失步時(shí)，其勵(lì)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(duì)穩(wěn)定，主電路(包括六個(gè)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(jī)期間立即停止。只要上述某些條件不能滿足，就會(huì)導(dǎo)致逆變器失磁不成功、逆變器顛覆以及主電路元件和電機(jī)損壞。通常情況下

4、，正常運(yùn)行的勵(lì)磁裝置在停機(jī)后不能再次平穩(wěn)啟動(dòng)，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(lì)磁繞組是感性負(fù)載，當(dāng)晶閘管導(dǎo)通角小的電壓波形出現(xiàn)過零時(shí)，會(huì)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(shí)退磁電阻經(jīng)常發(fā)熱的原因之一。(3)全控橋電路作為勵(lì)磁裝置的主電路，在不停機(jī)的情況下不能完全替代控制插件。為了實(shí)現(xiàn)在不停機(jī)的情況下更換插件的功能，控制系統(tǒng)只能分為兩個(gè)系統(tǒng)或多個(gè)系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)互為熱備用，即一套操作和一套熱備用。當(dāng)一個(gè)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，它會(huì)自動(dòng)切換到另一個(gè)備用系統(tǒng)。然而，采用多CPU備份沒有實(shí)際意義，復(fù)雜的備份邏輯會(huì)降低系統(tǒng)的平均無故障工作時(shí)間，影響可靠性。

5、主電路的選擇。10、切斷勵(lì)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單可靠的勵(lì)磁控制插件電路的更換而不停機(jī)，主電路的選擇，改進(jìn)的半控橋勵(lì)磁裝置的主電路特性。11、(1)當(dāng)電機(jī)失步或停機(jī)時(shí)，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(dāng)電機(jī)失步或停機(jī)時(shí)，勵(lì)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(lì)磁電路的接觸器。依靠半控橋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行續(xù)流退磁。這種退磁方法獨(dú)立可靠。B:阻容退磁法退磁速度更快。一、改進(jìn)的半控橋主電路的優(yōu)點(diǎn)，主電路的選擇，12、勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主電路的優(yōu)點(diǎn)，(2)退磁電阻狀態(tài)；對(duì)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(gè)導(dǎo)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(gè)快速熔斷器，分別對(duì)應(yīng)于每個(gè)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(lì)磁控制系統(tǒng)的勵(lì)磁方式，滑差勵(lì)磁1。傳統(tǒng)勵(lì)磁采用正向極性勵(lì)磁2。LZK微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是根據(jù)“準(zhǔn)角強(qiáng)勵(lì)”原理設(shè)計(jì)的。定時(shí)勵(lì)磁，勵(lì)磁控制系統(tǒng)勵(lì)磁方式，15、傳統(tǒng)勵(lì)磁方式，傳統(tǒng)勵(lì)磁方式，由于勵(lì)磁時(shí)間選擇不當(dāng)，勵(lì)磁瞬間發(fā)生，電機(jī)振蕩，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常能聽到撞擊聲。(如右圖所示)傳統(tǒng)上采用勵(lì)磁插件分立元件結(jié)構(gòu)，勵(lì)磁環(huán)節(jié)精度不高，容易出現(xiàn)故障。勵(lì)磁控制系統(tǒng)

7、的勵(lì)磁方式。16、LZK微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁方式，采用滑差勵(lì)磁-準(zhǔn)角度勵(lì)磁。就物理概念而言，它意味著電動(dòng)機(jī)速度進(jìn)入臨界轉(zhuǎn)差率5%(所謂的“次同步”，速度是額定速度的95%)，并且在電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁的時(shí)刻，轉(zhuǎn)子電路中產(chǎn)生的磁場(chǎng)和定子繞組中產(chǎn)生的磁場(chǎng)彼此最有吸引力()當(dāng)角度準(zhǔn)確時(shí)，使用強(qiáng)勵(lì)磁來增加吸力，使得電動(dòng)機(jī)可以容易、快速、平穩(wěn)且無沖擊地進(jìn)入同步。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的勵(lì)磁方式。17歲。LZK勵(lì)磁控制系統(tǒng)的定時(shí)勵(lì)磁如下：同步電動(dòng)機(jī)可以采用全電壓異步起動(dòng)，定時(shí)勵(lì)磁的原理是計(jì)算電動(dòng)機(jī)隨時(shí)間起動(dòng)的加速過程。然而，對(duì)于通用電機(jī)來說，滑差勵(lì)磁是優(yōu)選的，僅當(dāng)工作條件中存在復(fù)雜的干擾時(shí)，并且干擾控制器不能將其濾除，這使得很

8、難對(duì)滑差勵(lì)磁的頻率進(jìn)行采樣，因此采用了時(shí)間保持勵(lì)磁。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的勵(lì)磁方式。18、空載啟動(dòng)的勵(lì)磁條件：空載條件下電機(jī)可以快速進(jìn)入次同步。當(dāng)控制器在一定時(shí)間內(nèi)不能檢測(cè)到Uf頻率時(shí)，控制器自動(dòng)認(rèn)為電機(jī)已經(jīng)進(jìn)入同步。如下圖所示，當(dāng)一些轉(zhuǎn)速低、凸極轉(zhuǎn)矩大的電機(jī)在空載或超輕負(fù)載下啟動(dòng)時(shí)，它們會(huì)自動(dòng)進(jìn)入無勵(lì)磁同步。該系統(tǒng)有一個(gè)凸極勵(lì)磁控制環(huán)節(jié)，它將在電機(jī)進(jìn)入同步后1-2秒內(nèi)自動(dòng)通電。電機(jī)進(jìn)入同步后，控制系統(tǒng)自動(dòng)控制勵(lì)磁電壓，使其從強(qiáng)勵(lì)磁恢復(fù)到正常勵(lì)磁。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的勵(lì)磁方式。19、強(qiáng)勵(lì)、強(qiáng)勵(lì)模式：可任意選擇三種模式：“角度強(qiáng)勵(lì)”、“電流強(qiáng)勵(lì)”和“電壓強(qiáng)勵(lì)”。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(diào)節(jié)，因此“恒定角度”模式在現(xiàn)場(chǎng)通常不被采用。勵(lì)磁電壓：根據(jù)電機(jī)負(fù)載類型設(shè)定，一般為電機(jī)額定勵(lì)磁電壓的80% 95%。勵(lì)磁電流：根據(jù)電機(jī)負(fù)載類型設(shè)定，一般為電機(jī)額定勵(lì)磁電流的80% 95%。觸發(fā)角：電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)勵(lì)磁電流的角度。功率因數(shù)：設(shè)定值提前0.900 1。第四章同步電動(dòng)機(jī)失步危險(xiǎn)、失步保護(hù)和有載自動(dòng)再同步技術(shù)，同步電動(dòng)機(jī)失步事故可分為三類：失步勵(lì)磁、失步供電和失步。22、4.1.1失步勵(lì)磁、失步勵(lì)磁和失步現(xiàn)象：(1)電機(jī)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(huì)燒紅；(5):產(chǎn)生高電壓，導(dǎo)致勵(lì)磁裝置主電路元件損

10、壞；勵(lì)磁失步的原因是：(1)相鄰母線短路，導(dǎo)致母線電壓大幅下降；附近大型機(jī)組或機(jī)組組的瞬時(shí)啟動(dòng)導(dǎo)致母線電壓長期大幅下降，見功角特性圖；(2)電機(jī)啟動(dòng)過程中勵(lì)磁系統(tǒng)的早期勵(lì)磁是指電機(jī)在啟動(dòng)過程中滑差未進(jìn)入臨界值時(shí)被勵(lì)磁。這時(shí)，定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)不足以拉動(dòng)轉(zhuǎn)子磁極，但會(huì)產(chǎn)生失步。(3)運(yùn)行中，電機(jī)短時(shí)欠勵(lì)磁或失磁(如連接器接觸不良)導(dǎo)致失步勵(lì)磁，失步勵(lì)磁過渡到失步勵(lì)磁；(4)避雷器因雷擊供電線路而動(dòng)作；負(fù)荷突然增加(如壓縮機(jī)失壓、軋機(jī)咬冷鋼)等原因。電動(dòng)機(jī)以正?；蚪咏５腄C勵(lì)磁，且轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)處于異步運(yùn)行狀態(tài)，稱為勵(lì)磁失步。圖4-5 BZT電路，4.1.3當(dāng)供電系統(tǒng)故障時(shí)，供電線路的ZCH裝置自動(dòng)重合

11、閘或備用電源投入BZT裝置動(dòng)作，手動(dòng)切換電源，使同步電機(jī)電源暫時(shí)中斷，失步稱為失步斷電。嘿。25，圖4-6電源失步時(shí)電網(wǎng)電壓曲線，0，電源失步時(shí)定子波形的變化特征，所謂“電源故障”實(shí)際上是一個(gè)無電壓損失的過程。電網(wǎng)斷電后，電壓不會(huì)立即消失，而是有一個(gè)非線性變化過程。顯然，在只有同步電動(dòng)機(jī)的電網(wǎng)中，與只有異步電動(dòng)機(jī)的電網(wǎng)相比，在停電和失步后，電壓衰減有一個(gè)上升區(qū)域。西門子采用在轉(zhuǎn)子電路中增加變壓器的方式，強(qiáng)調(diào)當(dāng)轉(zhuǎn)差率超過3%時(shí)運(yùn)行可靠。然而，在野外條件下，滑動(dòng)通常小于3%；當(dāng)電機(jī)因轉(zhuǎn)子電路開路而失步時(shí)，電流信號(hào)無法檢測(cè)，也不能起到失步保護(hù)的作用。很明顯，這里有一個(gè)保護(hù)盲區(qū)。圖4-10西門子公司轉(zhuǎn)

12、子取樣圖，圖4-11西門子公司轉(zhuǎn)子取樣圖。分流計(jì)或霍爾傳感器串聯(lián)在轉(zhuǎn)子電路上，以檢測(cè)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的無阻尼交流波形信號(hào)，并根據(jù)波形特征判斷是否失步。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)有載重同步，必須滿足以下幾點(diǎn)：1 .改善電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特性；2.異步驅(qū)動(dòng)特性曲線示意圖。一般來說，電機(jī)容量越大，額定速度越慢，從電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特性圖可以看出，壓下越深，合理選擇與電機(jī)相連的退磁電阻的電阻值可以改善電機(jī)的異步性。減小甚至消除電動(dòng)機(jī)的異步制動(dòng)力矩異步制動(dòng)力矩的公式是：異步制動(dòng)力矩與勵(lì)磁電勢(shì)的平方成正比，即與轉(zhuǎn)子DC的平方成正比。消除異步b它會(huì)引起機(jī)組的振動(dòng)，增加機(jī)組的機(jī)械和電磁損失，增加制動(dòng)力矩等有害影響，但它在電機(jī)瞬態(tài)過程的全過程中也起著重要的積極作用。電機(jī)將依靠這一整步轉(zhuǎn)矩，在準(zhǔn)角度和強(qiáng)勵(lì)磁的作用下，將電機(jī)的轉(zhuǎn)子拉至同步。30，整個(gè)過程是：官橋滅磁改善了異步驅(qū)動(dòng)特性，進(jìn)入臨界滑動(dòng)負(fù)載，并在整個(gè)步驟中達(dá)到同步運(yùn)行狀態(tài)。31。結(jié)論：同步電機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、水利、石化、建材、礦山、電力等工業(yè)領(lǐng)域，完善的勵(lì)磁控制