同步电动机励磁电源及投励时间的整定,同步电动机励磁装置,直流电动机的励磁方式,电动机励磁电流,电动机励磁,同步发电机励磁系统,同步发电机励磁控制,励磁电源,同步电机励磁系统,励磁同步电机
第20卷第5斯 2001年5月 煤 炭 技 术 C0alT∞h兀tll0 Vd20．No．5 M ．2肿1 同 电动jIin励磁电源及投励时间的整定 李昱峰，邢祖江，董 磊 (1．鸡西市自来水公司，黑龙江鸡西158100；2．哈尔滨煤矿机械研究所，黑龙江哈尔滨150O38) 摘 要：同步电动机往有启动转矩，采用异步启动岳启动．要求励磁电源按照转子滑差顺极性自动投鳓。 关键词：启动转矩；异步启动法；灭磁环节；滑差；投励时间 中囤分娄号：TM341 文献标识码：B 文章编号：1008—8725(2C01)05—0018—02 0 前言 同步电动机大多数都用在化工、矿山、燃料等工业企 业中各种气体压缩机、矿山球磨机、水泥厂管磨机以 及水利工程中巨型水泵等的拖动。同步电动机没有 启动转矩，广泛采用异步启动法，既先使转子象异电 动机那样旋转起来，当加速至亚同步转速时，给转子 励磁，建立主极磁场，产生电磁转矩，将转子加速至 同步转速，实现按同步电动机的转子滑差顺极性自 动投励，将电动机拖人同步动行。在同步电动机的 整个启动过程中，直流励磁电源决定同步电动机能 否启动成功，进人同步运行。励磁系统的设计必须 适应同步电动机在异步方式下启动的整一个完整的过程。 1 同步电动机励磁系统的工作原理 刁0 同步电动机励磁系统工作原理框图，如图l所 图】 同步电动机励磁控制管理系统工作原理框图 同步电动机转子回路励磁应采用三项全控桥固 接励磁线路，因为三项全控桥不会因整流电压脉动， 同步电动机转子励磁绕组电感放电而影响正常，使 同步电动机在启动过程中转子励磁绕组感应的交变 收稿日期：2(DI一0l一12；修订日期：2(DI一04—20 作者简介：李昱峰(1968一)，男，黑龙江鸡西人，从事技术工作。 电压两半渡都经由放电电阻，同步电动机不会产生 附加的制动转矩，保持了同步电动机的固有启动特 性llJ。 同步电动机励磁系统应具有自动灭磁环节，同 步电动机采用异步启动时，其定子绕组产生旋转磁 场，转子被旋转场切割，在转子绕组中感应出交变电 压。如果不将其通过一定的回路放掉，将对转子绕 组及人身安全带来损害。因此，采取了自动灭磁环节， 以免转子绕组的绝缘被击穿。 励磁电流的大小，直接影响电动机从电网吸取 电流的大小和相位。经过控制励磁电流能够控制同 步电动机的功率及进行功率因数的调整。 2 同步电动机的自动投励 同步电动机启动后，转子转速逐渐提高，滑差逐 渐减小，当达到亚同步转速时，自动投人励磁，转子 转速何时达到亚同步转速即滑差何时达到0．O5并 检测出来，是同步电动机正常启动运行的保证。前 机已经述及，同步电动机启动时，采用异步启动法， 定子绕组产生以 转速旋转的磁场，转子被旋磁场 切割的速度为n一n2，n2为转子转速，转子中感应 出交变的电压，其频率由f=pn／60，可得 =P(n， 一tl2)／6o： 。转子感应由压的频率t2和滑差s 成正比，在合闸启动瞬间，n2=0，s：1，感应电压频 率 最高，随着转子转速的增高，滑差逐渐减小，当 s：0．05时转子转还达到亚同步转速，n2：0．95nl， 转子感应电压的频率^=O．osA由于定子电网电压 的频率为固定的频率^=50Hz，^=o．05×50Hz= 2．5Hz 因此可通过检验测试转子感应电压坟的频率决 定何时自动投入励磁。 维普资讯第5期 李昱峰等：同步电动机励磁电源及投励时问的整定 ·l9· 模拟检测电路能采用如图2所示的形式 图2 转子感应电压频率检测电路 投励时间由RC充电时间常数决定的。启动开 始时，转子感应电压频率较高，三级管T的开关速度 较高，在RC确定的前提下，cl的充电速度是一定 的。三级管的开关速度较高时，由于cl的充电电 流一定，当充电电压还没达到单结晶体管DB的转 折电压时三极管开通，cl开始放电。调节RC的时 间常数，当 =2．51-1z时，使cl的电压刚好充到DB 的转折电压，DB导通，脉冲变压器MB发出触发脉 冲，励磁系统自动投入运行。应用zc一集成触发组 件的触发电路能运应MB发出的脉冲控制其脉冲 输出控制端CR，达到自动投励的目的。 3 投励时间的整定 励磁系统要求当滑差达到O．05时，自动投入励 磁。此时转子感应电压频率 =2．5Hz，时间周期 =l／ =0．4(s)。启动过程中的转子感应电压波 形如图3所示。经可控硅放电的启动半波所占时间 要略小于经续流二极管放电的启动半渡所占时间。 其比值约为1：1，由此可知，当转差s=O．05时，转子 感应电压经续流二极管短接启动半波所占时间为： T：I／2， =020s。调节RC时间常数中的电阻R 的大小，使电容c1在时间T人充电电压能达到单 结晶体管DB的转折电压(V口)，此时，MB发出触发 脉冲。同步电动机就能在转差 =O．05时自动投入 励磁。 誊r啦半波 -x ，、 一 一； 一{ } 一{ } j } } f 一 -f ； ： { j—L一一．一一⋯}⋯j⋯ ～ L， _／ l／一 。 7 输出脉冲陂肥 围3 自动投励电路各点电压波形 另外，自动投励点的检测还可以通过检验测试电流 而获得。启动开始定子电流较高，随转子速度的提 高，定子电流降低。当转子转速达到亚同步转速时， 定子电流降至某一电流值，检测这一电流达到的时 刻确定励磁系统的投励时间j。 4 结论 由同步电动机的特有启动特性，转子励磁电源 系统应具备以下功能。 (1)励磁电源调定时，应有专门的调定挡位，与 允许投励时区分开来。 (2)当达到亚同步速时，应顺极性自动投入励 磁。 (3)具有灭磁保护环节。 (4)当电网电压低于8o％额定值时，应自动突 加强励 ，强励 时间约为 lOs，如 电 网电压能恢复 正 常 ，则 自动停车。 (5) 同步电动机停车时 ，励磁系统 自动进入拉逆 变状态并保持 5s，然后停电。 ( 6) 励磁系统具有过电流保护控制。 (7)投励时间的整定应能根据具体负载及实际 情况做调节，一般应以 0 ．I ～O．3s之问。 参考资料 ： ：1] 刘惠晴 电机学[ M] ．徐州 ：中国矿业大学出版社 ． 2] 官淑华 电机学[ M] ．北京：煤炭工业出版社 E x citati on po wer of syn chr onous m otor an d stea dy of ex citing time u Yu —feng ， XING zu —jian ， DONG I (1 埘 City w c唧 ． 158100 (Xina；2．Elect~c “【PI札t Hdl~ g ji Rag ]nsfi tnte of Scimce andTechndogy，Harbin 150038．(1tinn) A h a ct Ttle gyIlcl删 1叭 lic tor }Iasn t 缸 tom!ue ．It uses asynchronuus Slal~ rso it dentands vxcitltion p0wer auto exeiti~ in b1m 11aBed On motor sbde dig ere~ e． K ey wor d s：st srt torque ；asychronous star [ method ；d imlnafi ong ；slide dif erence ；exciti ng 维普资讯
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