BL20系列勵磁柜使用說明書

同步電動機可控硅勵磁設備BL20系列概述1、用途本系列裝置分二種類型，BL21*＊＊/＊*＊型可作為拖動重載或輕載起動的同步電動機的直流勵磁電源，與同步電動機單機配套。適用于各種氣體壓縮機、風機、球磨機等。BL22*＊＊/＊**型適用于拖動沖擊負荷的同步電動機勵磁用(如軋鋼負荷)。此類型勵磁裝置可依據(jù)電動機負荷以及功率因素自動調(diào)節(jié)勵磁。2、型號及意義如圖1所示：BL2＊/-I-一般型同步電動機II-帶失步保護Y-一體化勵磁F—分體式改進型額定電壓值系統(tǒng)特征代號1/2額定電流值圖1中的確良系統(tǒng)特征代號規(guī)定如下:全壓或降壓起動，恒定勵磁。全壓或降壓起動，按負荷調(diào)節(jié)勵磁，可動力制動.3、使用條件：⑴海拔高度1000米;⑵周圍空氣介質(zhì)溫度—10℃-+40℃；⑶周圍空氣相對濕度不大于85％（20℃—±5℃）；⑷無腐蝕性氣體，導電塵埃及易爆場所；⑸無沖擊,傾斜度不超過5°⑹戶內(nèi)安裝。4、本裝置不包括以下設備：⑴同步電動機定子回路高，低壓開關及其分、合閘設備。⑵同步電動機定子回路繼電保護盤。⑶幫助機組（油泵、風機等）掌握設備。5、主要特征：本系列化產(chǎn)品為KGLF系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品,主回路采納晶閘管模塊，掌握部分采納全數(shù)字式集中掌握方式，提高了產(chǎn)品的自動調(diào)節(jié)性能及穩(wěn)定性和牢靠性，也更便于維護及維修。BL21具有以下特點：⑴同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁采納三相全控整流橋固接勵磁線路，保持了同步電動機的固有起動特性.⑵與同步電動機定子回路沒有直接的電氣聯(lián)系，因此,同步電動機可依據(jù)電網(wǎng)情況設計為高壓3-6—10KV或380V，全壓起動或降壓起動不受限制。⑶實現(xiàn)了按同步電動機轉(zhuǎn)子滑差，順極性自動投勵,同步機起動后轉(zhuǎn)速到達亞同步速時,按轉(zhuǎn)差為5％—4％時投入勵磁，使同步機拖入同步運行。⑷降壓起動的同步電動機轉(zhuǎn)速到達同步速的90％左右時,自動切除降壓起動電抗器或電阻,投入全壓，使同步機加速起動。然后投入勵磁。⑸當電網(wǎng)電壓波動時（即高壓3—6-10KV或低壓380V）.具有電流負反饋自動保持恒定勵磁,強勵功能由用戶選用，當電網(wǎng)電壓下降至某一百分比(如80%）時，進行突加強勵,強勵電流為額定值的1。4倍左右。強勵時間一般不超過60秒鐘.⑹同步電動機起動與停車時自動滅磁，并在同步電動機異步運行時（起動或失步過程)具有滅磁保護。⑺可以手動調(diào)節(jié)勵磁電流、電壓可從零至110%連續(xù)平滑可調(diào).⑻本設備溝通輸入電源須與同步電動機定子回路來自同一段母線。⑼同步電動機正常停車后3—5秒鐘之內(nèi)，本設備全控橋溝通電源及觸發(fā)電路同步電源不允許斷電,仍保持工作狀態(tài)。⑽本設備所帶的放電電阻RFD1和RFD2用戶需依據(jù)電機廠規(guī)定自行將電阻接成串聯(lián)或并聯(lián)，使RFD1、RFD2的阻值分別為所配用的同步電動機轉(zhuǎn)子勵磁繞組直流電阻的3—5倍,其長期允許電流為同步電動機額定勵磁電流的15%，如出廠附裝電阻不滿意以上要求，用戶要自行解決。⑾本設備可以很容易地與計算機接口,實現(xiàn)監(jiān)視、監(jiān)控等功能，且具有完善的保護功能（見KCL1132/1-IIIA型數(shù)控單元說明書）.BL22另具特征：按負荷及功率因素自動調(diào)整勵磁，基本保持同步電動機無功電流恒定。也可以作動力制動用。6、本設備以下環(huán)節(jié)需在現(xiàn)場試車時復測或重新整定:⑴滅磁環(huán)節(jié)可控硅導通開放電壓的整定值。⑵勵磁電流負反饋自動調(diào)節(jié)，基本維持恒定勵磁特性。⑶電網(wǎng)電壓下降至整定值時突加勵磁的整定值。⑷同步電動機“停車逆變”狀態(tài)下，掌握角的整定。⑸投勵環(huán)節(jié)后備投勵時間。⑹整定動力制動時的勵磁電流值。二、外形尺寸BL21/2系列設備的規(guī)格的外形尺寸見下表一。型號規(guī)格輸入溝通電壓輸入電流外形尺寸整流變壓器備注BL21—200/503N380V32A柜1.3柜內(nèi)安裝BL21-200/753N380V50A柜1.3柜內(nèi)安裝BL21—200/1103N380V71A柜1.3柜內(nèi)安裝BL21-200/1403N380V94A柜1。3柜內(nèi)安裝BL21—200/1703N380V101A柜1。3柜內(nèi)安裝BL21-300/503N380V49A柜1。3柜內(nèi)安裝BL21—300/753N380V75A柜1。3柜內(nèi)安裝BL21—300/1103N380V105A柜1.3柜內(nèi)安裝BL21—300/1403N380V126A柜1.3柜外附裝2柜內(nèi)BL21—300/1703N380V152A柜1。3柜外附裝2柜內(nèi)BL21-450/503N380V71A柜2柜外附裝柜內(nèi)BL21—450/753N380V115A柜2柜外附裝或柜內(nèi)BL21—450/1103N380V160A柜2柜外附裝或柜內(nèi)BL21-450/1403N380V184A柜2柜外附裝BL21—450/1703N380V226A柜2柜外附裝BL21—600/503N380V97A柜2柜外附裝或柜內(nèi)BL21—600/753N380V150A柜2柜外附裝或柜內(nèi)BL21-600/1103N380V213A柜2柜外附裝BL21-600/1403N380V260A柜2柜外附裝BL21-600/1703N380V302A柜2柜外附裝BL22—450/503N380V71A柜2柜外附裝柜內(nèi)BL22—450/753N380V115A柜2柜外附裝或柜內(nèi)BL22-450/1103N380V160A柜2柜外附裝或柜內(nèi)BL22-450/1403N380V184A柜2柜外附裝BL22—450/1703N380V226A柜2柜外附裝或柜內(nèi)BL22—600/503N380V97A柜2柜外附裝或柜內(nèi)BL22-600/753N380V150A柜2柜外附裝BL22—600/1103N380V213A柜2柜外附裝BL22—600/1403N380V260A柜2柜外附裝BL22—600/1703N380V226A柜2柜外附裝BL22-450/2503N380V335A柜2柜外附裝表2BL21/2系列設備的規(guī)格的外型尺寸見下圖2。AABBCC柜1:A=2200MMB=800MMC=600MM柜2：A=2200MMB=1000MMC=600MM柜3:A=2000MMB=900MMC=600MM特殊柜：A=2200MMB=1200MMC=600MM圖2作原理系統(tǒng)工作原理框圖如下圖3:波動恒定負載BL21型沖擊負載BL22型380V滅磁電路定子電源整流變壓器晶閘管整流電源同步變壓器觸發(fā)電路投勵投全壓電壓負反饋給定移向停機逆變電流負反饋失步保護無功補償圖—-3同步電動機起動過程中,滅磁環(huán)節(jié)工作，使轉(zhuǎn)子感應交變電流兩半波都通過放電電阻，保證電機的正常起動。起動過程中，整流電路晶閘管處于阻礙斷狀態(tài)，當電機起動到亞步速時（轉(zhuǎn)差5％)投勵環(huán)節(jié)自動發(fā)出投勵脈沖，使觸發(fā)環(huán)節(jié)發(fā)出脈沖到主電路晶閘管上，于是投入勵磁，同步電動機進入同步運行。電壓負反饋環(huán)節(jié)將設備直流側引入的電流信號反極性與給定信號綜合，保證電網(wǎng)電壓波動時，整流輸出勵磁電流保持不變，以實現(xiàn)對電機的恒定勵磁(或采納電流負反饋）。逆變環(huán)節(jié)的作用是當電機正常停車時,向觸發(fā)環(huán)節(jié)加入一掌握信號，使主電路晶閘管從整流狀態(tài)立即轉(zhuǎn)入逆變狀態(tài)，以保證電機轉(zhuǎn)子的順利滅磁。投全壓環(huán)節(jié)是為電機降壓起動設置的，此環(huán)節(jié)組成與投勵環(huán)節(jié)相同，并取自同一的轉(zhuǎn)子電壓信號。該環(huán)節(jié)發(fā)出的脈沖通過微機處理器掌握電機定子側的全壓開關,使其按設定的轉(zhuǎn)子滑差值精準動作。BL22型設備除了具備以上特征以外,無功補償環(huán)節(jié)檢測同步電動機有功電流信號，用在負載增加時實現(xiàn)自動增磁,使沖擊負荷的同步電動機以輸出較穩(wěn)定的無功電流運行。1、主電路簡介⑴主電路采納三相全控橋式整流線路，轉(zhuǎn)變?nèi)貥蛏暇чl管元件的掌握角,就可得到不同值的直流輸出電壓。當同步電動機正常停車或故障停機時，由逆變環(huán)節(jié)供應的掌握信號使全控橋工作在“逆變”狀態(tài)，這樣可避開電機停車由于轉(zhuǎn)子電感放電所造成的“續(xù)流”或“顛覆”狀態(tài)。三相全控橋由“整流”狀態(tài)停車后變?yōu)椤澳孀儭睜顟B(tài)的波形變化過程如下圖4：轉(zhuǎn)子電感經(jīng)三相全控完全經(jīng)放電電勵磁電流正常勵磁橋及放電阻RFD1—2阻RFD1-2放電波形回路放電經(jīng)放電電阻勵磁電壓RFD1-2放電波形停車三相全控橋“逆變”三相全控橋“逆變”結果圖-—4⑵直流電壓表V與放電電阻RFD1、RFD2串聯(lián)接于整流橋的輸出端作為整流電壓的測量。電壓表V同時跨接于滅磁晶閘管VT4—1/VT4—2與硅整流元件VD1兩端對它們起監(jiān)視作用。⑶直流電流表A串接于勵磁回路內(nèi)，投入勵磁后指示出勵磁電流值。2、保護電路⑴過電壓保護實行以下措施:同步電動機異步運行時，轉(zhuǎn)子感應過電壓由滅磁環(huán)節(jié)將放電電阻RFd1-2接入，消除開路過電壓。由R1、R2、R3、和C1、C2、C3組成的阻容汲取裝置及壓敏電阻RU1、RU2、RU3抑制整流變壓器ZB一次側分、合閘引起的操作過電壓。主電路晶閘管元件的換向過電壓由并接于元件兩端的阻容電路R11、R21、R31、R41、R51、R61和C11、C21、C31、C41、C51、C61。⑵過電流保護實行以下措施：與晶閘管元件串聯(lián)的快速熔斷器FU1、FU2、FU3是作為直流側短路時元件本身短路保護用快熔熔斷器時，“保護”環(huán)節(jié)動作,發(fā)出聲、光報警信號，送出接點可跳開同步電動機定子側電源開關，切斷勵磁。短路電流發(fā)生在ZB二次側時,其一次側空氣斷路器脫扣器瞬動，切斷電源.直流側過負荷時，空氣斷路器脫扣器動作，但整定值應保證強勵磁30秒內(nèi)不動作。3、集成化掌握單元電路簡介⑴滅磁環(huán)節(jié)：同步電動機起動過程中，轉(zhuǎn)子勵磁繞組的感應交變電壓在一個周期的波形變化如下圖5所示：轉(zhuǎn)子開路感應放壓峰值轉(zhuǎn)子開路時的轉(zhuǎn)子接入放電滅磁可控硅道感應電壓波形電阻RFD1—2通開放電壓感應電壓波形經(jīng)RFD1-2經(jīng)RFD1—2滅磁可控硅轉(zhuǎn)子接入放電電阻RFD1—2感應電壓峰值GZ起動半波起動半波圖——5同步電動機起動后至投入勵磁前的這一段時間內(nèi),全控橋上晶閘管處于阻斷狀態(tài).在起動過程中，轉(zhuǎn)子勵磁繞組所感應出的交變電壓，開頭此電壓未達到滅磁晶閘管的整定導通電壓，相當于勵磁繞組開路起動,感應電壓急劇上升，當感應電壓瞬間值上升至滅磁晶閘管販導通電壓時,VT4—1、VT4—2導通工作，接入放電電阻，直至此半波結束，滅磁晶閘管陽極電壓過零而自行關斷。調(diào)節(jié)電位器即可轉(zhuǎn)變VT4-1的導通電壓值。滅磁檢測接點閉合時，在較低的直流輸出電壓下，滅磁晶閘管即可導通，可以檢測滅磁環(huán)節(jié)正常與否。必須注意在較低的直流輸出電壓下（小于100V）檢測（且時間不宜過長）。滅磁晶閘管導通電壓，亦可采納分段式掌握。在啟動時由繼電器接點短接，使用較低導通電壓。同步速運行時，接點斷開，實現(xiàn)較高導通電壓。⑵觸發(fā)環(huán)節(jié):采納高集成度專用芯片構成三相全控橋觸發(fā)電路并通過功率放大，可以牢靠觸發(fā)1000A以內(nèi)的晶閘管。⑶移相環(huán)節(jié)：采納集成運算放大器構成移相電路，給定信號，反饋信號經(jīng)運算放大綜合放大后,以掌握集成觸發(fā)電路輸出脈沖的移相角。⑷投勵環(huán)節(jié)：同步電動機在整個過程中，其轉(zhuǎn)子感應交變電壓的頻率是隨著轉(zhuǎn)子的加速而變化的。轉(zhuǎn)速越高,感應交變電壓的頻率越低，電機剛起動瞬間轉(zhuǎn)子感應電壓頻率與定子回路電網(wǎng)頻率（F1）相同為50周，而到達任一轉(zhuǎn)差(S）時的轉(zhuǎn)子感應電壓頻率(F）為：F=F1＊S=50*S當同步電動機加速至亞同步速時，轉(zhuǎn)差S=0。05，此時轉(zhuǎn)子感應電壓頻率為：F=50*0.05=2。5（周）一個周期為：T=1/F=1/2.5=0。4（秒）電機進入亞同步轉(zhuǎn)速時，微處理器接受到電壓頻率為2.5周的轉(zhuǎn)子感應電壓順極性(感應電流方向與勵磁電流方向相同)信號時，掌握發(fā)出觸發(fā)脈沖，經(jīng)厚膜后送主電路晶閘管，從而投入勵磁。將同步電動機拖入同步運行。按轉(zhuǎn)子滑差順極無接點投勵環(huán)節(jié)有關電器元件在同步電動機起動過程中的波形見如圖6所示:同步電動機感應交變電壓波形起動過程轉(zhuǎn)子電壓波形t投勵光耦輸出波形t滑差檢測輸入波形t投勵掌握波形t圖——6⑸自動投入全壓環(huán)節(jié)其掌握原理與投勵環(huán)節(jié)相同.同步電動機降壓起動至同步轉(zhuǎn)速的90%左右時，微處理器輸出高電平接通繼電器。從而掌握同步電動機定子回路的全壓開關合閘,電機加速起動,進入亞同步速時，投勵環(huán)節(jié)動作，投入勵磁.同步電動機采納降壓起動方案時，需注意以下問題:電機拖重負荷起動時，應先給全壓后投入勵磁.電機拖輕負荷起動時,如電機在降壓起動過程中有足夠起動轉(zhuǎn)矩拖至亞同步轉(zhuǎn)速，先給全壓后投勵或先投勵后給全壓都拖入同步運行。如在降壓起動過程中起動轉(zhuǎn)矩不足,不能加速至亞同步速,則需地電機起動至力所能及的轉(zhuǎn)速下給全壓，電機加速起動至亞同步速成時投入勵磁，拖入同步。降壓起動至全壓使電機加速起動稱為“二次起動”，二次起動應在電機降壓起動至較高轉(zhuǎn)速下進行，否則將引起電網(wǎng)的過大沖擊,轉(zhuǎn)子感應交變電壓增高，并引起二次起動電流過大,過流跳閘，造成電機起動失敗。⑹停車逆變環(huán)節(jié)同步電動機定子回路斷電正常停車或事故停車，三相全控橋溝通電源不得斷電，主電路晶閘管掌握角從原來的小于120°，突變?yōu)榇笥?20°,小于180°，三相全控橋即由“整流狀”變?yōu)椤澳孀?狀態(tài)。工作原理是：當執(zhí)行程序檢測到油開關分閘信號時，自動將移相脈沖推至逆變區(qū).⑺無功補償環(huán)節(jié)拖動沖擊負載的同步電動機當負載增加仍為恒定勵磁時，其輸出無功電流削減，超過額定負載時削減的更為嚴重，甚至變?yōu)閺碾娋W(wǎng)汲取感應無功電流，這不利于電機運行和電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定，沖擊負載的大型同步電動機對電網(wǎng)影響大,需要依據(jù)電機負載的大小，自動調(diào)節(jié)勵磁。BL22設備用無功補償電路檢測同步電動機定子回路有功電流信號，用來在負載增加時實現(xiàn)自動增磁。使沖擊負載的同步電動機以輸出穩(wěn)定的無功電流運行。無功補償電路輸出電壓平均值與同步電動機定子有功電流成比例，經(jīng)雙T橋濾波取得此環(huán)節(jié)輸出電壓，與移相給定綜合掌握觸發(fā)環(huán)節(jié)進行勵磁自動調(diào)節(jié)。⑻快熔熔斷保護環(huán)節(jié)主電路快速熔器熔斷時,FA輸入保護電路，使故障繼電器KM2吸合,發(fā)出聲、光報警信號，還可以依據(jù)需要切斷同步電動機定子電源。四、整定調(diào)試方法1、滅磁環(huán)節(jié)⑴滅磁晶閘管導通電壓值的整定： 滅磁可控VT4—1、VT4-2導通電壓的有效值分別大于整流變壓器ZB二次側線電壓的有效值，即：0.5UT≥UK≥K10*K11*Uem〉=K10*K11＊Ue〉1。1*1.35＊2Ue>≥1。1*1。35＊2′′2Ue式中：UT:可控硅耐壓值；Uk:可控硅VT4-1或VT4—2分別整定的導通電壓有效值；Uem：整流變壓器ZB二次側線電壓峰值；Ue:整流變壓器ZB二次側線電壓有效值；K10：電網(wǎng)電壓上升系數(shù)取1。1;K11：牢靠系數(shù)取1。35。設備額定整流電壓值為250V的產(chǎn)品，VT4—1、VT4—2導通電壓的有效值應為：UK=1.6Ue*2/2（這一電壓等級的設備去掉了熄滅線，所以其整定值的選取與其它不一樣）。其它電壓等級如下表二（參考值勤）：整流變壓器二次線電壓有效值VT4—1、VT4—2分別整定的導通電壓工頻有效值（V）峰值(V）50V10615075V160225110V233330140V297420170V360510250V280396表二⑵接線與調(diào)試設備如下圖7所示：⑶調(diào)試方法照上圖7接線,切除勵磁柜溝通電源，用不小于2。5m2的導線將一支滅磁晶閘管短接。示波器接至滅磁電路對應端（示波器外殼接地線必須解除）。合刀開關K，調(diào)節(jié)TB二交側電壓至1V,示波器消滅圖8(A）波形即正常.后緩慢上升TB，輸出電壓至滅磁晶閘管的整定導通電壓，調(diào)節(jié)電位器,使示波器消滅圖8（B）波形，即表示滅磁晶閘管已導通（此種狀態(tài)不行持續(xù)過長)，然后微降TB輸出電壓,又消滅圖8（A）波形，表示晶閘管已關斷。將TB輸出電壓降至60V左右再檢測滅磁，示波器波形又消滅圖8（b）波形（時間不要過長)。將開關切斷,將短接線改接另一支滅磁晶閘管元件，按上述方法調(diào)定后鎖緊電位器。2、三相厚膜POWERSEM及逆變調(diào)整。滅磁可控硅導通時滅磁可控硅管壓降GZ管壓降的峰值90°90°180°滅磁可GZ陽極控硅極正半波滅磁可控硅沒導通為正半滅磁可控硅導通波圖—-8A圖——8B按下圖9接入放電電阻，假負載電阻—+RFDRFDRFD2RFD1假負載電阻圖-—9將面板上轉(zhuǎn)換開關打開到“調(diào)定”位置，合閘后裝置應無輸出電壓。此時觀查觸發(fā)電路的同步電壓梯形波及鋸齒波,鋸齒波切頂位置應在停車“逆變”狀態(tài)下,等于145度左右，調(diào)節(jié)“電壓調(diào)節(jié)”電位器PW，電壓V、電流A應均勻上升，用示波器觀察直流輸出電壓波形是否對稱。如設備送電后，PW在起始位置即有輸出電壓，或調(diào)節(jié)PW時，電壓表跳動上升并有時跌落，即為三相電源相序與設備內(nèi)部不同引起，應切斷電源，將三相電源相序校好。3、電壓負反饋自動保證恒定勵磁調(diào)整（出廠調(diào)試)。按圖接入溝通電源，放電電阻及假負載電阻同上。⑴斷開空氣開關，用TB三相調(diào)壓變壓器接入三相溝通電源、電壓調(diào)至380V。⑵調(diào)節(jié)設備輸出電壓至額定值的100%（出廠調(diào)試）或同步電動機運行勵磁電壓值(現(xiàn)場調(diào)試）.⑶轉(zhuǎn)變TB輸出電壓為380V的80-105％，直流電流表A讀數(shù)波動不應大于原先調(diào)定值的10%。⑷如達不到以上要求,可調(diào)節(jié)電壓反饋上電位器，重復上述調(diào)試過程,直至滿意為止。4、最大整流電壓值調(diào)整：接線圖同上，按下步驟調(diào)整:⑴將比例電位器調(diào)至陰值適中位置.⑵調(diào)節(jié)面板電位器W至最大值，