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(yīng)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(yīng)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(shù)，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(shè)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(yīng)用：4，同步電動機與異步電動機對照表，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(dāng)電機啟動時，

3、轉(zhuǎn)子線圈中的感應(yīng)電勢隨著電機啟動過程中轉(zhuǎn)差率的降低而逐漸降低。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到50時，勵磁回路中感應(yīng)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(zhuǎn)矩，這將導(dǎo)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(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(dāng)晶閘管導(dǎo)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(dāng)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(fù)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(jié)構(gòu)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(dāng)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(dāng)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(jié)構(gòu)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(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個快速熔斷器，分別對應(yīng)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(shè)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(dāng)，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(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dāng)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(dāng)工作條件中存在復(fù)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(dāng)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(dāng)一些轉(zhuǎn)速低、凸極轉(zhuǎn)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(fù)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(diào)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(shè)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(shè)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(yīng)勵磁電流的角度。功率因數(shù)：設(shè)定值提前0.900 1。第四章同步電動機失步危險、失步保護和有載自動再同步技術(shù)，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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(zhuǎn)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(dǎo)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(zhuǎn)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(dāng)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(zhuǎn)子電路中增加變壓器的方式，強調(diào)當(dāng)轉(zhuǎn)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(dāng)電機因轉(zhuǎn)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(zhuǎn)

12、子取樣圖，圖4-11西門子公司轉(zhuǎn)子取樣圖。分流計或霍爾傳感器串聯(lián)在轉(zhuǎn)子電路上，以檢測轉(zhuǎn)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(qū)動特性；2.異步驅(qū)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(qū)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(zhuǎn)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(zhuǎn)矩，在準角度和強勵磁的作用下，將電機的轉(zhuǎn)子拉至同步。30，整個過程是：官橋滅磁改善了異步驅(qū)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(jié)論：同步電機廣泛應(yīng)用于冶金、水利、石化、建材、礦山、電力等工業(yè)領(lǐng)域，完善的勵磁控制