(5)具有独立可靠的灭磁系统,使电机在遇到故障被迫跳闸停机时,明显减少其损伤程度。
(6)输出励磁电压和励磁电流的调节范围为电动机额定励磁电压和额定励磁电流的30%~120%并且连续可调,在调整范围内调整励磁参数,电动机不会失步。
(7)具有三相自动平衡系统,即在正常励磁范围内不需调试,励磁装置输出电压波形始终三相平衡,一旦出于外部原因造成丢波、失控(如断线,快熔熔断等),装置具有自动报警系统。
(8)所有控制过程均自动处理,且有完整的信号系统,当电机出现失步,再整步后备保护跳闸、励磁出现失控、装置是否运行正常等均有信号指示。
(9)采用分级整定灭磁可控硅的开通电压,投励后正常运行时灭磁电阻处于“冷态”。当出现过电压情况开通,装置在过电压消失后有自动关断系统。
(10)综合控制器能指示自身是否发生故障。
2、经改造后励磁装置工作原理
原理方框图如图6所示
(1)主电路:改造后的励磁装置其主电路采用无续流二级管的新型三相桥式全控整流电路(图7所示),线路简洁、可靠、通过合理选配灭磁电阻RF,分级整定KQ的开通电压,当电机在异步驱动状态时,使KQ在较低电压下便开通,电动机具有良好的异步驱动特性,有效地消除了原励磁屏在电机异步暂态过程中所存在的脉振,满足带载起动及再整步的要求;而当电机在同步运行状态时,KQ在过电压情况下才开通,既起到保护元器件的作用,又使电机在正常同步运行时,KQ不易误导通。
(2)投励方式:电机在起动及再整步过程中,按照“准角强励整步”的原则设计。所谓准角投励,就物理概念而言,系指电机转速进入临界滑差(亚同步),按照电机投励瞬间在转子回路中产生的磁场与定子绕组产生的磁场的S极与投励后转子绕组产生的N极相吸)。在准角时投入强励,使吸力进一步加大,这样电机进入同步便轻松、快速、平滑、无冲击。投励时的滑差大小,可通过电位器来设定,改造后电机起动及投励过程的波形见图8。
(3)触发脉冲输出:
脉冲输出是根据移相角a的换算值(即触发数字表)所确定的,当同步信号回路出现上升过零时,采用延时结束立即由硬件输出脉冲的方式,以提高输出脉冲的精度和可靠性。当满足投励条件后,微机发出触发脉冲指令,经专用集成块功放输出宽脉冲,触发可控硅。本装置采用了数字脉冲控制,在同步电路中采用单相同步等间隔触发,使直流输出波形始终保持一致,与普通的三相同步电路相比,单相数字脉冲同步具有更高的抗干扰能力,更准的频率跟随特性,可保证非常精确的触发控制。并可在更换晶闸管后仍然保持这种一致性,不需人工调节。
(4)失步保护装置用于对同步电动机的失步保护,其基本原理是利用同步电机失步时,具有会在其转子回路产生不衰减交变电流分量的特征,通过测取转子励磁回路交变电流信号,并对其波形特征进行智能分析,快速、准确判断电机是否失步。对于各类失步,不管其滑差大小,装置均能准确动作。根据具体情况,动作于灭磁——再整步,或启动后备保护环节动作用于跳闸。而电机未失步,则不管其振荡多大,装置均不误动作。图9是同步电动转子回路的几种典型波形。其中图9(a)、(b)、 (c)励磁回路已出现不衰减的交变电流信号,电机已失步,失步保护环节应快速及时动作;图9(d)是同步振荡,电机未失步,失步保护环节应不误动作。对某些旧电机或已受暗伤的电机,有时会出现转子回路开路,此时励磁回路电流突然下降至零,失步保护环节也应快速动作。本系统能根据励磁回路电流波形准确快速地分析电机已否失步。
失步保护所取信号,是从串接在励磁回路中的分流器上测取不失真的毫伏信号。图 6所示,此信号经放大变换后输入微机系统,由微机系统直接分析。
(5)当电动机正常运行中如发生灭磁管误导通故障时,控制器中的检测电路立即检测到该故障,微机在不停机情况下适当调低励磁电压,在灭磁管关断后再自动恢复原励磁电压。
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