KGLF11型同步电动机励磁系统的改进

1、 应用KG L F11型同步电动机励磁系统的改进冯浩源1, 赖胜飞2(1. 襄樊学院, 襄樊441053; 2. 襄樊欧安电气有限公司, 襄樊441002摘要:介绍了用数字式直流装置改造KG LF11型同步电动机励磁系统的方法。阐述了励磁系统的组成、工作原理和调试方法。运行结果表明, 改造后的励磁系统具有操作简便、工作可靠的特点, 达到了预期改造目的。关键词:同步电动机; 励磁系统; 数字式直流装置中图分类号:T M301. 2T M341文献标识码:A 文章编号:167326540(2006 1120057204M od i f i ca ti on on Exc ita ti on Sys

2、tem for KGL F11M otorFEN Hao 2yuan 1, LA I Sheng 2fei2(1. Xiangfan University, Xiangfan 441053, 2. Xiangfan ,L td . , Xiangfan Abstract:The modificati on of KG LF11by DC digital converter was intr o 2duced . The system structure, p rinci p le analyzed . The result of running indicates the exci 2tati

3、 on syste m had on reliability . The perf or mance of the equi pment was p r oved .m otor; exc it a ti on system; DC d i g it a l converter0概述同步电动机是一种定子绕组用三相交流电流励磁以建立旋转磁场, 而转子绕组用直流电流励磁以构成旋转磁极的双边励磁的交流电动机。其工作原理是:以定子绕组产生的旋转磁场磁力拖动由转子构成的旋转磁极同步旋转。根据负载状况适当调节同步电动机的励磁电流, 可以改变其无功电流分量, 提高功率因数。因此, 大型负载设备(如大型球磨机

4、、压缩机、高炉鼓风机等 常用同步电动机提供动力。根据同步电动机采用异步起动方式的运行特点, 首先将三相交流电流输入同步电动机的定子绕组, 当电动机转速接近同步转速, 且转子转差率达到0. 040. 05时, 再将直流电流送入励磁绕组, 从而产生同步转矩将电动机牵入同步运行状态。目前, 广泛应用的同步电动机励磁控制系统是以晶闸管模拟控制方式电路组成的。由于采用的是分立元器件, 运行一段时间后, 其故障率较高, 调试和维护工作量大。针对KG LF11型同步电动机励磁系统存在的问题, 采用Eur other m 590全数字式直流控制装置对原励磁控制系统进行了改造。改造后的励磁控制系统具有如下优点:

5、(1 励磁控制系统采用数字式晶闸管控制方式, 保持了同步电动机原有的起动、运行特性。(2 采用集成控制装置, 大大缩小了励磁控制设备的体积。(3 励磁控制系统具有运行状态自诊断和故障保护功能, 使设备运行更加安全可靠。(4 控制参数调节范围宽, 可满足不同规格的同步电动机励磁控制的要求。(5 调节参数采用菜单显示方式, 系统操作简便, 人机界面友好, 参数设置方便, 只需简单的培训即可使用本系统进行工作, 系统调节更为方便。(6 留有通信接口, 便于实现集中控制。1Eur other m 590全数字式直流控制装置的基本功能Eur other m 590全数字晶闸管直流控制装置75电机与控制应

6、用2006, 33(11 KG LF11型同步电动机励磁系统的改进 是以微处理器为核心的控制器, 采用全数字化设计, 工作电源电压和频率范围较宽, 抗电网干扰性能好, 可使系统接受4565Hz 范围内变化的电源频率。控制系统工作的电压范围可达110240V, 而且在连线时不受电源相序旋转方向的影响, 具有对同步电动机的励磁、运行和故障监控功能。该控制器所有控制功能的实现均由参数设定完成, 并且具有自适应和参数自动优化、故障自诊断功能, 通信接口可与上位机或远程控制站联系, 以实现系统的远程控制。系统可对同步电动机运行过程中出现的过电压、欠电压、过电流、电源缺相、电动机超温等故障提供保护, 特别

7、适合现场控制和调试。2励磁控制系统的组成和工作原理励磁控制系统的组成如图1所示 。图1励磁控制系统的组成根据同步电动机的励磁控制原理, 控制系统在改造后应满足同步电动机的工作要求, 保持同步电动机的固有运行特性。在电动机全压起动的过程中, 当转子转速达到亚同步转速时(转差率为0. 040. 05 , 应顺极性投入励磁, 使同步电动机投入同步运行状态。而在同步电动机降压起动过程中, 当转子速度达到同步转速的90%左右时, 自动投入全压, 使同步电动机加速到亚同步速度后, 再顺极性投入励磁, 使同步电动机进入同步运行。另外, 励磁控制系统应具有电压负反馈和电流负反馈, 当电网电压或负载波动时, 能

8、自动保持恒定励磁。控制系统在起动与停车时应能自动灭磁, 灵活调节系统的励磁电压、电流以调整功率因数。励磁控制以Eur othenn 590直流装置为控制主机, 通过外配励磁投入、灭磁控制等电路, 完成同步电动机的励磁控制。当同步电动机的定子绕组接入三相交流电源建立旋转磁场后, 旋转磁场在转子绕组中产生感应电动势, 正半波经R 1、D 1、R 2构成电流回路, 负半波则通过R 2、KG 2、KG 1和R 1构成电流回路。因此, 同步电动机在起动过程中流经转子绕组电流的正负半波对称, 常起动转矩(0, , 2闭合, 励磁装置的C3控制端子得电, 对励磁控制装置发出使能信号, 并按A3端子给定的电流

9、值输出励磁电流; 同时KG 1、KG 2关断, 同步电动机投入同步运行。Eur other m 590直流励磁系统具备电流反馈环节, 能自动保持输出的励磁电流恒定。停机时K 1释放, 励磁装置立即转入逆变状态, 保证了电动机的转子顺利灭磁。当电网电压降至某一规定值时, 起动K 3, 励磁装置的C4端子得电, 进行突加强励磁。灭磁控制过程是:在同步电动机起动时, KG 1、KG 2导通, 使流过电动机转子电流的正、负半波对称, 以得到良好的起动特性; 起动完毕后, 将KG 1、KG 2关断。在同步电动机起动的初期, 投励磁控制指令还未发出时, 直流励磁系统无励磁电流输出, 因而转子绕组感应出较大

10、的交流电压, 在R 1、1W 、R 5、2W 、R 4、R 2形成回路。当1W 、2W 上的电压分压值达到并超过稳压二极管W Y 1、W Y 2的标称稳压值时, W Y 1、W Y 2被击穿, 对KG 1、KG 2提供门极触发电压, 使KG 1、KG 2导通。一旦电动机进入同步运行后, 电动机转子感应电压下降, 此时在1W 、2W 上的电压分压值较小, 不足以使W Y 1、W Y 2击穿, 使KG 1、KG 2自动判断, 由Eur other m 590装置给同步电动机的转子绕组输出励磁电流。85KG LF11型同步电动机励磁系统的改进电机与控制应用2006, 33(11 3控制器参数设置Eu

11、r other m 590励磁控制装置由电压反馈环和电流反馈环组成, 采用P I 调节控制器, 具有稳定励磁输出电压和输出电流的作用。电流环控制信号可从电压控制器或直接从现场接受电流给定值, 并与电流反馈值形成误差信号; 误差值被送到P I 调节器产生控制信号。P I 调节器的参数可根据控制对象的要求灵活调节, 电流控制环具有自动调谐功能。在调试电流环时, 可用示波器监视输出电流波形, 以判断P I 调节控制器的工作状况。在P I 调节控制器中有一块校准板, 可根据负载电动机工作电流的大小, 设置控制器输出电流极限值。改变校准板上的电流实际值控制参数电位器, 即可改变控制器的输出电流。使用时需

12、要根据负载电流的大小分别设置相应的数值。这一步设置很重要, 设置本参数时, 一定不要超出控制器的额定输出电流, 以免损坏控制器。校准板上还有一组拨码开关, 可根据要求设置控制器的输出电压最大值。控制器参数设置菜单如图2所示 。图2控制器参数设置菜单电流环可根据实际情况设置如下参数:电流限幅值、主电流极限、比例增益、积分增益、自动调谐、附加给定值、双极筘位、正向电流箝位、负向电流箝位、电流给定值隔离。电压环可根据实际情况设置如下参数:比例增益, 积分时间常数, 积分禁止, 反馈选择, 斜坡电流增益, 零电流电平。4控制器操作4. 1控制器面板上的4个功能键(1 “M ”为菜单选择键, 提供菜单和

13、功能的入口。使用该键不会改变存贮的参数。(2 “E ”为返回键, 允许选择前面的菜单。使用该键不会改变已存贮的参数。(3 “”为上升键, 允许菜单向前移动, 以寻找所选菜单中可以利用的任选项。(4 “”为下降键, 允许菜单向后移动, 以寻找所选菜单中可以利用的任选项。4. 2控制器接电前要做的检查工作(1 辅助电源电压必须正确; (2 主电源电压必须正确;(3 输出电压和输出电流的额定值与负载应相符;(4 所有的外接线(电源接线、控制接线、电动机接线 必须正确。4. 3接通辅助电源D7和D 8(1 液晶显示器出现显示文本;(2 用数字电压表测量, C9为+24V , B3为95电机与控制应用2

14、006, 33(11 KG LF11型同步电动机励磁系统的改进 +10V , B4为-10V;(3 按“M ”键进入“ME NULEVEL ”; (4 操作“上升”或“下降”键进入“SET UP P ARAMETERS ”;(5 再按“M ”键便可进入设定参数菜单, 操作“上升”或“下降”键, 可以寻找不同的子菜单;(6 进入相应子菜单, 根据需要设置参数。4. 4参数存放无论何时, 参数修改后必须保存, 以免丢失。(1 按“M ”键进入“P ARAMETERS S AVE ”; (2 按“M ”键, 显示屏上显示“Up t o Acti on ”; (3 按“上升”键, 显示屏上显示“Sav

15、ing ”, 表示系统正在存放数据;(4 等显示屏上出现“Finished ”时, 表示数据存放完成。4. 5数据保护为了保护设定参数的安全, 控制器用口令加以保护。口令分为输入口令、清除口令、等3类。, 访问受限制, 。进入“输入口令”子菜单, 输入口令值, 就可开放限制。口令的缺省值为零值。4. 6指示和监控控制器的面板上有6个发光二极管作为系统工作指示器。在正常的工作条件下, 控制器面板上的所有发光二极管都亮, 而熄灭的二极管则表示发生了相应故障。5结语经改进后的同步电动机励磁系统具有方便、高效、安全、稳定、易学易用等特点。对150制氧机等同步电动机的励磁电控系统进行前述改造后, 用户反

16、映效果良好, 所有技术性能均达到设计要求, 相关产品现已转入生产。【1. 电气传动自动化手册:, 1998.2. 电机及拖动基础M.北京:机械工业出版社, 2003.收稿日期:2006204218台达V 系列变频器发威建筑电梯业尽管中国的电梯产量居世界第一, 但目前电梯中变频器的市场份额却有90%为国外品牌所垄断。变频器是电梯的“心脏”, 也是电梯所有部件中技术要求最高的部分。日前, 中达电通成功使台达V 系列变频器应用在建筑电梯上, 并凭借优异的表现得到了用户的肯定。国外品牌垄断国内电梯“心脏”的坚冰正被快速打破。目前的建筑电梯一般要求人货混装, 若不加变频器, 起动和停止的冲击很大, 人乘坐电梯就觉得很不舒服。装上变频器后, 就能实现无级调速且加减速时柔顺平滑。加之变频器配线简单, 成本不高, 故在建筑电梯中得到越来越广泛的应用。建筑电梯中提起重物时, 要求变频器在机械放闸时能提供足够扭力支持并提起重物, 若低速扭力不足, 则会造成抖动、堵转甚至倒滑; 放下重物时,