無刷勵(lì)磁旋轉(zhuǎn)整流器

1、WLK 系列無刷旋轉(zhuǎn)整流器工作原理及測(cè)試方法中國(guó)核工業(yè)電機(jī)運(yùn)行技術(shù)開發(fā)有限公司二0四年十月WLK 系列無刷同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)概述一、WLK 系列無刷同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)介 2二、WLK 系列無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)示意圖 5三、 WLK-03B 旋轉(zhuǎn)整流器主回路工作原理 6四、 WLK-03B 旋轉(zhuǎn)整流器主回路原理圖 7WLK-03B 型旋轉(zhuǎn)整流器調(diào)試方法 8一、無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)概述無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)是目前國(guó)際上已廣泛應(yīng)用的動(dòng)力拖動(dòng)設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)緊湊、電路簡(jiǎn)單、運(yùn)行可 靠、控制方便、維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)。尤其是相對(duì)于我國(guó)目前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)廣泛應(yīng)用的勵(lì)磁電流需通過碳刷和滑 環(huán)這一對(duì)“動(dòng)接觸部件”供給的有刷勵(lì)

2、磁同步電動(dòng)機(jī)而言優(yōu)勢(shì)明顯，徹底杜絕了因碳刷和滑環(huán)接觸不良、 碳刷長(zhǎng)期磨損而發(fā)生的各種電機(jī)故障，尤其是取消了需定期維護(hù)更換且易產(chǎn)生拉弧、電火花的碳刷和滑 環(huán)結(jié)構(gòu)，使無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)能夠在有防爆、防塵、防腐蝕等要求的特殊場(chǎng)合使用，故在礦山選礦、 石油、化工等行業(yè)的應(yīng)用日趨廣泛，是同步電機(jī)應(yīng)用選型的發(fā)展趨勢(shì)。無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)由主電機(jī)、交流勵(lì)磁機(jī)、旋轉(zhuǎn)整流器、靜態(tài)勵(lì)磁裝置四部分組成。前兩部分由電 機(jī)廠生產(chǎn)，后兩部分由勵(lì)磁配套供應(yīng)商配套提供。正在落地試驗(yàn)中的主電機(jī)-旋轉(zhuǎn)整流器：由盤體、控制模塊、整流功率模塊、啟動(dòng)功率模塊、電阻模塊構(gòu)成。正在檢測(cè)中的旋轉(zhuǎn)整流器控制模塊是整流器的核心控制器件，完成電機(jī)啟

3、動(dòng)投勵(lì)，輸出觸發(fā)脈沖，開通功率模塊，并控制 啟動(dòng)模塊對(duì)啟動(dòng)電阻的投入與切除。WLK-03B型控制模塊整流功率模塊是整流器的整流器件，將交流勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的交流電經(jīng)整流向主電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供勵(lì)磁。TDR型整流功率模塊啟動(dòng)功率模塊：在電機(jī)異步驅(qū)動(dòng)過程中，投入啟動(dòng)電阻，改善主電機(jī)異步驅(qū)動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的 平穩(wěn)迅速無脈振啟動(dòng)，并通過控制模塊完成.啟動(dòng)電阻的自動(dòng)退出。TD型啟動(dòng)功率模塊靜態(tài)勵(lì)磁裝置：為交流勵(lì)磁機(jī)提供直流勵(lì)磁，同時(shí)也對(duì)同步電機(jī)提供相應(yīng)的保護(hù)。采用全數(shù)字化控制技術(shù)，具有遠(yuǎn)方通訊功能，以適應(yīng)無人值守的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)要求?？蓪?shí)現(xiàn)勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)兩種調(diào) 節(jié)方式及兩種運(yùn)行方式的無擾動(dòng)切換，并完成勵(lì)磁系統(tǒng)的

4、增減磁控制和故障報(bào)警。人機(jī)界面采用漢化觸 摸屏，文本文件內(nèi)置，調(diào)試操作方便。安裝于非爆炸環(huán)境。柜體采用鋼質(zhì)單柜體結(jié)構(gòu)，柜體前門為玻璃 門。柜體尺寸：700mm（寬）x 700mm（深）x 2200mm（高）。安裝方式：柜體離墻 8001000mm安裝。WLK-03型無刷靜態(tài)勵(lì)磁裝置、無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)示意圖三、WLK-03B旋轉(zhuǎn)整流器主回路工作原理WT.K-03B鍛菽狂杲乂三町宰勺氣壓理記意卻|電機(jī)異步啟動(dòng)時(shí)工作電跖：| 8L夫流機(jī)機(jī)未發(fā)綁11HKQ導(dǎo)通I b俠婕倉(cāng)倉(cāng)機(jī)發(fā)吼后，帝未達(dá)5JO條住時(shí)|電機(jī)達(dá)到亞同步時(shí)工作電路:I電機(jī)同步運(yùn)行時(shí)工倍電跖：；&鬼到脳條帕：彌KQ, K1K2K於的通

5、| b.SMft之一：模決椅測(cè)淆差達(dá)到設(shè)定值；c.O條作之二：模塊上電后計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定值i ；d席RF馳水14K乙K3只有-個(gè)導(dǎo)程刊狀控辭麺KQ撚咸復(fù)正常狀廉L四、WLK-03B旋轉(zhuǎn)整流器主回路原理圖KZMK-04控制模塊KZMK-03B控制模塊CgBgAgL1 L2 KQgRF5KGZTDR3交流勵(lì)磁機(jī)2GZ -lII|3KGZPIIIIHtDR2 ttII HIIIIIL1IIKGZIIIIIIIIHtdrHe*II 亠II6GZ 乜 |4GZ -LI一 TDKQZQRF旋轉(zhuǎn)整流器工作時(shí)序圖（全壓?jiǎn)?dòng)）1L2電機(jī)啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速靜態(tài)勵(lì)磁電流發(fā)電機(jī)輸出電壓控制模塊工作電壓計(jì)時(shí)投勵(lì) 滑差投勵(lì)WLK-

6、03B旋轉(zhuǎn)整流器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法（KZMK-04 及 KZMK -03 模塊用），啟動(dòng)電阻的檢測(cè)1. 檢查啟動(dòng)電阻接線是否正確（仔細(xì)對(duì)照原理圖，特別注意啟動(dòng)電阻與L2有公用接線的電機(jī)）。2. 檢查啟動(dòng)電阻的總是否正確：在旋轉(zhuǎn)整流器上解開啟動(dòng)電阻與RF節(jié)點(diǎn)的連線，用直流電橋測(cè)啟動(dòng)電阻的總阻值；再與設(shè)計(jì)值比較。3. 檢查啟動(dòng)電阻對(duì)外殼絕緣情況：用1000V左右的兆歐表測(cè)量啟動(dòng)電阻與電阻外殼之間絕緣，阻值應(yīng)大于0.5M Q ;否則要解開每只啟動(dòng)電阻的接線，逐個(gè)測(cè)量啟動(dòng)電阻與電阻外殼之間絕緣，阻值應(yīng)大于5M Q （潮濕天氣應(yīng)大于 2M Q）; 轉(zhuǎn)子繞組的檢測(cè)1. 檢查轉(zhuǎn)子繞組接線是否正確（仔細(xì)對(duì)照原理圖，

7、特別注意啟動(dòng)電阻與L2有公用接線的電機(jī)）。2檢查轉(zhuǎn)子繞組接線的是否正確：在旋轉(zhuǎn)整流器上解開轉(zhuǎn)子繞組與L1節(jié)點(diǎn)的連線，用直流電橋測(cè)阻值；再與設(shè)計(jì)值比較。3.檢查轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地（軸或盤體）絕緣情況：用1000V左右的兆歐表測(cè)量轉(zhuǎn)子繞組與軸之間絕緣，阻值應(yīng)大于2M Q （潮濕天氣應(yīng)大于 0.5M Q ）;三旋轉(zhuǎn)整流器接線及元件的固定的檢測(cè)1.檢查旋轉(zhuǎn)整流器接線是否正確（仔細(xì)對(duì)照原理圖）。2檢查旋轉(zhuǎn)整流器的各個(gè)連接處是否有防松措施。3.將旋轉(zhuǎn)整流器的控制模塊所有引出線端子用導(dǎo)線短接起來；用1000V左右的兆歐表測(cè)量 L1與旋轉(zhuǎn)整流盤金屬盤體之間絕緣電阻，阻值應(yīng)大于2M Q （潮濕天氣應(yīng)大于 0.5M Q

8、）.試驗(yàn)后拆除短接線。四旋轉(zhuǎn)整流器各節(jié)點(diǎn)電阻的檢測(cè)用數(shù)字萬用表測(cè)量以下項(xiàng)目：（此時(shí)未接交流勵(lì)磁機(jī)電樞及轉(zhuǎn)子繞組，啟動(dòng)電阻接入）序號(hào)萬用表檔位表筆表筆讀數(shù)備注1電阻檔 :AB30200 Q三相電阻應(yīng)均衡2電阻檔BC30200 Q3電阻檔CA30200 Q4電阻檔RFL215 Q等于啟動(dòng)電阻阻值5電阻檔L1L2500700 Q低通特性6電阻檔:AgL11530Q可控硅門極特性7電阻檔BgL11530Q8電阻檔CgL11530Q9電阻檔KQgRF1530Q10電阻檔熔斷器兩端0 Q用數(shù)字萬用表測(cè)量以下項(xiàng)目：（此時(shí)未接交流勵(lì)磁機(jī)電樞及轉(zhuǎn)子繞組，啟動(dòng)電阻接入）序號(hào)萬用表檔位紅表筆黑表筆讀數(shù)備注1二極管L

9、2A0.30.6V二極管正向特性2/4/6GZ2二極管L2B0.30.6V3二極管L2C0.30.6V4二極管AL2oo二極管反向特性2/4/6GZ5二極管BL2oo6二極管CL2oo7二極管AL1oo可控硅正向特性1/3/5KGZ8二極管BL1oo9二極管CL1oo10二極管L1Aoo可控硅反向特性1/3/5KGZ（啟動(dòng)電阻未接入）11二極管L1Boo12二極管L1Coo13二極管RFL10.30.6VZQ正向特性14二極管L1KQg0.71.2V僅03模塊五靜態(tài)小電流通電試驗(yàn)1接線：采用三相調(diào)壓器模擬交流勵(lì)磁機(jī)，為旋轉(zhuǎn)整流盤提供工作電源。為了使整流橋輸出為小電流，在滅磁電阻支路中串聯(lián)一電燈

10、BD2，在整流橋輸出至電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)一電燈BD1 （旋轉(zhuǎn)整流盤單獨(dú)測(cè)試時(shí)，可不接電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組，電燈直接連至整流橋輸出正、負(fù)極上）。下述試驗(yàn)時(shí)，三相調(diào)壓器副邊線電壓調(diào)至40V100V（不超過交流勵(lì)磁機(jī)的額定輸出電壓，一般可從小到大逐步試驗(yàn) ）。KZMK-03B/04空制模塊ABC Ag Bg Cg L1 L2 KQg RFL1-r I丄II丄II丄 丄I廠一 TD|KQ zQL1A380VB2AC00三相刀閘K1 熔斷器TDR1KGZ |1 IIIIII TDRIIIIII3KGZ |5KqZRF0BD2BD1TDR3啟動(dòng)【電【阻勵(lì)磁繞組4GZ- |6GZ |.2GZII4L2WLK-03B

11、旋轉(zhuǎn)整流器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試接線圖0.5KVA3KVA三相調(diào)壓器1A 二極管 1N4007BD1、2白熾燈 40W100W/220V2.自動(dòng)投勵(lì)性能檢測(cè)合刀閘K1，經(jīng)1012秒左右，BD1燈亮，整流橋電壓波形為全波整流波形。詳見下表檢測(cè)量 試驗(yàn)步驟BD1BD2整流橋波形合K1滅滅無經(jīng)12秒后明亮滅全波整流3. KQ開通、關(guān)斷性能檢測(cè)電機(jī)啟動(dòng)期間，KQ應(yīng)導(dǎo)通，旋轉(zhuǎn)整流盤投勵(lì)后，KQ應(yīng)由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為關(guān)斷。K1斷開后，將二極管 D1按試驗(yàn)接線圖與 C （或A、或B）相可控硅并聯(lián)，合刀閘K1，BD2、BD1燈全為半亮，整流橋波形為失控波形，經(jīng)1012秒左右，控制模塊自動(dòng)投勵(lì)，BD1由半亮轉(zhuǎn)為亮，BD2由半亮轉(zhuǎn)為滅，

12、整流橋波形為全波整流波形。用短接線短接二極管ZQ的兩端，BD2、BD1燈轉(zhuǎn)為半亮，整流橋波形為失控波形。詳見下表：檢測(cè)量試驗(yàn)步驟BD1BD2整流橋波形合K1半亮半亮失控波形經(jīng)12秒后亮滅全波整流短接ZQ半亮半亮失控波形全波整流波形（有電感、大電流時(shí)波形，僅作參考）示波器顯示L1、失控波形試驗(yàn)結(jié)束后拆除電燈、試驗(yàn)電源及二極管D1?；謴?fù)啟動(dòng)電阻、轉(zhuǎn)子繞組及交流勵(lì)磁機(jī)的接線六電機(jī)起動(dòng)試驗(yàn)（與 WLK-03SC系列靜態(tài)勵(lì)磁柜配合）1勵(lì)磁設(shè)備完好性檢查A 、開機(jī)前給靜態(tài)勵(lì)磁裝置送入 380V 、直流 220V 電源，勵(lì)磁裝置“ 交流電源 ”、“直流電源 ”燈 亮；B、調(diào)節(jié)方式旋鈕置“手動(dòng)”位；C、合空氣

13、開關(guān)LZK, WHK置“調(diào)試”位，觸摸屏上“ COM ”燈閃爍，有正常數(shù)據(jù)顯示；經(jīng)延時(shí) 自動(dòng)投勵(lì)，勵(lì)磁電壓表、電流表出現(xiàn)指示，勵(lì)磁電流為初始值；D、按“增磁”、“減磁”按鈕，觀察勵(lì)磁電壓表、電流表指示應(yīng)隨之均勻變化；E、將WHK置“0”位，勵(lì)磁電壓表、電流表回零，觸摸屏關(guān)。2開機(jī)操作A、WHK置“工作”位，觸摸屏上“ COM ”燈閃爍，有正常數(shù)據(jù)顯示；B、調(diào)節(jié)方式旋鈕置“手動(dòng)”位；C、 1DL 開關(guān)合閘后，定子電流表指針擺向滿刻度，電機(jī)開始啟動(dòng)，“電機(jī)運(yùn)行”燈亮， 功率因數(shù)表 嚴(yán)重滯后 ；（降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)相似）D、靜態(tài)勵(lì)磁裝置自動(dòng)投勵(lì) （延時(shí)方式或定子電流降低方式），勵(lì)磁電壓表、電流表指示勵(lì)磁初始

14、值；E 、電機(jī)加速并進(jìn)入亞同步狀態(tài)，定子電流表指示減?。籉、 旋轉(zhuǎn)整流器控制模塊投勵(lì)，電機(jī)進(jìn)入同步，功率因數(shù)表超前，定子電流減小到額定值以下，啟 動(dòng)結(jié)束；G、 手動(dòng)按“增磁”、“減磁”按鈕，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，定子電流、功率因數(shù)都隨之改變，PT/CT接線 正確時(shí)應(yīng)滿足以下狀態(tài)：定子電流為最小值時(shí)，檢查功率因數(shù)表指示應(yīng)在1附近；如果增大勵(lì)磁 則功率因數(shù)向 超前方向擺動(dòng) 、減小勵(lì)磁 則功率因數(shù)向 滯后方向擺動(dòng)； 觸摸屏有功功率一直顯示為 正， 當(dāng)功率因數(shù)表 超前時(shí)，觸摸屏無功功率顯示為 負(fù)；當(dāng)功率因數(shù)表 滯后時(shí)，觸摸屏無功功率顯示為 正；H、 調(diào)節(jié)方式旋鈕置“自動(dòng)”位，進(jìn)入“恒功率因數(shù)”自動(dòng)調(diào)節(jié)方式 ；3停機(jī)操作A、1DL 開關(guān)分閘后，勵(lì)磁裝置會(huì)自動(dòng)滅磁，勵(lì)磁電壓表、電流表指示回零，儀表板“電機(jī)運(yùn)行燈滅；B、WHK 置“0” 位