同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)常見故障分析

1、同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)常見故障分析本文結(jié)合KGLF1儀勵(lì)磁裝置，對(duì)其在運(yùn)行中的常見故障進(jìn)行分析。1常見故障分析開機(jī)時(shí)調(diào)節(jié)6W,勵(lì)磁電流電壓無輸出。原因分析：勵(lì)磁電流電壓無輸出，肯定是晶閘管無觸發(fā)脈沖信號(hào)，而六組脈沖電路同時(shí)無觸發(fā)脈沖很可能是移相插件接觸不良，或者同步電源變壓器4T損壞，造成沒有移相給定電壓加到六組脈沖電路的1V1基極回路上，從而六組脈沖電路無脈沖輸出導(dǎo)致晶閘管不導(dǎo)通。勵(lì)磁電壓高而勵(lì)磁電流偏低。原因分析：這是個(gè)別觸發(fā)脈沖消失或是個(gè)別晶閘管損壞的緣故。個(gè)別觸發(fā)脈沖消失可能是脈沖插件接觸不良。另外圖1中三極管1V1、單極晶體管2VU及小晶閘管9VT損壞，或者是電容2c嚴(yán)重漏電或開路。如果

2、主回路中晶閘管1VT6VT中有某一個(gè)開路或是觸發(fā)極失靈，同樣會(huì)導(dǎo)致輸出勵(lì)磁電流偏低的現(xiàn)象。合勵(lì)磁電路主開關(guān)時(shí)，勵(lì)磁電流即有輸出。原因分析：這是由于圖1所示脈沖電路中的三極管1V1集電極-發(fā)射極之間漏電，即使移相電路還未送來正確的控制電壓，也會(huì)導(dǎo)致1C充電到2VU導(dǎo)通的程度。2VU即輸出觸發(fā)使小晶閘管9VT導(dǎo)通，2c經(jīng)9VT放電而發(fā)出脈沖令1VT、3VT6VT之一觸發(fā)導(dǎo)通，使轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電路中流過直流電流。(4)同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁不能自行投入。原因分析：勵(lì)磁不能自行投入?？隙ㄊ亲詣?dòng)投勵(lì)通道電路中斷或工作不正常，因此可能是投勵(lì)插件與插座間接觸不良，或是圖2所示投勵(lì)電路中的三極管3V1、單結(jié)晶體管4

3、VU工作不正常，電容5c漏電、電位器W損壞。另外是移相插件同樣有接觸不良現(xiàn)象，或者是圖3所示移相電路的小晶閘管10VT損壞等等。(5)運(yùn)行過程中勵(lì)磁電流電壓上下波動(dòng)。原因分析：引起勵(lì)磁電流電壓輸出不穩(wěn)的原因很多，主要有1)脈沖插件可能存在接觸不良，造成個(gè)別觸發(fā)脈沖時(shí)有時(shí)無。2)圖1所示脈沖電路的電位器4W松動(dòng)，使三極管1V1電流負(fù)反饋發(fā)生變化，造成放大器工作點(diǎn)不穩(wěn)定，從而影響晶閘管主回路輸出的穩(wěn)定性。另外，如果電容2c漏電或單結(jié)晶體管2VU及三極管1V1性能不良，也會(huì)引起觸發(fā)脈沖相位移動(dòng)。3)圖3所示移相電路的電位器6W松動(dòng)或接觸不良，將會(huì)使移相控制電壓Ed間歇性消失，引起勵(lì)磁電流電壓輸出大幅

4、度波動(dòng)。另外，如果穩(wěn)壓管7Vs8VS損壞，都會(huì)使Ey隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)而波動(dòng)，使Ed輸出波動(dòng)，造成晶閘管主回路直流輸出不穩(wěn)。(6)勵(lì)磁裝置輸出電壓調(diào)不到零位。原因分析：圖3所示移相電路中電阻18R虛焊，阻值增大或減少，會(huì)引起Ed-Ec？Q使勵(lì)磁輸出電壓無法調(diào)到零位?？傊诫妱?dòng)機(jī)晶閘管勵(lì)磁裝置的故障雖然多種多樣，但大致可分為勵(lì)磁不穩(wěn)、勵(lì)磁大幅度下降甚至失電壓。這些故障大部分是由于插件引起的。2日常維修中注意事項(xiàng)(1)由于勵(lì)磁裝置采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，電柜內(nèi)灰塵必須經(jīng)常清除，以防止灰塵積附過多造成短路。清掃灰塵一般采用吸塵或吹拭的方法，而對(duì)吹不掉的附著物可用干凈的油刷掃去，但切勿碰壞元件、線路或使元件互碰

5、。清塵工作一般由上而下進(jìn)行。(2)插件松動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響勵(lì)磁裝置的正常工作，處理方法是：一般可在勵(lì)磁裝置通電預(yù)試時(shí)用手輕敲插件拉手，一旦插件有松動(dòng)，必然會(huì)引起輸出上下波動(dòng)。如果是元件虛焊引起的松動(dòng)，當(dāng)然要加焊牢固。而對(duì)于插件插座引起的松動(dòng)，我們可以在插件的插入部分銅箔上拉一層薄錫，這樣既可防止銅箔氧化，又可增加插件與插座接觸的緊固程度。(3)對(duì)于元件損壞的更換，新元件原則上要符合原設(shè)計(jì)的元件參數(shù)要求。但對(duì)于某些元件，如電容元件，可用電容容量相同而耐壓高一些的電容更換，又如穩(wěn)壓二極管，亦可用功率稍大而穩(wěn)壓值相同的穩(wěn)壓二極管更換。這樣可降低元件的損壞頻率，減少故障的出現(xiàn)。(4)對(duì)于難以判斷的故障，我們

6、采用示波器來檢查各脈沖波形與直流輸出情況。這樣可較為準(zhǔn)確地檢查出故障部位。另外，我們還可以采用同規(guī)格插件替換驗(yàn)證的檢查方法進(jìn)行檢修。同步發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)以及工業(yè)生產(chǎn)中的重要元件其勵(lì)磁裝置的性能直接影響同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性目前國內(nèi)生產(chǎn)的同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁裝置大多數(shù)采用模擬控制電路這種控制電路存在硬件多控制板數(shù)量多接線復(fù)雜可靠性差等缺點(diǎn)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)人員使用和維護(hù)都造成了一定困難微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展為解決以上問題提供了技術(shù)支持我公司從80年代起研制并生產(chǎn)了大量的微機(jī)控制整流設(shè)備特別是在晶閘管的控制技術(shù)上有比較豐富的經(jīng)驗(yàn)針對(duì)勵(lì)磁裝置中存在的一些問題我公司采取微機(jī)控制技術(shù)并且吸取了現(xiàn)有勵(lì)磁設(shè)備的精華其中

7、包括1972年原機(jī)械工業(yè)部電器工業(yè)管理局的統(tǒng)一設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵和同步發(fā)電機(jī)失步保護(hù)和帶載自動(dòng)再整步技術(shù)精華研制出了新型微機(jī)控制同步發(fā)電機(jī)晶閘管勵(lì)磁裝置該裝置具有控制集成度高控制精度高運(yùn)行可靠性高穩(wěn)定性好現(xiàn)場(chǎng)使用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)微機(jī)控制同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置分為HRKLF11和HRKLF12兩個(gè)系列11系列供拖動(dòng)非沖擊性負(fù)載的同步發(fā)電機(jī)恒定勵(lì)磁用12系列供有沖擊性負(fù)載的同步發(fā)電機(jī)按負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁維持無功電流恒定之用該裝置均具有失步保護(hù)和帶載自動(dòng)再整步功能適用于200-10000KW同步發(fā)電機(jī)配套1 控制電路采用MCS-89C51系列單片微機(jī)控制控制板集成度高,軟件中有豐富的設(shè)備自檢功能2 具有良好的

8、失步保護(hù)功能和帶載自動(dòng)再整步功能3 全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)至亞同步轉(zhuǎn)速順極性投入勵(lì)磁使電機(jī)牽入同步運(yùn)行4 同步發(fā)電機(jī)起動(dòng)和停車時(shí)自動(dòng)滅磁以免感應(yīng)過電壓擊穿設(shè)備5 可手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流電壓進(jìn)行功率因數(shù)調(diào)整6 本設(shè)備所帶放電電阻RF阻值為所配用的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組直流電阻的10倍其長(zhǎng)期允許電流為同步發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電流的按負(fù)荷自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁基本保持同步發(fā)電機(jī)無功電流恒定2具有零勵(lì)磁保護(hù)功能本裝置的主電路包括整流變壓器三相半控整流橋阻容滅磁環(huán)節(jié)和起動(dòng)環(huán)節(jié)等控制電路主要由單片機(jī)MCS-8751勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器電流給定與反饋環(huán)節(jié)投全壓和投勵(lì)環(huán)節(jié)失步檢測(cè)環(huán)節(jié)強(qiáng)勵(lì)環(huán)節(jié)無功補(bǔ)償環(huán)節(jié)微機(jī)觸發(fā)環(huán)節(jié)和自檢環(huán)節(jié)等組成以上控制電路

9、主要集成到一塊控制板上具有同步發(fā)電機(jī)的起動(dòng)正常勵(lì)磁失步檢測(cè)和保護(hù)強(qiáng)勵(lì)自動(dòng)關(guān)橋以及無功補(bǔ)償?shù)裙δ芟旅娣謩e介紹各部分組成和原理1 三相半控整流電路整流變壓器將交流380V電源電壓降至勵(lì)磁所需的電壓其二次輸出線電壓為U21每個(gè)主橋晶閘管及整流二極管在一個(gè)電周期360度內(nèi)輪流導(dǎo)通120度晶閘管由其相應(yīng)的觸發(fā)插件提供的觸發(fā)脈沖開通整流二極管為自然換流整流橋直流輸出電壓為Ud1.35U21(1+cos)/2式中U21整流變壓器二次側(cè)線電壓V晶閘管的控制角Ud0.3-1.2UfeUfe電機(jī)額定滿載勵(lì)磁電壓2 阻容滅磁環(huán)節(jié)阻容滅磁的任務(wù)是關(guān)斷主橋晶閘管停止主橋向電機(jī)輸出勵(lì)磁電壓和電流輸出勵(lì)磁電壓和電流采用阻容

10、滅磁不僅滅磁速度快而且關(guān)橋可靠下列情況下阻容滅磁動(dòng)作1 電機(jī)發(fā)生帶勵(lì)失勵(lì)失步時(shí)阻容滅磁動(dòng)作關(guān)斷主橋使電機(jī)轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行失步源消失后實(shí)現(xiàn)帶載自動(dòng)再整步2 當(dāng)電機(jī)發(fā)生斷電失步時(shí)阻容滅磁動(dòng)作關(guān)斷主橋電機(jī)勵(lì)磁繞組儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量經(jīng)附加電阻RF及電容C10和C11衰減當(dāng)勵(lì)磁電流lf由額定值Ife衰減到0.368Ife時(shí)實(shí)現(xiàn)斷電失步再整步3當(dāng)電機(jī)正?；蚴鹿释C(jī)時(shí)阻容滅磁動(dòng)作關(guān)斷主橋避免在下一次開機(jī)時(shí)因主橋未關(guān)斷而誤投勵(lì)電容10由交流26OV電源經(jīng)單相全波整流充電至34OV左右當(dāng)滅磁插件發(fā)出滅磁脈沖后滅磁晶閘管P4開通C10上予充電壓反向加于主橋兩端為保證主橋可靠關(guān)斷CM1容量的選擇應(yīng)保證施加反壓的時(shí)間大于主橋

11、晶閘管的熱態(tài)關(guān)斷時(shí)間在施加反壓的同時(shí)C10經(jīng)電機(jī)勵(lì)磁繞組向C11放電當(dāng)Vc10Vc11時(shí)流過KP4的電流近似為零KP4自動(dòng)關(guān)斷3 起動(dòng)環(huán)節(jié)主要技術(shù)要求l在電機(jī)投勵(lì)前的整個(gè)異步起動(dòng)過程中當(dāng)勵(lì)磁繞組有正向感應(yīng)電壓時(shí)起動(dòng)晶閘管KP5應(yīng)可靠開通以便附加電阻RF在有正負(fù)半周感應(yīng)電壓時(shí)均能接入勵(lì)磁繞組使電機(jī)獲得良好的對(duì)稱起動(dòng)特性而投入正常勵(lì)磁后KP5應(yīng)可靠關(guān)斷并轉(zhuǎn)入高開通值高開通值應(yīng)保證電機(jī)在正常勵(lì)磁強(qiáng)勵(lì)及滅磁時(shí)不誤開通以避免長(zhǎng)期接入附加電阻而燒毀在電機(jī)勵(lì)磁繞組出現(xiàn)過電壓時(shí)KP5應(yīng)開通對(duì)勵(lì)磁繞組起過電壓保護(hù)作用2起動(dòng)控制回路中的R21選擇滿足高開通值外并應(yīng)滿足正常運(yùn)行時(shí)的熱穩(wěn)定要求工作原理在電機(jī)半壓起動(dòng)油

12、開關(guān)閉合后J1-2閉合此時(shí)WHK24閉合在未投勵(lì)時(shí)此時(shí)R21與R22并聯(lián)并聯(lián)后阻值較低R23/RW21回路可分得較高電壓因R21阻值較高R23/RW21分得電壓就低KP5就需在較高主橋電壓下開通改變R21R22阻值可獲彳#所需的KP5高低開通值4勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器由運(yùn)算放大器U302B組成的比例積分放大器和二極管限幅環(huán)節(jié)組成電流給定由電位器POT構(gòu)成電流反饋由ID輸入電流調(diào)節(jié)器的輸出值經(jīng)過電阻R235和R236分壓后送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D0804經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量輸入到微機(jī)去控制晶閘管的觸發(fā)角為了把電流限制在某個(gè)最大允許值電流調(diào)節(jié)器具有限流功能即電流截止功能調(diào)節(jié)電位器RW35可以調(diào)節(jié)限流值調(diào)節(jié)電位器RW37R334和C311可以改變電流調(diào)節(jié)環(huán)的比例積分參數(shù)調(diào)節(jié)環(huán)的輸出電壓與移相角之間存在著非線性關(guān)系為了使得操作人員調(diào)節(jié)方便使勵(lì)磁電壓或電流能夠線性跟蹤電位器的給定變化在單片機(jī)控制程序中設(shè)置了非線性校正環(huán)節(jié)5投全壓和投勵(lì)環(huán)節(jié)同步發(fā)電機(jī)在整個(gè)起動(dòng)過程中其轉(zhuǎn)子感應(yīng)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(yīng)交變電壓的頻率就越低電機(jī)剛起動(dòng)瞬間轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓頻率與定子回路頻率f1相同為50HZ而達(dá)