同步電動機講議

同步電動機講議第一頁，共十六頁，2022年，8月28日一、同步電機的分類按運行方式：同步電機可分為發(fā)電機、電動機、補償機。按結(jié)構(gòu)方式：同步電機可分為旋轉(zhuǎn)電樞式、旋轉(zhuǎn)磁極式。按磁極的的形狀：同步電機可為又分隱極式和凸極式兩種。

第二頁，共十六頁，2022年，8月28日第三頁，共十六頁，2022年，8月28日二、同步電動機起動方式1、輔助電動機起動方式。2、調(diào)頻起動方式。3、異步起動方式。

許多大、中型同步電動機在轉(zhuǎn)子表面裝有鼠籠轉(zhuǎn)子的短路繞組和勵磁繞組，起動時分兩個階段，當(dāng)定子繞組接入電網(wǎng)后，在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，并在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，相互作用后產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩，這是異步起動階段，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時，勵磁繞組中通入直流，定轉(zhuǎn)子相互作用，將轉(zhuǎn)子拉入同步轉(zhuǎn)速。異步電動機起動時，勵磁繞組不能開路，否則起動時產(chǎn)生高電壓，而勵磁繞組短路時，將產(chǎn)生很大的起動電流，因此勵磁繞組中常通過電阻短接，其阻值常為電動機勵磁繞組的5~10倍。第四頁，共十六頁，2022年，8月28日三、同步電動機的V形曲線

當(dāng)同步電動機的輸入有功功率恒定而調(diào)節(jié)勵磁電流時,也有三種勵磁狀態(tài),“正常勵磁”時,電動機沒有無功功率輸出，電動機定子電流全部轉(zhuǎn)化為有功電流，此時定電流最小?！斑^勵”時電動機從電網(wǎng)吸收容性無功（或發(fā)出感性無功）;“欠勵”時電動機從電網(wǎng)吸收感性無功（或發(fā)出容性無功）.也可以調(diào)節(jié)無功功率.調(diào)節(jié)勵磁電流可以調(diào)節(jié)同步電動機的無功功率和功率因數(shù),這是同步電動最可貴的特點。第五頁，共十六頁，2022年，8月28日四、同步電動機的啟動過程

依燒結(jié)主抽風(fēng)機電機為例進(jìn)行說明：當(dāng)滿足工藝要求時啟動電機，定子加三相10KV交流電源進(jìn)行降壓啟動，轉(zhuǎn)子上的鼠籠繞組和勵磁繞組中感應(yīng)出高頻交流電流，勵磁繞組通過滅磁電阻短接，電動機進(jìn)行異步方式啟動，LZK-3勵磁裝置檢測電動機的滑差，當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速達(dá)額定轉(zhuǎn)速的85%時，勵磁裝置發(fā)出投全壓命令，高壓星點柜合閘，當(dāng)勵磁裝置檢測滑差達(dá)到4%時，裝置按照“準(zhǔn)角強勵整步”的原則，將電機輕松、快速、平滑、無沖擊投入同步運行。當(dāng)同步電動機運行過程中，裝置檢測出失步故障時，電動機會再轉(zhuǎn)入異步運行，進(jìn)行再整步，當(dāng)無法拖入同步運行時，裝置后備保護(hù)環(huán)節(jié)動作于高壓柜分閘，電動機停止運行，本單位電動機按廠家要求當(dāng)失步時，不再進(jìn)行整頻，直接作用于跳閘。第六頁，共十六頁，2022年，8月28日五、滅磁啟動環(huán)節(jié)電機的異步驅(qū)動電路由可控硅KQ、二極管ZQ及RF組成。當(dāng)電機在起動或再整步暫態(tài)過程的異步驅(qū)動階段，主電路整流橋上的可控硅處于阻斷狀態(tài)，控制電路在轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓的正半波起始階段，使可控硅KQ及時導(dǎo)通；而在負(fù)半波時，通過ZQ；使轉(zhuǎn)子感應(yīng)交流電流的正、負(fù)半波都通過電阻RF流通，且正、負(fù)半波電流對稱，以保證電機具有良好的異步驅(qū)動特性。當(dāng)電機在起動及失步再整步的暫態(tài)過程中，KQJ常閉觸點閉合，保證起動時可控硅在轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓的正半波起始階段便導(dǎo)通；只有在滿足投勵條件時，KQJ方動作，在投勵后的正常運行過程中，KQJ繼電器一直吸合，使KQ可控硅僅在過電壓情況下，才能導(dǎo)通，正常運行過程中，不易誤導(dǎo)通，第七頁，共十六頁，2022年，8月28日六、投入勵磁環(huán)節(jié)3.1對電機滑差大小的檢測，是根據(jù)轉(zhuǎn)子回路內(nèi)測取的轉(zhuǎn)子電壓波形，經(jīng)采樣后取得UF，通過變換整形，變成方波，經(jīng)過光耦隔離，輸入電腦系統(tǒng)。裝置采用準(zhǔn)角強勵方式進(jìn)行滑差投勵，所謂準(zhǔn)角投勵，就是指電機轉(zhuǎn)速進(jìn)入臨界滑差亞同步時，按照電機投勵瞬間在轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生的磁場與定子繞組產(chǎn)生的磁場互相作用吸引力最大（定子磁場的N極與投勵后轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的S極相吸），在準(zhǔn)角時投入強勵，使吸引力加大，電機很容易進(jìn)入同步。NSSN3.2計時投勵:只是在工況有復(fù)雜干擾的情況下，給滑差投勵的頻率采樣造成困難時，把電機啟動的加速過程按時間來計算，一般優(yōu)先采用滑差投勵3.3空載時很快進(jìn)入亞同步控制器在一定時間內(nèi)沒有檢測到滑差，控制器認(rèn)為電機已經(jīng)進(jìn)入同步，自動投勵。第八頁，共十六頁，2022年，8月28日七、失步保護(hù)及失步后再整步

同步電機失步時轉(zhuǎn)子回路存在不衰減的交流電流波形，用串接在轉(zhuǎn)子勵磁回路的分流器采樣轉(zhuǎn)子回路交變電流信號，并根據(jù)采樣信號波形特征通過裝置進(jìn)行判斷電機，如電機此時失步，對同步電機的失步保護(hù)，立即動作于滅磁--異步驅(qū)動--帶載再整步，立即停發(fā)觸發(fā)脈沖，勵磁控制電器吸合，斷開勵磁主回路，待整流主橋可控硅關(guān)斷后，勵磁控制電器釋放，電機進(jìn)入異步驅(qū)動狀態(tài)。裝置中設(shè)有后備保護(hù)環(huán)節(jié)，存在如下情況時，動作于跳閘停機：再整步不成功；電機啟動后或失步后長時間不投勵；電機在投勵后拉不進(jìn)同步；電機啟動后長時間達(dá)不到臨界滑差。目前我們運行的電機當(dāng)失步時不再整步直接跳閘。第九頁，共十六頁，2022年，8月28日八、KQ可控硅誤導(dǎo)通檢測

為避免KQ可控硅因為電壓設(shè)定值太低或開通后關(guān)不斷，造成滅磁電阻RF長時間通電而過熱。裝置內(nèi)設(shè)有KQ誤導(dǎo)通檢測裝置，若KQ未導(dǎo)通，在KQ與RF回路，直流勵磁電壓全部降落在KQ上，在滅磁電阻RF二端無電壓，滅磁電阻RF處于冷態(tài)。一旦出現(xiàn)KQ導(dǎo)通后，直流電壓降落在滅磁電阻上，裝置內(nèi)繼電器RFJ線圈得電吸合，其接點信號通過變換、光隔輸入電腦系統(tǒng)，電腦接收到KQ導(dǎo)通信號（即RFJ接點信號）后，對于因過電壓引起的導(dǎo)通，電腦系統(tǒng)指令其過電壓消失后自動關(guān)斷；對因電壓設(shè)定值太低造成的KQ誤導(dǎo)通、或?qū)ê箨P(guān)不斷，電腦指令控制報警繼電器BXJ閉合，通過其接點接通PLC報警回路，發(fā)出聲光信號，裝置測取直流電壓波形，經(jīng)滅磁單元內(nèi)R7、R8、R9、R10、DZ1、DZ2回路變換成UF信號，輸入電腦系統(tǒng)，裝置判斷后報警。第十頁，共十六頁，2022年，8月28日九、LZK-3勵磁裝置端子說明：1、TYJ:允許投全壓繼電器，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)額定轉(zhuǎn)速的85%時此點閉合。2、KQJ：滅磁繼電器，電機啟動過程中KQJ不得電，當(dāng)滿足投勵條件時KQJ才動作，投勵后正常運行過程中一直保持吸合。3、LZJ：勵磁狀態(tài)繼電器，電機啟動結(jié)束進(jìn)入同步運行后LZJ繼電器動作閉合。4、LCJ:勵磁控制繼電器，當(dāng)不滿足投勵條件時也就是滑差大于4%或正常運行出現(xiàn)失步時LCJ得電，當(dāng)滑差小于4%滿足投勵條件時LCJ繼電器失電。5、SZJ：后備保護(hù)繼電器，運行過程中當(dāng)出現(xiàn)失步故障時，LCJ勵磁繼電器得電，控制PLC輸出KME分閘進(jìn)行失步再整步，如超過5S電機仍未進(jìn)入同步，SZJ得電動作信號于PLC驅(qū)動跳閘繼電器使主開關(guān)跳閘。6、BXJ：控制報警繼電器，當(dāng)出現(xiàn)KQ誤導(dǎo)通、失步、缺相時BXJ得電報警，同時裝置給出提示。第十一頁，共十六頁，2022年，8月28日十、PLC端子功能說明輸入端子：1、I1:SA打在運行位，QYJ投全壓的反饋信號。2、I2：LCJ勵磁控制繼電器，當(dāng)電運行時檢測到電機失步時，LCJ動作將失步信號送入PLC，PLC立即分?jǐn)郖ME進(jìn)行再整步。3、I3：失步后再整步如5S內(nèi)仍未同步，SZJ通過PLC驅(qū)動跳閘繼電器動作。4、I4:BXJ報警繼電器輸出。5、I5：整流回路熔斷器有一相熔斷時直接動作跳閘。6、I6：允許投全壓輸入。7、I7：降壓啟動輸入信號。8、I8：接觸器KME反饋信號。9、I9：控制電源監(jiān)控信號。10、I10：警鈴試驗按鈕。11、I11、開路時失步再整步，短路時直接跳閘。第十二頁，共十六頁，2022年，8月28日十、PLC端子功能說明輸出端子：1、Q1：KCP主機合閘位置繼電器。2、Q2:投勵控制中繼控制KME。3、Q3：TCJ勵磁故障跳閘中繼。4、Q4：故障時警鈴報警。5、Q5:故障時指示燈報警。6、Q6:控制星點柜閉合允許投全壓。7、Q7:勵磁故障信號輸出。第十三頁，共十六頁，2022年，8月28日十一、PLC邏輯關(guān)系介紹PLC采用西門子相對低檔的LOGO!230RC+DM8230RPLC編程軟件采用LOGOSOFT5.0

1DL閉合→JYJ中繼得電I7為1輸入降壓信號→LZK裝置檢測轉(zhuǎn)速達(dá)80%時TYJ得電I6輸入允許投全壓信→Q6輸出投全壓信號YQJ中繼得電→星點柜2DL閉合→投全壓反饋信號中繼QYJ得電I1為1,Q1輸出為1合閘位置繼電器KCP得電→滑差小于4%LCJ勵磁控制中繼失電滿足投勵條件→KKM投勵中繼得電→接觸器KME得電，同時5S內(nèi)反饋回信號即I8輸入為1.當(dāng)發(fā)生故障時：控制電源失電、電機失步、勵磁回路保險熔斷、KME無反饋信號直接作用于TCJ繼電器跳閘第十四頁，共十六頁，2022年，8月28日十二、LOGO顯示說明KMEON****

1DLONS****EMPLOYTCJKMEFAULTORNOPOWEREMPLOYTCJ1、2、3FUFAULT

表示由于故障已動作于跳閘繼電器,跳閘原因1:接觸器故障,輸出Q2送動作信號5秒,輸入信號I8沒有收到KME信號,接觸器故障跳閘后,保留10秒自動復(fù)歸.跳閘原因2:控制電源失電,輸入I9沒有接到FVU動作信號,控制電源失電信號,一直到故障消除后復(fù)歸.

由于故障動作于跳閘繼電器TCJ，跳閘原因:快熔熔斷,在輸入I5接收到快熔熔斷信號,快熔熔斷信號一直到故障消除后復(fù)歸.表示接觸器合的時間,下一行以分計時,接觸器合后的累計值,可認(rèn)為勵磁的工作時間,降壓啟動時間,不用降壓啟動顯示O第十五頁，共十六頁，2022年，8月28日十二、LOGO顯示說明EMPLOY