案例二同步励磁课件

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1、案例二同步电动机晶闸管励磁系统一、同步电动机运行及启动概况1、同步电动机结构及基本类型转速：分类：分为发电机、电动机和补偿机三类结构：定子（电枢）――接电网转子（磁极）――直流励磁（由电刷、集电环引入）转子磁极表面上的鼠笼条用短路环连起来，用作异步起动，称为起动绕组2、同步电动机的启动异步启动（减压或全压）n≥0.95n0时投入励磁，牵入同步注意：起动过程中，在未加入直流时，励磁绕组既不能开路也不能短路。开路――励磁绕组上感应产生危险的高电压，击穿绝缘，损坏电机，还可能引起人身事故。短路――励磁绕组上由定子旋转磁场所感应的电势会产生很大的电流，从而产生一个制动转矩，影响启动转子感应电势E2S=

2、SE20，转差率S＝（n0-n）/n0。E2S的幅值和频率随转速升高而减小，n=n0时

3、E2S

4、＝0，f20＝0。措施――起动时，励磁绕组中串入一个附加电阻Rfd(称放电电阻)构成闭合回路，以防止产生高电压（灭磁）及限流；投入励磁时，再将电阻切除。放电电阻的阻值约为绕组本身电阻的10～12倍。二、励磁系统的组成及工作原理（一）系统组成由主电路、触发电路、移相给定电路（电压负反馈、逆变）、投励电路、投全压电路等环节组成。各环节作用：主电路：起动过程中晶闸管整流电路不工作，附加放电电阻由灭磁插件接通达到灭磁、限流作用；n≥0.95n0时晶闸管可控整流电路工作投入直流励磁，附加电阻被切除；停车时逆变

5、环节工作使晶闸管控制角后移变为逆变电路，将励磁绕组中的能量回馈电网，达到灭磁作用。触发电路：投励后在移相控制电压作用下产生触发脉冲，使晶闸管可控整流电路工作产生直流励磁移相给定电路（电压负反馈、逆变）：产生可调的给定电压以调节励磁强度，同时给定电压与电压负反馈信号及逆变信号进行比较后，产生移相控制电压送触发电路投励电路：对转速n进行检测，当n≥0.95n0时接通给定电路使触发电路工作投全压电路：同样对转速n进行检测，当转速达到设定值（可调节）时由减压起动切换到全压启动。（二）工作原理1、主电路（口试题之一：主电路工作原理并说明VT1～VT6的额定电压应如何确定）主电路在起动过程中晶闸管整流电路

6、不工作，附加放电电阻由灭磁插件接通达到灭磁、限流作用；n≥0.95n0时晶闸管可控整流电路工作投入直流励磁，附加电阻被切除；停车时逆变环节工作使晶闸管控制角后移变为逆变电路，将励磁绕组中的能量回馈电网，达到灭磁作用。（1）组成：可控整流与灭磁2部分1)灭磁――放电电阻Rfd2和Rfd1的总阻值为同步电动机转子励磁绕组直流电阻值的5～15倍，通常规定为10倍。此时，同步电动机启动过程中转子励磁绕组产生感应交流电压的最大峰值一般为同步电动机额定励磁电压的10倍左右。因而主电路中VT1～VT6晶闸管元件的正反向重复峰值电压必须大于上述最大峰值电压并留有一定安全余量。灭磁电路工作过程：转子感应交变电压

7、正半周（G1为正G2为负）经VT7、VT8和Rfd1、Rfd2灭磁，负半周经VD和Rfd1、Rfd2灭磁VT7、VT8以RP1、RP2上的分压而触发导通SB手动触发，做试验用投励时VT1～VT6工作，Ud较小使VT7、VT8不足以触发；且VT1、VT4导通时的压降通过灭磁线加到VT7、VT8上使其受反压而关断。因此投励后灭磁环节自动停止工作。2)固接励磁――三相全控桥启动时自动投励后得到触发脉冲而开始工作工作情况与一般带大电感负载的三相全控桥相同，但现在固接励磁，转子励磁绕组上还并接有放电电阻Rfd2、Rfd1和VD放电电路，这样就使转子绕组与一般大电感加电阻的负载有些差别。有一部分放电电流经

8、Rfd1、Rfd2和VD回路流通，使得VT1和VT6在负半周时要提前关断，（波形为图30-7(e)中负半波的削尖部分）。正负两半波面积不对称，正半波大于负半波，因此α=90°时，整流电压平均值仍为正，即Ud>0，一般要α=120°时，才有Ud=0。因此在同步电动机三相全控桥固接励磁时，晶闸管VT1～VT6的移相范围应是0～120°。3)主电路的保护：过电压保护――换相过电压、交流侧过电压保护、均压保护过电流保护――快速熔断器FUV1～FUV6（带微动开关触点K1～K6动作发出报警音响信号）2、触发电路（口试题之二：触发电路由哪几部分组成？请分析触发电路及其工作原理。）触发电路由同步电压、脉冲移

9、相与形成、脉冲放大与输出等三个环节组成各环节工作原理分析如下：（1）同步电压环节：（以1#触发板为例）由同步电源插件中的同步变压器二次侧+A相50V电源、VD4、R10及稳压二极管VS3、VS4组成。+A相50V电压经半波整流和稳压二极管稳压后形成梯形波，这个梯形波电压既作为触发电路的同步信号，也作为它的直流电源。（2）脉冲移相与形成环节它由晶体二极管V1、单结晶体管V2、电容C1、电位器RP4及