同步機勵磁

 一 TJ（W）L－D5型系列同步電動機全數字可控硅勵磁裝置

1概述
TJL－D5型系列同步電動機全數字可控硅勵磁裝置是XDE公司研制的第五代產品，裝置的核心部分采用德國西門子公司PLC和多功能變送器,用于同步電動機勵磁調節系統時，可依據同步電動機的有功功率或無功功率調勵磁電流，勵磁電流可構成有功補償閉環調節系統，輸出三相全控整流橋的脈沖列，直接觸發可控硅，與三相整流模塊構成勵磁系統，此勵磁系統具有：運行可靠、結構簡單、功能齊全、性能穩定、調試方便、維護簡單等優點。

2適用范圍
2.1勵磁裝置可用于鼓風機類、泵類、壓縮機、制氧機、磨機、粉碎機等拖動電動機勵磁系統；
2.2勵磁裝置與同步電動機主回路沒有電的直接聯系，因此適用于各種不同電壓等級和各種不同容量的同步電動機。

3引用標準
3.1 GB/T10233-1988《電氣傳動控制設備基本試驗方法》
3.2 GB/T12667-1990《中小型同步電機勵磁系統基本技術要求》
3.3 GB/T3797-1989 《電控設備，第二部分：裝有電子器件的電控設備》
3.4 GB/T3859.1-1993《半導體電力變流器》
3.5 JB/T3908-1999  《信號燈》
3.6 GB/T5048-1999 《防潮包裝》
3.7 GB6450-1996   《干式電力變壓器》
3.8 QB096-98     《TJL-D5型同步電動機全數字可控硅勵磁裝置產品技術條件》

4使用條件
4.1本裝置只允許安裝在室內；
4.2海拔高度不超過1000米；
4.3相對濕度不超過85%（205C）；
4.4環境溫度不超過+40C，最低溫度不得低于-5C；
4.5環境介質沒有爆炸性和可燃性氣體，沒有導電塵埃和破壞金屬及絕緣性能的腐蝕性體。

 

5型號及型譜
5.1型號：
TJ(W)L-D5/I-U-I：其中T:同步電動機；J：有刷,W:無刷；L：勵磁裝置；D：全數字控制；5：第5次設計；I：強勵倍數（I：1.2,II:1.4）；U：額定勵磁電壓；I：額定勵磁電流。

5.2型譜：

型號	額定電壓(伏)	額定電流(安)	強勵倍數	備注
TJ(W)L-D5/I-U-I	50,75,100,125,150，175，200	10,20,30,50,100	1.2	自然風冷
		150,200,250,300，350,400,450,500,600		強迫風冷
TJ(W)L-D5/II-U-I	50,75,100,125,150，175，200	10,20,30,50,100	1.4	自然風冷
		150,200,250,300，350,400,450,500,600		強迫風冷

 

6勵磁變壓器的選擇及勵磁裝置外形：
6.1 勵磁變壓器：
三相戶內安裝干式變壓器，380V5%UH，Y/-11；變壓器容量Sn=U2  I2 10-3[KVA]；        U2 =[V]取上限值，I2 =1.15 IfN[A]取上限值。
6.2外形及安裝尺寸
柜體：深寬高=8008002200毫米，全國電控行業聯合設計組，組織引進西門子公司加工設備加工制造，采用國際標準結構，前后開門，內外表面靜電噴涂。依據ZSSG1-0.6系列電氣傳動用三相干式整流變壓器型譜中的外形尺寸和重量，變壓器容量超過40KVA時，要裝在柜外。

 

 

7控制原理說明
7.1 電氣原理圖

 

7.2 裝置構成
全數字可控硅勵磁裝置，由操作邏輯控制、勵磁調節、勵磁變壓器、主回路整流橋、滅磁回路、反饋等六部分組成。改變反饋方式可構成不同的閉環調節方式，如恒勵磁電流、恒無功電流調節、恒功率因數調節。
7.3 調節器構成
7.3.1 TJL-D5-300型（勵磁電流小于300A）勵磁調節器主要元件：
功率部分包括：可控硅模塊SKKT162/16E（160A3個），放電模塊SKKH252/16E（1個250A）。
調節部分包括：西門子：S7-214-1BD20-0xB0（224CPU）1塊
                      S7-231-0KD20-0xA0 （模擬輸入模塊）1塊
                      S7-272-0AA20-0YA0（文本顯示器）1塊
              先導 ： MC1（接口板）1塊
                      MC2（脈沖放大板）1塊
7.3.2 TJL-D5-500型(勵磁電流大于300A)勵磁調節器主要元件：
率部分包括：可控硅組件（500A7個），二極管組件（1個500A）。
調節部分包括：西門子：S7-214-1BD20-0xB0（224CPU）1塊
                      S7-231-0KD20-0xA0 （模擬輸入模塊）1塊
                       S7-272-0AA20-0YA0（文本顯示器）1塊
              先導 ： MC1（接口板）1塊
                      MC2（脈沖放大板）1塊

 

 

7.4 主回路
7.4.1進線開關Q1
由廠用電供勵磁變壓器，經進線開關Q1供三相全控橋。開關選用帶分勵脫扣的自動開關，作為故障時的后備保護與檢修開關。
7.4.2進線變壓器
廠用電380V供電，變壓器原邊380V5%，短路阻抗4-6%，Y/-11。
7.4.3三相全控整流橋
電源經快熔至三相全控整流橋，帶有阻容吸收限制過電壓，可控硅控制脈沖來自調節器。
7.4.4滅磁回路
Rfd為滅磁電阻，G7為可控硅，V1為整流二極管，G7、V1組成反并聯放電開關，如同步電動機正常起動時，轉子勵磁繞組兩端感應出交流電壓，其電壓峰值達到控制模塊FD的整定值時，可控制G7導通，使同步電動機異步起動時轉子感應電流有通路，不會造成開路，當電動機轉速達到亞同步時，調節器發出投勵脈沖，則主回路可控硅導通滅磁回路自動關斷。如果正常停機和故障停機時，同步電動機轉子勵磁繞組兩端產生感應過電壓，其感應過電壓值達到控制模塊FD的整定值時，可控硅G7導通，通過放電電阻短路勵磁繞組，則不會產生過電壓。
7.5 保護
7.5.1主回路保護：
a.短路保護用空氣開關和快速熔斷器。
b.過勵磁保護：依據同步電動機勵磁繞組允許的強勵倍數，設定裝置輸出電流的上限。
c.欠電流保護：當同步電動機運行在額定工況下，勵磁電流由額定值降到30左右時，同步電動機進入不穩定區，為防止欠勵失步，欠勵電流不得低于額定勵磁電流30。
7.5.2勵磁回路過電壓：
  a.晶閘管換相過電壓，用R-C保護。
 b.裝置交流進線加R-C三角形保護操作過電壓；（如進線電壓150V以上加R-C三角形）。
7.5.3晶閘管整流器件過熱保護（散熱器溫度85C）。
7.5.4同步電動機異步起動過程中，轉子回路電子開關自動接入不大于610倍轉子電阻的起動電阻，以抑制轉子感應過電壓和改善起動轉矩。
7.5.5同步電動機起動過程中，過早投勵或起動完成后不投勵，裝置能自動聯鎖跳閘停機。
7.5.6為防止同步電動機定子繞組匝間短路造成二次故障范圍擴大，裝置逆變滅磁和線性電阻滅磁。
7.5.7失步保護是同步電動機和被驅動機械設備的重要保護，同步電動機失步過程是一個復雜的電磁震蕩和機械震動過程，對電機和驅動的機械設備破壞極為嚴重，因此要采取一切有效措施，防止電磁震蕩和機械震動，本裝置采用檢測功率因數的方向和大小和定子電流的大小判斷臨界失步狀態，立即跳閘停車，防止電磁震蕩和機械震動。

8技術特點
8.1本裝置針對有刷同步機勵磁系統設計，并采用西門子公司PLC和先進的多功能傳感器模塊，使結構簡單、性能可靠、設定靈活，具有全數字化的特點。
8.2采用標準人機接口，具有2行顯示運行狀態和數據，通過8個功能按鍵和5個設置按鍵實現參數設定、顯示、系統控制。
8.3本裝置采用PLC作為邏輯控制，具有控制的靈活性和較高的可靠性。
8.4主給定方式靈活：可按動功能鍵用電動電位計緩慢設定和參數快速設定。
8.5強勵時間可以設定。
8.6所有設定均為連續無級數字設定。
8.7具有自檢功能，可智能檢測器件的故障，如電源電壓、缺相、相序等故障，并自動閉鎖。
8.8具有事件記錄功能，保存最近發生的200個事件，可通過操作面板顯示每個事件發生的年月日時分秒。
8.9本勵磁裝置的失步保護采用監測同步電動機功率因數的方向和大小和定子電流的大小。
8.10失步邏輯再整步：檢測失步后，按邏輯方式和步驟重新投勵。
8.11本勵磁裝置設有空投試驗功能：自動區別空投和開機，無需做任何設置。
8.12本勵磁裝置具有自動滅磁功能。
8.13過勵保護設定：0200%額定勵磁電流。
8.14欠勵保護設定：0100%額定勵磁電流。
8.15自動強勵：自動檢測電網電壓，當低于強勵點時，自動強勵，長期低電壓強勵時可自動跳閘。
8.16控制方式：恒定勵磁電流；帶有功補償的恒功率因數調節；恒功率因數調節；恒無功調節。
8.17系統顯示：勵磁電流顯示；勵磁電壓顯示；機端電壓顯示；定子電流顯示；無功顯示；有功顯示；功率因數顯示；工作狀態顯示；其他顯示。
8.18文本顯示器具有中文菜單：由于西門子S7系列升級，本勵磁系統也跟著升級，新系統的操作界面更符合中國人習慣，具有中文菜單，每種操作都有中文提示說明，使得沒有說明書也可以進行參數設定，處理故障，縮短檢修時間。
8.19 運行參數存儲于EEPROM中。

 

 

 

9性能指標
9.1裝置保證在110額定輸出電流時長期連續運行。
9.2裝置與同步電動機轉子回路固定條件下，按滑差5順極性（順極性指的是投勵時勵磁電流與勵磁繞組感應電流的方向一致）投勵，并設有后備投勵環節。投勵失敗時，自動停機，并有顯示。
9.3恒功率因數調磁系統，在同步機的負載從空載至額定范圍內變動，其功率因數基本恒定。
9.4當電網電壓對稱下降到額定電壓80時，裝置可自動提供強勵電流1.21.4倍額定勵磁電流。
9.5強勵時間可在10s50s之間選擇，也可依據同步電動機勵磁繞組電流發熱溫度設定。
9.6當同步電動機因故造成失步時，裝置檢測功率因數的方向和大小和定子電流的大小判斷失步。
9.7同步電動機起動和停機時，自動滅磁。

 

10訂貨提示
10.1同步電動機全數字可控硅勵磁裝置的型號規格及臺數。
產品型號示例：同步電動機全壓或降壓起動恒流勵磁、額定輸出電壓75V、額定輸出電流200A、強勵倍數為1.4倍，其型號為TJL-D5/II-75－200型   3臺
10.2請提供同步電動機的有關參數，以便產品出廠時為您調整好最佳使用參數。
    a.同步電動機型號                c.起動時間
    b.容量                          d.額定勵磁電壓
    e.定子額定電壓：                h.額定勵磁電流：
    f.定子額定電流：                i.勵磁繞組75℃時電阻值
    g.定子電流互感器變比：
10.3同步電動機拖動負載：（壓縮機、鼓風機、球磨機等）。

 

 

 

二、XZL-P44(5)-2型同步電動機無刷勵磁旋轉整流裝置
1概述
    XZL-P44-2型系列產品是普通同步電動機無刷勵磁系統用的旋轉整流裝置,XZL-P45-2型系列產品是增安型同步電動機無刷勵磁系統專用的旋轉整流裝置。是無刷勵磁系統的核心，它具有：結構簡單、技術先進、運行可靠、性能穩定、體積小、重量輕、安裝簡單、調試方便，免維護。同時整體供貨為主機廠減少旋轉整流裝置的設計、加工，裝配的工作量。

2適用范圍
2.1本裝置適用于同步電動機無刷勵磁勵磁系統(包括增安型)；
2.2本裝置適用于額定轉速為1500r/min及以下的同步電動機無刷勵磁系統；

3標準
GB3836.1-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分：通用要求》 ；
GB3836.3-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第3部分：增安型“e” 》 ；
JB8973-1999《增安型無刷勵磁同步電動機技術條件》 ；
QB161-2002《XZL-P45-2型系列產品—增安型同步電動機無刷勵磁旋轉整流裝置產品技術條件》 ；
JB8974-1999《TAW系列增安型無刷勵磁同步電動機技術條件》。
QB113-2000《XZL-P44-2型系列同步電動機無刷勵磁旋轉整流裝置產品技術條件》 ；

4使用條件
4.1 海撥不超過1000米，超過1000米時降低容量使用；
4.2 工作環境溫度+5C ~ +40C，整流裝置溫升不超過+80K；
4.3 工作在具有IP54罩內。

5旋轉整流裝置型號
XZL-P44-2型:
XZL(旋轉整流器)；
P(平板式整流元件)；
4（旋轉整流裝置直徑：420mm）；
4（普通）；
2（額定轉速為1500r/min及以下任何轉速）。
XZL-P45-2型:
XZL(旋轉整流器)；
P(平板式整流元件)；
4（旋轉整流裝置直徑：420mm）；
5（增安型）；
2（額定轉速為1500r/min及以下任何轉速）。

 

 

 

 

6旋轉整流裝置基本參數
6.1原理圖線路圖；

 

 

 

6.2輸出電流為300A;
6.3輸出電壓為200V；
6.4旋轉整流元件500A/2000V；
6.5旋轉整流裝置最大外緣直徑：420mm；
6.6額定轉速為：1500r/min及以下任何轉速；
6.7旋轉整流裝置重量約60Kg；