|
同步電動機(jī)新型勵磁裝置技術(shù)改進(jìn)
畢業(yè)論文網(wǎng) 2009/7/16
[摘 要] 能過對同步電動機(jī)頻繁損環(huán)的現(xiàn)象進(jìn)行分析可知，原因在于傳統(tǒng)的勵磁技術(shù)存在缺陷，論述了對同步電動機(jī)勵磁裝置的技術(shù)改進(jìn)。
[關(guān)鍵詞] 同步電動機(jī)、損環(huán)、勵磁、新技術(shù)。
一、前言
同步電動機(jī)廣泛應(yīng)用于石油、化工、煤炭、冶金、電力、水利、城市供水、供汽等諸多領(lǐng)域中，一方面它為工業(yè)企業(yè)提供源源不斷的動力; 另一方面它向電網(wǎng)發(fā)送無功功率，改善電網(wǎng)質(zhì)量。對同步電動機(jī)的控制，是通過調(diào)節(jié)其勵磁裝置來完成，而傳統(tǒng)的勵磁技術(shù)存在嚴(yán)懲缺陷，使同步電動機(jī)頻繁損壞，直接影響企業(yè)的生產(chǎn)，給企業(yè)帶來巨大的損失。隨著數(shù)字化控制技術(shù)和半導(dǎo)體可控硅整流技術(shù)的發(fā)展，新的勵磁技術(shù)不斷完善，淘汰及改造傳統(tǒng)勵磁裝置的任務(wù)尤為迫切，本文就同步電動機(jī)新的勵磁技術(shù)進(jìn)行粗淺的探討。
二、同步電動機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的故障及原因分析
經(jīng)常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象有: 1、定子鐵芯松動、運行中噪聲大; 2、定子繞組端部綁線崩斷，絕緣蹭壞，連接處開焊，導(dǎo)線在槽口處端點斷裂，引起短路; 3、轉(zhuǎn)子勵磁繞組接頭處產(chǎn)生裂紋、開焊，絕緣局部燒焦; 4、轉(zhuǎn)子線圈絕緣損傷，起動繞組籠條斷裂; 5、轉(zhuǎn)子磁板的燕尾楔松動、退出; 6、電刷滑環(huán)松動，風(fēng)葉斷裂等故障。
以上故障現(xiàn)象有的出現(xiàn)在存在于同步電動機(jī)僅運行2-3年內(nèi)，甚至半年內(nèi)。一般認(rèn)為是電動機(jī)制造質(zhì)量問題，但許多電機(jī)制造廠，雖對制造工藝中的關(guān)鍵部位加強措施，但沒有明顯效果，故障現(xiàn)象仍然屢屢發(fā)生。
通過對同步電動機(jī)及勵磁裝置運行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計分析，對電動機(jī)起動、投勵運行中的各種典型攝片，研究分析表明: 同步電動機(jī)出現(xiàn)上述故障，不是制造問題，而傳統(tǒng)勵磁技術(shù)存在缺陷。
三、傳統(tǒng)勵磁技術(shù)存在的缺陷
1、磁裝置起動回路及環(huán)節(jié)設(shè)計不合理
同步電動機(jī)勵磁裝置主回路中的主橋分為：全控橋式和半控橋式，下面分別以這兩種方式分析:
1.1半控橋式勵磁裝置: 由三只大功率晶閘管和三只大功率二極管組成，如圖1所示。電動機(jī)在起動過程中，存在滑差，在轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)將感應(yīng)交變電勢，其正半波通過ZQ形成回路，產(chǎn)生+if，其負(fù)半波則通過KQ、RF形成回路，產(chǎn)生- if，如圖2所示，由于回路不對稱，則形成的- if與+ if也不對稱，致使是子電流強烈脈動，波形如圖3所示。使電動機(jī)因此而強烈振動，直到起動結(jié)束才消失。
1.2全控橋式勵磁裝置: 由6只大功率晶閘管組成，如圖4所示。
在起動過程中，隨著滑差減小，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到50%以上時，勵磁感應(yīng)電流負(fù)半波的通路時通時斷，同樣形成+ if與- if電流不對稱，從而形成脈振轉(zhuǎn)矩，造成電動機(jī)強烈振動。 1.3投勵時“轉(zhuǎn)子位置角”不合理。無論是全控橋還是半控橋，電動機(jī)起動過程投勵時，都產(chǎn)生沉悶的沖擊，這種沖擊，同樣會造成電機(jī)損害，這是“轉(zhuǎn)子位置角”不合理所致。
以上所出現(xiàn)的脈振、投勵時的沖擊，并不一定一次性使電機(jī)損壞，但每次起動都會使電機(jī)產(chǎn)生疲勞，造成電機(jī)內(nèi)部損害，積而久之，必然造成電機(jī)內(nèi)部故障。
2、將GL型反時限繼電器兼做失步保護(hù)。
傳統(tǒng)勵磁裝置將GL型繼電器兼做失步保護(hù)，當(dāng)電機(jī)失步時，它不能動作（如帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載）或不及時動作（如帶往復(fù)式壓縮機(jī)類載），使電動機(jī)或勵磁裝置損壞。
2.1失勵失步: 是指同步電動機(jī)勵磁繞組失去直流勵磁或嚴(yán)重欠勵磁，使同步電動機(jī)失去靜態(tài)穩(wěn)定，滑出同步，此時丟轉(zhuǎn)不明顯，負(fù)載基本不變，定子電流過流不大，電機(jī)無異常聲音，GL型繼電器往往拒動或動作時限加長，且失勵失步值班人員不易發(fā)現(xiàn)，待電動機(jī)冒煙時，已失步較長時間，已造成電機(jī)或勵磁裝置損害。但不一定當(dāng)場損壞電機(jī)，而是造成電機(jī)內(nèi)部暗傷，經(jīng)常出現(xiàn)電機(jī)冒煙后，停機(jī)檢查又查不出毛病，電機(jī)還可再投入運行。
失勵失步往往造成: 起動繞組（阻尼條）過熱變形、開焊、甚至波及定子繞端部。在轉(zhuǎn)子回路還會產(chǎn)生高電壓，造成勵磁裝置主回路元件損壞，引起滅磁電阻發(fā)熱，嚴(yán)重時甚至造成整臺勵磁裝置損壞。
2.2帶勵失步: 周圍大負(fù)荷起動、相鄰母線短路等原因引起母線電壓大幅度波動; 或負(fù)載突增（如: 壓縮機(jī)弊壓、軋鋼機(jī)咬冷鋼）; 以上原因引起電動機(jī)短時間欠勵磁或失勵磁（如插接件接觸不良），引起失勵失步，又過渡到帶勵失步，或在起動過程中過早投勵等原因引起。
電動機(jī)帶勵失步，勵磁系統(tǒng)雖仍有直流勵磁，但勵磁電流及定子電流強烈脈振，脈振頻率隨電機(jī)滑差而變化。使電動機(jī)遭受強烈脈振，有時產(chǎn)生電氣共振和機(jī)械共振。定子電流脈振包絡(luò)線的高峰值一般為電機(jī)額定電流Ie幅值的2-3倍，但其低谷值小于Ie，甚至可能接近為零，使GL型繼電器“啟動”又馬上“返回”，如此反復(fù)，最終GL雖能動作，但長達(dá)幾十秒，（未完，下一頁）
|