同步电动机励磁控制装置
使用说明书
沈阳远大机电装备有限公司
二○○九年十一月十七日
一、概述
TDLC系列同步电动机全数字励磁装置是我公司自行研发的新一代产品，采用全数字控制，主要用于同步电动机励磁调节系统，可根据不同的负载选择不同的运行方式，具有运行可靠、技术先进、结构简单、功能齐全、性能稳定、调试方便、维护简单等优点。
二、型号说明
产品系列代码额定励磁电流
设计序号额定励磁电压
三、适用范围
本装置可作为拖动重载或轻载起动的同步电动机的直流励磁电源，与同步电动机单机配套，适用于各种气体压缩机、风机、球磨机等，也可适用于拖动冲击负荷（如轧钢负荷）的同步电动机励磁用。适用电机功率范围为200-20000KW。
四、使用环境
1、海拔高度不超过1500米，超过1500米时要降容使用；
2、周围空气介质温度-10℃ -- +45℃；
3、周围空气相对湿度不大于85% (20±5℃)；
4、无腐蚀性气体导电尘埃及易燃易爆场所；
5、无剧烈振动冲击，倾斜度不超过5°；
6、户内安装，安装地点有良好的通风。
五、性能特点
1、适用于380V—10KV电压等级的同步电动机，装置供电为三相四线制，可满足轻载或重载启动要求。
2、全数字控制模式，摒弃常规电位器整定及调节方法。无需调试即可运行。
3、启动无脉振，电机异步启动过程平稳、快捷，可满足电机降压或全压启动。
4、电机的投励采用滑差检测准角（反极性末尾）投励，投励的角度选择国际公认的电器分离角最小的位置；还设有定时后备投励环节，保证电机启动一次投励成功。
5、励磁装置能以恒流、恒功率因数及恒无功方式运行（后两种选配），能有效克服电网电压的波动及由于电机转子温升带来的电流变化，并且适应不同负荷要求自动调节励磁。
6、采用自有专利技术---整定灭磁，消除电机启动过程的脉振，增大牵入转矩，使电机启动平稳快捷。
7、具有过压、过流、失磁、失步及失步再整步等保护功能。
8、设有逆变环节，有效泄放电机转子的储能，保护电机和励磁装置免受损害。
9、测量自动重合闸信号，能够避免非同期冲击对电机造成的致命伤害。
10、强励功能，在电网电压下降时可提供1.4倍的强励电流。
11、具有和上位计算机通讯功能,通讯接口为RS232或者RS485。通讯协议为MODEL BUS。可以实现励磁柜功率因数COSφ，定子电流，励磁电压，电流的上传，实现远程调节励磁。（需要此功能的用户请在定货时说明，一般配置不包括此项功能）。
六、主要技术指标
1、输入要求：三相四线线制交流，380V±10%，50±1Hz。
2、功率因数在0.5-1范围内连续可调。
3、强励倍数最大为1.4倍，出厂设定值为1.2倍，时间为15秒。
4、励磁电流调节从0-600A连续可调。
5、电网电压波动在80%到110%范围内，恒流励磁调节偏差不大于±5%。
6、当控制电压偏差不超过+10%至-15%时，控制器能正常可靠工作。
7、滑差投励：按转子滑差5%顺极性投励。
8、后备投励：投时时间0-30秒可设定。
9、滑差投全压：按到达同步速的90%自动投全压。
10、延时投全压：延时投全压时间0-30秒可设定。
11、停机逆变：5秒内以最大逆变电压快速灭磁。
七、系统工作原理
同步电动机的定子合上电源,降压或全压起动后,进入异步运行状态，励磁绕组通过灭磁环节自行灭磁,在此期间,触发电路脉冲被封锁,整流桥不工作。当转速上升到一定值时,通过投全压环节,电动机全压起动,当电动机的转速达到亚同步速时,触发电路开启,输出脉冲送至晶闸管控制极,全控桥输出直流电压,施加于电动机的励磁绕组两端,同步电动机被牵入同步运行,起动完毕。
改变励磁给定值,可使电动机在要求的功率因数下运行。
当电网电压下降到 80% 以下时,通过欠电压继电器元件的作用,给出强励磁信号,并与励磁给定值迭加,使电动机励磁电流(或电压)上升。一旦电压恢复,强励切除,系统又恢复到原来的稳定状态。
电动机定子回路断电后,由于延迟电路的作用,使触发电路延时封锁脉冲。在此延迟时间内,三相全控桥进入逆变状态,使贮藏于励磁绕组中的能量回馈电网,保证硅元件不受过电压影响。
由于某因素造成同步电动机失步运行。一旦失步,电动机定子回路功率因数会大幅度下降,失步保护电路经延时后,给出失步跳闸信号,延时跳闸可避免误动作,增加了系统运行的可靠性。
八、安装调试及操作说明
1、关闭控制电源开关，转换开关打至“零”位。
2、闭合励磁柜内总电源空气开关，此时盘面“交流电源指示”灯亮，表示励磁柜主变压器已带电；微机控制器上“运行”灯会有规律的闪烁，半秒亮、半秒灭，表示微机内部程序自检正常，微机具有自诊断功能，如果内部有问题就会停止闪烁。
3、打开控制电源开关，盘面“控制电源指示灯”亮，表示励磁柜内部二次回路带电准备就绪。
4、将转换开关打至“调试”，交流接触器KM（见原理图）吸合，风机起动，盘面“风机起动指示”灯亮，延时若干秒后定时投励（时间在25秒内可任意设
定），微机控制器上“投励”灯亮表示已投励；“+A”、“+B”、“+C”、“-A”、“-B”、“-C”灯亮，表示输出六个脉冲。
5、投励后，可根据电机的参数按“上升”或“下降”键调节“励磁电压”（或“励磁电流”）值；若同时按“快速”键即是快速上升或快速下降。在升高励磁电压时，若出现灭磁，应考虑灭磁整定是否太低。
6、将转换开关打至“零”位，微机停止投励，根据需要可设定逆变，微机可自动记忆整个桥路的导通角，以保证开车时可以输出恒定的励磁电压和电流值。
7、灭磁实验：在正常输出状态下，按下“灭磁检测”按钮，此时励磁电压表指针回零，说明灭磁系统正常；若电压表指针不回零，说明灭磁系统有故障，必须检查排除故障，直至灭磁系统正常，方可将转换开关打至“允许”位置。
8、将转换开关打至“允许”位置，等待主机运行。当高压开关柜送来开车信号时，盘面上“主机运行指示”灯亮，风机起动，当电动机转子转动的转差达到5﹪时，顺极性投入励磁，若滑差投励失败，定时投励作为后备，依然可以控制励磁装置转入正常励磁电压。
9、电机投励前异步起动阶段为零电压灭磁状态；投励后为过压灭磁状态。当现场停车时，微机将按照停车前所使用的数据自动记忆，并可掉电保存。
九、微机控制器参数说明
1、显示功能
⑴、运行灯：微机上电后，内部程序会进行自诊断，如果外围电路和微机自身没有问题，运行灯会有规律的闪烁，半秒亮、半秒灭，如果内部有问题会显示一种混乱状态。
⑵、投励指示灯：投励指示灯指示投励状态，只要有触发脉冲，它就一直亮，逆变状态维持5秒，依然指示。
⑶、保护指示灯：此指示灯指示跳闸保护动作，输出保护状态时亮，停车不关，只有通过参数设定清除才能被复位，以方便事故分析，追忆事故状态。
⑷、脉冲指示灯：+A、+B、+C、-A、-B、-C分别指示脉冲的输出状态，脉冲指示应稳定不闪烁，方便有关人员观察，监视控制机运行效果。
⑸、汉字显示窗口：显示窗口由四行汉字组成，每行最多显示8个汉字。
⑹、上电显示页面：微机上电后进入上电页面，页面维持3秒钟后，自动切换到运行页面。 上电页面：
⑺、运行页面： 运行页面：
励磁I ：代表励磁电流，控制器运行中在不停的采集励磁电流，每0.5秒，页面上显示的励磁电流刷新一次。
Φ：代表功率因数，在恒功率因数调节时，控制器会象显示励磁电流一样显示功率因数。
移相：显示的是触发脉冲的移相角度，在逆变或者调节时，
控制器会自动显示移相的角度。
S ：本次开车投励时间。 2、可修改的参数 参数修改页面：
在参数修改页面下可以修改参数，页面显示格式如上图，具体可以修改的参数如下：
⑴、三相平衡度：用于调节三相平衡度，出厂时已调节完成，用户不得修改。 ⑵、逆变状态：逆变状态显示的是，控制器有无逆变，逆变角度的大小。对于半控桥，由于没有逆变，停车时不显示逆变状态，全控桥停车时显示对应的逆变角度。
⑶、电机滑差设定。
⑷、跳闸复位：控制器在电机运行中如果检测到失步或失磁信号，控制器就会发出跳闸信号，产生保护动作，为了方便跳闸后事故追忆，必须由人为设定才能清除跳闸状态，否则跳闸状态一直保持。
⑸、定时投励：定时投励是滑差投励的有效补充。
⑹、强励设定。
⑺、投全压时间：有降压启动的电机，使用此项参数，和投励一样，投全压也是滑差优先。
⑻、闭环设定：为了克服电网电压波动、转子温升、快熔可控硅损坏引起的励磁电流波动，使用此项参数以恒定励磁电流，使电机稳定运行。0，开环应用1，代表恒励磁电流。2，代表恒功率因数。
共以上8个参数供用户修改。
3、微机操作
⑴、按键定义：上升键、下降键分别与快速键相配合，可以实现励磁电流的设定。按住上升键，励磁电流就会缓慢上升，运行页面会显示调节后的移相角，停止调节，微机内部会对调节进行记忆，下次开车，保证无误。同时按下上升和快慢按键可实现电流的快速调节，运行页面也会显示相应变化后的移相角。
同样，电流下降调节时，按住下降按键，可以看到电流缓慢下降，运行页面会显示改变后的移相角；同时按住下降键和快慢键可实现电流的快速下降调节，运行页面显示相应的移相角。
▼为了介绍方便把它叫做上下键，?此键叫左右键，还有置数键，这三个键配合用来修改参数，所有被修改的参数，都会在相应的修改页面显示，同时会得到记忆。
⑵、参数的浏览：参数浏览在任何状态下都可以进行，按下置数键，显示页面从运行页面切换到参数设定页面。
页面第1行显示（参数设定）。
第2行显示代表的参数，同时第2行参数的末尾显示一个向下的↓图标。
第3行显示的是第2行参数的内容。
此时按上下键可以从投励时间到强励设定循环显示、浏览不同参数内的设置值。浏览完毕按下置数键，页面自动切换到运行页面，操作完毕。
4、参数的修改
修改参数只能在没有投励的状态下进行，电机运行中不许修改参数，只能浏览！参数修改时按下置数键，显示窗切换到参数设定页面。用上下键选择要修改的选项，按左右键，显示光标的↓会从第2行移动到第3行。同时符号↓会变成↑。此时按上下键，可以改变要设置的内容，修改完毕，按置数键结束修改。
下面是各参数可以设置的内容：
⑴、平衡度调节：可以在0—80之间调节，出厂已经调节完成(设定值为±
0.1%)，建议用户不要修改此项参数。
⑵、逆变状态，在0、1、3之间变化，0代表半控桥或合成电炉调压器——不逆变，1代表励磁变压器接法为Y/Δ或Δ/Y，3代表变压器接法为Δ/Δ或Y/Y。
⑶、滑差：此项参数在0—10之间设定。一般使用10或者9。出厂已经设定完毕，没有特殊情况用户不要随意设定。
⑷、跳闸复位，在0、1之间选择，0表示不复位，1代表复位。（由于跳闸复位有独立的操作页面，后面单独介绍）。
⑸、定时投励时间，在1—50之间可以调节，每变化一个数，投励时间变化
0.5秒。1代表0.5秒，50代表25秒，如果时间要求超长，请在定货时提前声明。
⑹、强励值和功率因数设定：该项1表示可修改强励值。设定值改1时，投励调节励磁电流，使其达到强励时的输出值，停止投励，再将本项参数为0，所调值即为设定强励值。该项2表示可修改功率因数，3表示设定功率因数上限，4表示设定功率因数下限。
⑺、投全压时间，在0—50之间可以随意设定，每个数代表0.5秒，全压时间的设定可根据电网容量，变压器容量，电机大小，拖动负荷状况，灵活设定，切记它应该小于定时投励时间。
⑻、闭环设定，在0、1，2之间调节，0代表开环运行，1代表恒励磁电流闭环运行，2代表恒功率因数运行。
掌握了以上参数的修正、浏览，就完成了对控制机的操作。
在控制器内部设置了失磁保护和失步保护，当发生保护时，控制器会自动切换到相应的页面。为方便事故追忆，保护跳闸后，微机的输出继电器不能自动复位，跳闸画面也会保留。解除的办法是进入参数修改，保护复归状态，把参数从0设置为1，保护继电器复位，同时显示画面自动恢复到运行画面。
由于保护复归被设定为1，所以失磁保护和失步保护功能被屏蔽。为了让保护继续发挥作用，请使用参数修改的办法，把保护复归设定为0。让保护发挥作用。
下图表示了参数显示和各画面互相切换的过程。
十、用户配线表
十一、订货、包装运输和存放
1、订货时请指明下列各项：
⑴、配套电机型号、容量、额定励磁电压、电流值，75度时励磁线圈的直流电
阻值。
⑵、励磁柜和电动机之间的安装距离。
⑶、对励磁柜控制方式及通讯的要求。
⑷、现场所在地的海抜高度。
⑸、如果是出口产品，请注明该地区的电网电压和频率。
⑹、其它具体要求。
2、装置包装前用塑料罩罩好，然后封闭包装，不倒置，不倾斜，箱内铺设防潮衬垫。运输时避免受到剧烈振动。
3、产品不得曝晒雨淋，应放在空气流通，周围介质温度不高于+40度、不低于-30度和相对湿度不高于85﹪无腐蚀性气体在仓库中。
外形尺寸：807×807×2260
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发电机原理及构造——发电机的励磁系统 众所周知，同步发电机要用直流电流励磁。在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。直流励磁机是一种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。其多相闭合电枢绕组切割定子磁场产生了多相交流电，由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作用，在电刷上获得了直流电，再通过另一套电刷，滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转子，励磁绕组去励磁，因此直流励磁机的换向器原则上是一个整流器，显然可以用一组硅二节管取代，而功率半导体器件的发展提供了这个条件。将半导体元件与发电机的轴固结在一起转动，则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利用二极管换成直流电流。直流送给转子励磁、绕组励磁。这就是无刷系统。 下面我们以典型的几种不同发电机励磁系统，介绍它的工作原理。 一、相复励励磁原理 左图为常用的电抗移相相复励励磁系统线路图。由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、和电流互感器LH提供的电压几何叠加，经过桥式整流器ZL整流，供给发电机励磁绕组。负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流，进行电流补偿，由线形电抗器DK 移相进行相位补偿。 二、三次谐波原理 左图为三次谐波原理图，对一般发电机来源，我们需要的是工频正弦波，称为基波，比基波高的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量最大，在谐波发电机定子槽中，安放有主绕组和谐波励磁绕组（s1、s2），而这个绕组之间没有电的联系。谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来，经过ZL桥式整流器整流，送到主发电机转子绕组LE中进行励磁。 三、可控硅直接励磁原理 由左图可以看出，可控硅直接励磁是采用可控硅整流器直接将发电机输出的任一相一部分能量，经整流后送入励磁绕组去的励磁方式，它是由自动电压调节器（A VR），控制可控硅的导通角来调节励磁电流大小而维持发电机端电压的稳定。 四、无刷励磁原理 无刷励磁主要用于西门子、斯坦福、利莱等无刷发电机。它是利用交流励磁机，其定子上的剩磁或永久磁铁（带永磁机）建立电压，该交流电压经旋转整流起整流后，送入主发电机的励磁绕组，使发电机建压。自动电压调节器（A VR）能根据输出电压的微小偏差迅速地减小或增加励磁电流，维持发电机的所设定电压近似不变。 中小型三相同步发电机的技术发展概况 一．概述 中小型同步发电机是中小型电机的主要产品之一，广泛应用于小型水电站、船舶电站、移动电站、固定电站、应急备用电站、正弦波试验电源、变频电源、计算机电源及新能源――风力发电、地热发电、潮汐发电、余热发电等。它对边（疆）老（区）贫（穷）地区实现电气化，提高该地区经济发展水平和人民的生活水平有着重要的作用，中小型发电机在船舶、现代电气化火车内燃机车等运输设备中也是一个关键设备。移动电站对国防设施、工程建设、海上石油平台、陆上电驱动石油钻机、野外勘探等也是不可缺少的关键装备之一。应急备用电站在突发事件中的防灾、救护保障人民的生命和财产的安全有着不可替代的作用。开发绿色能源、可再生能源、减少大气二氧化碳的含量，小水电、风力发电、地热发电和余热发电是重要的组成部分。 我国小型同步发电机的第一代产品是1956年电工局在上海组织的统一设计并于1957年完成的TSN、TSWN系列农用水轮发电机。第二代产品是在进行了大量试验研究和调查研究的基础上于1965年开始的T2系列小型三相同步发电机统一设计，该水平达到六十年代国际先进水平，为B级绝缘的有刷三相同步发电机。在这段时间还开发了ST系列有刷单相同
一、名词解释 1．励磁系统 答：与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。 2．发电机外特性 答：同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。 3．励磁方式 答：供给同步发电机励磁电源的方式。 4．无刷励磁系统 答：励磁系统的整流器为旋转工作状态，取消了转子滑环后，无滑动接触元件的励磁系统。 5．励磁调节方式 答：调节同步发电机励磁电流的方式。 6．自并励励磁方式 答：励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。 7．励磁调节器的静态工作特性 答：励磁调节器输出的励磁电流（电压）与发电机端电压之间的关系特性。 8.发电机调节特性 答：发电机在不同电压值时，发电机励磁电流IE与无功负荷的关系特性。 9．调差系数 答：表示无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压的相对变化。 10．正调差特性 答：发电机外特性下倾，当无功电流增大时，发电机的端电压随之降低的外特性。11．负调差特性 答：发电机外特性上翘，当无功电流增大时，发电机的端电压随之升高的外特性。12．无差特性 答：发电机外特性呈水平．当无功电流增大时，发电机的端电压不随之变化的外特性。
13．强励 答：电力系统短路故障母线电压降低时，为提高电力系统的稳定性，迅速将发电机励磁增加到最大值。 二、单项选择题 1．对单独运行的同步发电机，励磁调节的作用是( A ) A．保持机端电压恒定； B．调节发电机发出的无功功率； C．保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率； D．调节发电机发出的有功电流。 2．对与系统并联运行的同步发电机，励磁调节的作用是( B ) A．保持机端电压恒定； B．调节发电机发出的无功功率； C．调节机端电压和发电机发出的无功功率； D．调节发电机发出的有功电流。 3．当同步发电机与无穷大系统并列运行时，若保持发电机输出的有功 PG = EGUG sinδ为常数，则调节励磁电流时，有( B )等于常数。 X d A．U G sinδ； B．E Gsinδ； C．1 X d ?sinδ； D．sinδ。 4．同步发电机励磁自动调节的作用不包括( C )。 A．电力系统正常运行时，维持发电机或系统的某点电压水平； B．合理分配机组间的无功负荷； C．合理分配机组间的有功负荷； D．提高系统的动态稳定。 5．并列运行的发电机装上自动励磁调节器后，能稳定分配机组间的( A )。A．无功负荷；
第一章概述 随着发电机容量及电网的不断增大, 电力系统及发电机组要求励磁系统有 更好控制调节性能, 更多和更灵活的控制、限制、报警等附加功能。为满足上述要求, 微机控制的数字式励磁调节器应运而生。微机励磁调节器的广泛应用，极大地提高了电厂生产的安全可靠性和经济效益。广大中小型机组用户也迫切需要一种价格便宜，性能优良，结构简单，易掌握，可靠性高的励磁调节器。为此, 广州电器科学研究院继开发LTW6000工控机型励磁调节器，DLT6000PLC 型励磁调节器后，又研制出采用单片计算机控制、监控的新型多功能励磁调节器—DLT4000 型励磁调节器，适用于小型机组用户，全面取代分立元件及集成电路型调节器，具有优良的性能价格比。 本手册主要介绍DLT4000型励磁调节器的特点、性能、工作原理及软、硬件结构。 §1—1 适用范围 一、用途 DLT4000 型励磁调节器可用于不同容量机组、不同励磁方式的励磁调节。——适用于从几百千瓦到一万千瓦不同类型同步发电机的励磁系统，包括：汽轮发电机组 水轮发电机组 燃汽轮机组 ——适用于以下各种励磁方式： 自并激励磁系统 它励式静止励磁系统 直流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统 无刷励磁系统 二、使用环境 1、海拔高度不超过2000米。 2、周围空气温度最高+40℃, 最低-10℃。 3、空气相对湿度, 最湿月的月平均最大相对湿度为90%, 同时该月的月平均最低温度为+25℃。
4、无爆炸危险及干净的环境中。空气中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃，以及在无较大振动或颠簸的地方。 5、特殊要求由用户与我方协商确定。 §1—2 主要特点 1、功能强大，应用范围广。 DLT4000型励磁调节器具备励磁标准所要求的全部功能，各项性能指标均达到或优于标准要求。它可应用于不同励磁方式下的励磁系统，适用于各种容量的发电机组。 2、充分发挥单片计算机的软件功能，附加功能由软件实现，使硬件电路大大简化。 3、采用高集成度的移相触发模块。 高集成度的移相触发模块克服了以往由分立元件组成的移相触发电路繁琐、维护困难、可靠性差的缺陷，并扩充了许多的辅助功能。 4、精简的硬件结构。 DLT4000型励磁调节器硬件为单板式结构，核心部件为一块229×165mm2的电子线路板，硬件相当简练。 5、独特的外部总线结构。 图1—1 独特的外部总线结构 外部总线是我所专门为双通道励磁调节器开发设计的一套总线结构，它使励磁系统接线从复杂、无序变为简单、有序。LTW6000型、DLT6000型及DLT4000型励磁调节器在外部总线级兼容，使调节器具有灵活的组态及互换性。 6、全新的故障检测方式。 在DLT4000型励磁调节器中，专门配置了一块单片机用于调节器的电源故障、脉冲故障、软硬件故障的检测和通道间的自动切换。彻底摈弃故障自我诊断方式，从根本上防止了漏发、误发故障信号，充分保证了故障时通道间的顺利切
同步电动机的起动 1.同步电机的基本原理 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。 图1.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。 转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场（也称主磁场、转子磁场）气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。 除了转场式同步电机外，还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分 布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。图中用AX BY CZ三个在空间错开120分布的线圈代表三相对称交流绕组。 —OO + ―-定子铁心』2—转子* 3—滑环F 4—电刷"5—磁力线 图1.1同步电机结构模型 1.1工作原理 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主
磁场。 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。 切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。感应电势有效值：每相感应电势的有效值为E o =4.44fN 感应电势频率：感应电势的频率决定于同步电机的转速n和极对数p，即 f=p n/60 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。 1.2同步转速 同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz，故有： n=60f/p=3000/p 要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min ，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。 1.3运行方式 同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。 分析表明，同步电机运行于哪一种状态，主要取决于定子合成磁场与转子主极磁场之间
同步电动机的工作原理 同步电动机 转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机。其转子转速n 与磁极对数p、电源频率f之间满足n=f/p。转速n决定于电源频率f，故电源频率一定时，转速不变，且与负载无关。具有运行稳定性高和过载能力大等特点。常用于多机同步传动系统、精密调速稳速系统和大型设备(如轧钢机)等。 同步电动机是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机。正由于这样，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。为此，在很多时候，同步电动机是用以改进供电系统的功率因数的。 同步电动机在结构上大致有两种： 1、转子用直流电进行励磁。它的转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。 由于这种同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在转子的周围，结构与异步电动机相似。 当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁
场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。 2、转子不需要励磁的同步电机 转子不励磁的同步电动机能够运用于单相电源上，也能运用于多相电源上。这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。鼠笼绕组是用来产生启动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到它应有的速度时，鼠笼绕组就失去了作用，维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极，使之同步 同步电动机的起动方法： 同步电动机只有在定子旋转磁场与转子励磁磁场相对静止时，才能得到平均电磁转矩。如将静止的同步电动机励磁后直接投入电网，这时定子旋转磁场与转子磁场间以同步转速n1作相对运动，转子受到交变的脉动转矩，其平均值为零，电机不能起动。所以必须借助其他方式来起动。
励磁柜 介绍一些同步电动机励磁柜的基本知识，希望大家能了解并多交流一下同步电动机励磁柜的基本知识。 一.KJLF11 具有以下特点： 1.转子励磁采用三相全控整流固接励磁线路； 2.与同步电动机定子回路没有直接的电气联系；3.实现了按同步电动机转子滑差，顺极性自动投励。按到达亚同步转速（95%）时投入励磁，使同步电动机拖入同步运行； 4.具有电压负反馈自动保持恒定励磁； 5.起动与停车时自动灭磁，并在同步电动机异步运行时具有灭磁保护； 6.可以手动调节励磁电流，电压进行功率因数调整，整流电压可以从额定值的10%至125%连续调节；7.交流输入电源与同步电动机定子回路来自同一段母线；8.同步电动机正常停车5 秒钟之内，本设备整流电路和触发电路的同步电源不容许断电；9.灭磁电阻RFD1 和RFD2 的阻值为所配的转子励磁绕组直流电阻的 5 倍，其长期容许电流为同步电动机额定励磁电流的15%；10.当同步机矢步运行时，可以发出矢步信号，用于报警或跳闸；11.输入电源为380V. 二.保护电路：（1）.过压保护：1.同步电动机异步运行时，转子感应过电压由灭磁环节将放电电阻RFD1-2 接入，消除开路过电压。 2.主电路可控硅元件的换向过电压由并接于元件两端的阻容电路吸收。（RC4-9) 3.整流变压器一次侧分，合闸引起的操作过电压由RC1-3 组成的阻容吸收装置来抑制。4.为使同相两桥臂上可控硅元件合理的分担自直流侧的过电压，设置了R10-15 均压电阻来保护。（2）过电流保护： 1.与可控硅串联的快速熔断器是作为直流侧短路保护用，快熔熔断时，保护环节可发出声响报警信号，跳开同步电动机定子侧电源开关，切断励磁。 2.短路电流发生在整流变压器二次侧时，其一次侧空气开关脱扣器顺动，切断电源。 3.直流侧过负荷时，空气开关脱扣器或热继电器动作。但整定值应保证强励磁30 秒内不动作。 三. 励磁线路各环节的工作电压均由同步电源变压器供给，其工作原理如下：同步电动机起动过程中，灭磁环节工作，使转子感应交变电流两半波都通过放电电阻，保证电机的正常起动。起动过程中，整流电路可控硅处于阻断状态，当电
发电机的自动励磁调节装置及调节形式 姓名： 摘要 Xxx年x月x日至x月x日，学校为我们组织了为期x天的电厂实习，地点是xxxxxxxxxxxx。在实习期间，我们参观了电厂的每个部分，就比如：xxxxxxxxxxxxx,在这段期间我通过参观和向带队师傅的学习，认识了很多的生产设备，零件和工具，更加懂得了电厂的生产流程。在那么多的学习中我选择了发电机的自动励磁调节装置及调节形式来写报告。 1自动励磁调节装置 发电机励磁的原理：利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理. 自动励磁调节装置的工作原理：自动励磁装置根据发电机电压，负荷电流的变化，相应改变可控硅整流回路的可控硅导通角，使整流桥送入的电流发生变化。为取得励磁调节的快速性主励磁机一般采用100---200Hz中频交流同步发电机，副励磁机采用400---500Hz中频发电机。副励的励磁可用永磁机或自励恒压式。自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比较，然后将比较结果（偏差）经前置放大单元和功率放大单元放大，并用于控制可控硅的导通角，以达到调节发电机励磁电流的目的。同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元。励磁系统稳定单元用于改善励磁系统的稳定性。限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元，一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。 自动励磁调节装置的作用：（１）电力系统正常运行时，能自动调节励磁装置，维持发电机或系统某点（如高压母线）电压水平。大大提高电压调节质量以及减轻运行人员的劳动强度。自动励磁调节装置的作用。（２）当电力系统由多台发电机并列运行时，通过励磁系统的自动调节可以稳定、合理地分配机组间的无功功率。（３）提高电力系统运行的稳定性及输电线路的传输功率。（4）提高带时限继电保护动作的灵敏度：因为电力系统内部短路时，电流有时可能大，且随时间而衰减，这样带时限继电保护装置的灵敏度就很难满足要求。而自动励磁调节装置能在发生短路故障时，强行励磁，使短路电流大为增加，提高保护动作的灵敏性。（5）短路故障切除后，加速系统电压的恢复。改善电动机的自启动条件。（6）改善并联运行同步发电机在失去励磁而转入异步运行或发电机进行自同期并列的工作条件。 对自动调节励磁装置的要求：（1）励磁系统应能保证发电机各种状态下所要求的励磁容量并适当留有裕度。（2）应具有足够大的强励顶值电压倍数及电压上升速度。（3）根据运行需要，应有足够的电压调节范围，装置的电压调差率应能随系统要求而改变。
同步电动机经常出现的故障及原因分析 经常发现的故障现象有:①定子铁芯松动，运行中噪声大。②定子绕阻端部绑线崩断，绝缘蹭坏，连接处开焊，导线在槽口处端点断裂引起短路。③转子励磁绕组接头处产生裂纹、开焊绝缘局部烧焦。④转子线圈绝缘损伤，起动绕组笼条断裂。⑤转子磁极的燕尾楔松动、退出。⑥电刷滑环松动，风叶断裂等故障。 以上故障现象有的出现在同步电动机仅运行2—3年内，甚至半年内。一般认为是电动机制造质量问题。但许多电机制造厂，虽对制造工艺中的关键部位加强措施，但没有明显效果，故障现象仍然屡屡发生。 通过对同步电动机及励磁装置运行数据进行数理统计分析，对电动机起动，投励运行中的各种典型状态波形摄片，研究分析表明，同步电动机出现上述故障，不是制造问题，而是传统励磁技术存在缺陷。 2 传统励磁技术存在的缺陷 2.1 励磁装置起动回路及环节设计不合理 同步电动机励磁装置主回路中的主桥分为:全控桥式和半控桥式，下面分别以这两种方式分析。 ①半控桥式励磁装置:由三只大功率晶闸管和一只大功率二极管组成，如图1所示。电动机在起动过程中，存在滑差，在转子线圈内将感应-交变电势，其正半波通过ZQ形成回路，产生+if，其负半波则通过KQ，RF形成回路，产生-if，如图2所示，由于回路不对称，则形成的-if与+if也不对称，致使定子电流强烈脉动，波形如图3所示。使电动机因此而强烈振动，直到起动结束才消失。 ②全控桥工励磁装置:由6只大功率晶闸管组成，如图4所示。
在起动过程中，随着滑差减小，当转速达到50%以上时，励磁感应电流负半波通路时通时断，同样形成+if与-if电流不对称从而形成脉振转矩，造成电动机强烈振动。 ③投励时“转子位置角”不合理。无论是全控桥还是半控桥，电动机起动过程投励时，都产生 沉闷的冲击，这种冲击，同样会造成电机损害，这是“转子位置角”不合理所致。 以上所出现的脉振、投励时的冲击，并不一定一次性使电机损坏，但每次起动都会使电机产生疲劳，造成电机内部损害，积而久之，必然造成电机内部故障。 2.2 将GL型反时限继电器兼做失步保护 传流动磁装置将GL型继电器兼做失步保护，当电机失步时，它不能动作(如带风机类负载)或不及时动作(如带往复式压缩机类负载)，使电动机或励磁装置损坏。 ①失励失步:是指同步电动机励磁绕组失去直流励磁或严重欠励磁，使同步电动机失去静态稳定，滑出同步，此时丢转不明显，负载基本不变，定子电流过流不大，电机无异常声音，GL型继电器往往拒动或动作时限加长，且失励失步值班人员-不易发现，待电动机冒烟时，已失步较长时间，已造成了电机或励磁装置损害。但不一定当场损坏电机，而是造成电机内部暗伤，经常出现电机冒烟后，停机检查又查不出毛病，电机还可以再投入运行。
同步发电机 HWLZ-3系列微机励磁控制器 技术说明书 嘉兴汇盛电气控制设备有限公司
目录 1、概述 (2) 2、适用范围 (2) 3、主要特点 (3) 4、主要功能 (5) 5、主要技术指标 (6) 6、系统及硬件体系结构 (6) 6．1 HWLZ-3系列微机励磁调节器的总体设计： (6) 6．2 硬件部分： (7) 6．2．1 主机板 (7) 6．2．2可控硅脉冲放大隔离板 (13) 6．2．3模拟量信号处理板 (14) 6．2．4 电源板 (15) 6．2．5 继电器板 (15) 7、软件说明 (16) 7．1 主程序： (16) 7．2中断程序： (18) 8、微机励磁控制器操作说明 (22) 8．1 装置面板布置： (22) 8．2 控制器操作菜单结构： (24) 8．3界面与键盘操作说明： (25) 9、后台机使用说明 (30) 9．1 安装和启动 (30) 9．2 功能与操作简介 (30) 10、使用条件 (39) 11、外部连接 (39) 12、运输及储存 (39) 附录一：HWLZ-3微机励磁控制器与DCS分散控制系统的通讯协议 (40) 附录二：控制器逻辑及接口示意图 (48)
1、概述 励磁调节装置是发电机的重要组成部分，无论是在暂态过程或稳态运行，同步发电机的运行状态在很大程度上与励磁有关，也就是说，一个优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且可以有效地提高发电机及与其相联的电力系统的技术经济指标。 HWLZ-3型微机励磁调节装置，是适用于同步发电机组的新一代的微机励磁调节装置。我国第一代微机励磁产品采用Z80、8031、8086、8098、80c196等单片机、单板机构成，随着计算机科学的飞速发展，新一代的微机励磁产品CPU多采用DSP高速数字信号处理芯片构成，运算速度快，硬件设计也更为简单，具有明显的优越性。 HWLZ-3型微机励磁调节装置，是我公司自行研制的高科技产品，它以DSP芯片为核心，具有更简单的硬件结构和极其丰富的软件功能，采用先进的控制理论及全数字化的微机控制技术，该产品具有极高的性能价格比，其主要技术指标均达到或优于部颁“大、
同步电动机励磁系统常见故障分析 作者：陆业志 本文结合KGLF11型励磁装置，对其在运行中的常见故障进行分析。 1 常见故障分析 (1)开机时调节6W，励磁电流电压无输出。 原因分析：励磁电流电压无输出，肯定是晶闸管无触发脉冲信号，而六组脉冲电路同时无触发脉冲很可能是移相插件接触不良，或者同步电源变压器4T损坏，造成没有移相给定电压加到六组脉冲电路的1V1基极回路上，从而六组脉冲电路无脉冲输出导致晶闸管不导通。 (2)励磁电压高而励磁电流偏低。 原因分析：这是个别触发脉冲消失或是个别晶闸管损坏的缘故。个别触发脉冲消失可能是脉冲插件接触不良。另外图1中三极管1V1、单极晶体管2VU及小晶闸管9VT损坏，或者是电容2C严重漏电或开路。如果主回路中晶闸管1VT～6VT中有某一个开路或是触发极失灵，同样会导致输出励磁电流偏低的现象。 (3)合励磁电路主开关时，励磁电流即有输出。 原因分析：这是由于图1所示脉冲电路中的三极管1V1集电极-发射极之间漏电，即使移相电路还未送来正确的控制电压，也会导致1C充电到2VU导通的程度。2VU即输出触发使小晶闸管9VT导通，2C经9VT放电而发出脉冲令1VT、3VT、6VT之一触发导通，使转子励磁电路中流过直流电流。 (4)同步电动机起动时，励磁不能自行投入。 原因分析：励磁不能自行投入。肯定是自动投励通道电路中断或工作不正常，因此可能是投励插件与插座间接触不良，或是图2所示投励电路中的三极管3V1、单结晶体管4VU工作不正常，电容5C漏电、电位器W′损坏。另外是移相插件同样有接触不良现象，或者是图3所示移相电路的小晶闸管10VT损坏等等。 (5)运行过程中励磁电流电压上下波动。 原因分析：引起励磁电流电压输出不稳的原因很多，主要有1)脉冲插件可能存在接触不良，造成个别触发脉冲时有时无。2)图1所示脉冲电路的电位器4W松动，使三极管1V1电流负反馈发生变化，造成放大器工作点不稳定，从而影响晶闸管主回路输出的稳定性。另外，如果电容2C漏电或单结晶体管2VU及三极管1V1性能不良，也会引起触发脉冲相位移动。3)图3所示移相电路的电位器6W松动或接触不良，将会使移相控制电压Ed间歇性消失，引起励磁电流电压输出大幅度波动。另外，如果稳压管7VS、8VS损坏，都会使Ey随电网电压波动而波动，使Ed输出波动，造成晶闸管主回路直流输出不稳。 (6)励磁装置输出电压调不到零位。
第二章调节器组成及原理 §2—1 调节器的总体结构 DLT4000型励磁调节器由励磁调节板、测量用电压、电流互感器、操作继电器等硬件组成。测量用电压互感器及电流互感器通过适当变换输出的模拟量由外部总线连接到调节器板。操作继电器等开关量通过外部总线连接到调节器板。调节器组态为双通道, 双通道互为备用, 备用通道自动跟踪运行通道工况, 在检测到主通道故障时自行切换至备用通道运行并告警。 DLT4000型励磁调节器的总体结构示意图见图2一1所示。调节板主要硬件资源包括： ·二套以单片计算机为核心的调节器 ·移相触发模块 ·脉冲功放电路 调节板与外部的联系通过总线插座与外部总线挂接来实现，拆装方便。除调节板外，还有外部总线端子板及操作面板。总线端子板上安装测量变送元件及连接操作继电器。操作面板由薄膜开关、LED发光二极管等组成。 调节器面板是活动的，可以旋转90℃向下打开，便于调试维护。
图2－1 DLT4000型励磁调节器的总体结构示意图 §2—2 外部总线 外部总线是我所专门为双通道励磁调节器开发设计的一套总线结构。通过外部总线，采集外界开关量信号和模拟量信号，并输出相应的开关量信号和模拟量信号，通过扁平电缆与调节板连接。外部总线使励磁系统接线从复杂、无序变为简单、有序。 外部总线由50针插座和50线扁电缆组成，引脚定义见表2—1。 除模拟量信号外，其它开关量信号均为低电平有效。 信号含义信号名称扁线序号信号名称信号含义 PT1 A相电压 PT1 C相电压 发电机电流 有功功率 无功功率 PT1 电压 模拟地 PT2 B相电压 24V负极 系统电压 12V正极 24V正极 24V正极 24V正极 主通道减磁 备用通道减磁备用通道运行 开机令 调节器故障 起励不成功 操作电源消失主通道控制信号备用通道控制信号油开关合 24V负极 A1 C1 IG P Q UG1 GND B2 R602 Us +12 R601 R601 R601 R611 R617 R623 R651 R625 R633 R645 UKA UKB R652 R602 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 B1 GND U L IL UG2 A2 C2 R602 +12 R601 R601 R607 R613 R621 R626 R653 R631 R639 R643 R678 R642 R629 R602 PT1 B相电压 模拟地 励磁电压 励磁电流 PT2电压 PT2 A相电压 PT2 C相电压 24V负极 12V正极 24V正极 24V正极 主通道增磁 备用通道增磁 通道切换 主通道运行 停机令 建压>10% 过励保护 厂用电源消失 逆变不成功 整流柜故障 起励时限 24V负极
【关键字】报告 发电机的自动励磁调节装置及调节形式 姓名： 摘要 Xxx年x月x日至x月x日，学校为我们组织了为期x天的电厂实习，地点是xxxxxxxxxxxx。在实习期间，我们参观了电厂的每个部分，就比如：xxxxxxxxxxxxx,在这段期间我通过参观和向带队师傅的学习，认识了很多的生产设备，零件和工具，更加懂得了电厂的生产流程。在那么多的学习中我选择了发电机的自动励磁调节装置及调节形式来写报告。 1自动励磁调节装置 发电机励磁的原理：利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理. 自动励磁调节装置的工作原理：自动励磁装置根据发电机电压，负荷电流的变化，相应改变可控硅整流回路的可控硅导通角，使整流桥送入的电流发生变化。为取得励磁调节的快速性主励磁机一般采用100---200Hz中频交流同步发电机，副励磁机采用400---500Hz中频发电机。副励的励磁可用永磁机或自励恒压式。自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比较，然后将比较结果（偏差）经前置放大单元和功率放大单元放大，并用于控制可控硅的导通角，以达到调节发电机励磁电流的目的。同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元。励磁系统稳定单元用于改善励磁系统的稳定性。限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元，一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。 自动励磁调节装置的作用：（１）电力系统正常运行时，能自动调节励磁装置，维持发电机或系统某点（如高压母线）电压水平。大大提高电压调节质量以及减轻运行人员的劳动强度。自动励磁调节装置的作用。（２）当电力系统由多台发电机并列运行时，通过励磁系统的自动调节可以稳定、合理地分配机组间的无功功率。（３）提高电力系统运行的稳定性及输电线路的传输功率。（4）提高带时限继电保护动作的灵敏度：因为电力系统内部短路时，电流有时可能大，且随时间而衰减，这样带时限继电保护装置的灵敏度就很难满足要求。而自动励磁调节装置能在发生短路故障时，强行励磁，使短路电流大为增加，提高保护动作的灵敏性。（5）短路故障切除后，加速系统电压的恢复。改善电动机的自启动条件。（6）改善并联运行同步发电机在失去励磁而转入异步运行或发电机进行自同期并列的工作条件。 对自动调节励磁装置的要求：（1）励磁系统应能保证发电机各种状态下所要求的励磁容量并适当留有裕度。（2）应具有足够大的强励顶值电压倍数及电压上升速度。（3）根
同步电机励磁系统 Excitation system for synchronous electricalmachines-Definitions GB/T 7409.11997 本标准是对GB 7409—87的修订。 GB 7409—87执行七年来，技术已有新的发展，其中有些内容IEC已制定了国际标准。为适应技术发展的要求和贯彻积极采用国际标准的精神，原标准需作修订。 为便于采用IEC标准和今后增补、修订标准的方便，经技术委员会研究，将GB 7409改编为系列标准：修订后的GB 7409.1等同采用IEC 34-16-1：1991；GB 7409.2等同采用IEC 34-16-2：1991，至于GB 7409.3，由于IEC目前还没有相应的标准，此部分是根据GB 7409执行七年的情况并参考了美国IEEE std 421.1—1986、421.A—1978、421.B—1979和原苏联ГОСТ21558—88等标准编写的。 本标准定义的同步旋转电机的励磁系统术语为一般通用的术语。同步电机励磁系统所有 各分标准在使用同步电机励磁系统技术名词和术语时均符合本标准之规定。其他未包括的术 语，应在同步电机励磁系统各分标准中作补充规定。 本标准由全国旋转电机标准化技术委员会汽轮发电机分技术委员会提出并归口。 本标准负责起草单位：哈尔滨大电机研究所。 主要起草人：忽树岳。 IEC
1)IEC(国际电工委员会)是由所有国家的电工技术委员会(IEC国家委员会)组成的世界范围内的标准化组织。IEC的目的是促进电工和电子领域内所有有关标准化问题的国际间的合 作。为此目的和除其他活动之外，IEC出版国际标准。这些标准是委托各个技术委员会制定 的；对所讨论的主题感兴趣的任何一个国家委员会都可以参加起草工作，与IEC有联系的国际的，政府的和非政府的组织也可以参加起草工作。IEC和ISO(国际标准化组织)按两大组织之间共同确定的条件紧密合作。 2)IEC关于技术问题的正式决议或协议是由代表各国家委员会专门利益的技术委员会 所制定的，这些决议或协议都尽可能充分地表达了国际上所涉及的问题的一致意见。 3)这些决议或协议均以标准、技术报告或导则的形式出版且以推荐的形式供国际上使 用，并在此意义上为各国家委员会所承认。 4)为了促进国际上的统一，IEC各国家委员会应尽最大可能在各自的国家和地区标准中 明确地采用IEC国际标准，并应清楚地指明IEC标准与对应的本国或本地区标准之间的某 些分歧。 5)IEC对任何申明符合其某些标准的设备不提供表明它已被认可的标记过程，并且也不 对其负责。 IEC
1 同步电机 8.1 同步电机原理和结构 1．同步发电机原理简述 （1）结构模型： 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。最常用的转场式同步电机的定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场（也称主磁场、转子磁场）。除了转场式同步电机外，还有转枢 式同步发电机，其磁极安装于定子上，而交流 绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的 转子充当了电枢。图8-1-1给出了典型的转场 式同步发电机的结构模型。图中用AX 、BY ， CZ 共3个在空间错开120°电角度分布的线 圈代表三相对称交流绕组。 （2）工作原理 同步电机电枢绕组是三相对称交流绕组，当 原动拖动转子旋转时，通入三相对称电流后，会产生高速旋转磁场，随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场），会在其中感应出大小和方向按周期性变化的交变电势，每相感应电势的有效值为， E 0＝4.44f N Фf k w （8-1-1） 式中 f ——电源频率；Фf ——每极平均磁通； N ——绕组总导体数；k w ——绕组系数； E 0是由励磁绕组产生的磁通Фf 在电枢绕组中感应而得，称为励磁电势（也称主电势、空载电势、转子电势）。由于三相电枢绕组在空间分布的对称性，决定了三相绕组中的感应电势将在的时间上呈现出对称性，即在时间相位上相互错开1/3周期。通过绕组的出线端将三相感应电势引出后可以作为交流电源。可见，同步发电机可以将原动机提供给转子的旋转机械能转化为三相对称的交变电能。 感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ，即 图8-1-1 同步电机结构模型 60pn f
同步电动机励磁控制装置 使用说明书 沈阳远大机电装备有限公司 二○○九年十一月十七日
一、概述 TDLC系列同步电动机全数字励磁装置是我公司自行研发的新一代产品，采用全数字控制，主要用于同步电动机励磁调节系统，可根据不同的负载选择不同的运行方式，具有运行可靠、技术先进、结构简单、功能齐全、性能稳定、调试方便、维护简单等优点。 二、型号说明 产品系列代码额定励磁电流 设计序号额定励磁电压 三、适用范围 本装置可作为拖动重载或轻载起动的同步电动机的直流励磁电源，与同步电动机单机配套，适用于各种气体压缩机、风机、球磨机等，也可适用于拖动冲击负荷（如轧钢负荷）的同步电动机励磁用。适用电机功率范围为200-20000KW。 四、使用环境 1、海拔高度不超过1500米，超过1500米时要降容使用； 2、周围空气介质温度-10℃ -- +45℃； 3、周围空气相对湿度不大于85% (20±5℃)； 4、无腐蚀性气体导电尘埃及易燃易爆场所； 5、无剧烈振动冲击，倾斜度不超过5°； 6、户内安装，安装地点有良好的通风。 五、性能特点 1、适用于380V—10KV电压等级的同步电动机，装置供电为三相四线制，可满足轻载或重载启动要求。 2、全数字控制模式，摒弃常规电位器整定及调节方法。无需调试即可运行。
3、启动无脉振，电机异步启动过程平稳、快捷，可满足电机降压或全压启动。 4、电机的投励采用滑差检测准角（反极性末尾）投励，投励的角度选择国际公认的电器分离角最小的位置；还设有定时后备投励环节，保证电机启动一次投励成功。 5、励磁装置能以恒流、恒功率因数及恒无功方式运行（后两种选配），能有效克服电网电压的波动及由于电机转子温升带来的电流变化，并且适应不同负荷要求自动调节励磁。 6、采用自有专利技术---整定灭磁，消除电机启动过程的脉振，增大牵入转矩，使电机启动平稳快捷。 7、具有过压、过流、失磁、失步及失步再整步等保护功能。 8、设有逆变环节，有效泄放电机转子的储能，保护电机和励磁装置免受损害。 9、测量自动重合闸信号，能够避免非同期冲击对电机造成的致命伤害。 10、强励功能，在电网电压下降时可提供1.4倍的强励电流。 11、具有和上位计算机通讯功能,通讯接口为RS232或者RS485。通讯协议为MODEL BUS。可以实现励磁柜功率因数COSφ，定子电流，励磁电压，电流的上传，实现远程调节励磁。（需要此功能的用户请在定货时说明，一般配置不包括此项功能）。 六、主要技术指标 1、输入要求：三相四线线制交流，380V±10%，50±1Hz。 2、功率因数在0.5-1范围内连续可调。 3、强励倍数最大为1.4倍，出厂设定值为1.2倍，时间为15秒。 4、励磁电流调节从0-600A连续可调。 5、电网电压波动在80%到110%范围内，恒流励磁调节偏差不大于±5%。 6、当控制电压偏差不超过+10%至-15%时，控制器能正常可靠工作。 7、滑差投励：按转子滑差5%顺极性投励。 8、后备投励：投时时间0-30秒可设定。 9、滑差投全压：按到达同步速的90%自动投全压。 10、延时投全压：延时投全压时间0-30秒可设定。
无刷励磁发电机的轴端头是一台交流发电机，其转子是发电绕组，发出的电流通过固定在发电机轴上的导线引导固定在轴上的硅整流管，整流后的直流直接进入转子绕组，其中没有整流刷这个东西，所以成为无刷励磁。 无刷励磁发电机的轴端头是一台交流发电机，其转子是发电绕组，发出的电流通过固定在发电机轴上的导线引导固定在轴上的硅整流管，整流后的直流直接进入转子绕组，其中没有整流刷这个东西，所以成为无刷励磁。曾经风靡过一段时间，但是由于整流管坏了就得停机，所以现在已经用的很少了，基本都采用自复励系统。 同步发电机励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁系统；另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。现说明如下： 1.直流励磁机励磁 直流励磁机通常与同步发电机同轴，采用并励或他励接法。采用他励接法时，励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。 2.静止励磁器励磁 同一轴上有3台发电机，即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供，待电压建立起来后再转为自励（有时采用永磁发电机）。副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机，而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。 3.旋转整流器励磁 静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组，对于大容量的同步发电机，其励磁电流达到了数千安培，使得集电环严重过热。因此，在大容量的同步发电机中，常采用不需要电刷和集电环的旋转整流器励磁系统。主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机，旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后，直接送到主发电机的转子励磁绕组。交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。用于这种励磁系统取消了集电环和集电装置，故又称为无刷励磁系统。
同步电动机励磁柜操作步骤 1、合上励磁柜右下角励磁变压器电源开关。 2、合上上下俩触摸屏24V1 24V2电源开关。 3、将主令开关《调零》打向调试位，励磁变压器及励磁装置风机吸合旋转，约20秒后发出投向全压信号《触摸屏左下角开关量输出栏》8秒后误灭磁动作，此时励磁电流表有显示，电流大约160A 左右，紧接励磁电压表有电压显示。 4、将主令开关打向零位，点击触摸屏右下角复位图标，进入将开关量图标点击3秒及故障码清零。 5、将主令开关打向工作位，等待启动同步电动机。 6、当同步电动机起来后，功率因数表有可能显示的是滞后功率因数，急需旋转增磁旋钮来增磁使功率因数在超前0.95运行。 7、运行中若增减负荷，也得增减励磁电流，满足功率因数在超前0.9-0.95之间运行。 8、停机后关掉励磁柜所有电源。 开车前准备 (1首先应建立启机条件，当条件满足之后，方可联系调度、通知电工、仪表工做空投实验。包括主轴承温度高联锁，油压低联锁，油泵自启动，电气柜模拟合闸是否正常，主电机绝缘测试是否正常。（注：此项为每次开车必须要操作的步骤。）。现场检查, 并使仪表, 电器处于备用状态。 (2启机条件包括：循环油压建立、冷却水压建立、盘车手柄处于运行、盘车电机静止、滑环罩风压建立。（主电机允许运行指示灯亮） （3）查各设备, 排放各缓冲器和分离器油水。
(4开冷却水进出总阀, 各冷却器进出水阀, 填料及气缸夹套, 缸盖进出水阀门。检查冷却水流动情况, 确认冷却水压力达到启机要求。 (5启注油器, 检查各注油点注油情况。 (6检查稀油站油位, 油质, 启油泵, 检查油压是否达到开车要求, 观察十字头. 滑道润滑是否正常。停油泵, 将盘车手柄扳到" 盘车" 位置, 启油泵, 注油器, 盘车2到3分钟, 检查运动部件是否正常。停盘车电机, 油泵, 将盘车手柄扳到" 开车" 位置. 启动油泵。 (7启风机, 检查风量是否正常。 (8开合成气一回一, 二回一阀, 循环气回路调节阀(均为全开。 (9微开合成气进气阀及循环气进气阀, 合成气充压至1.0MPa, 循环气充压到3.0--5.0MPa 左右, 分别利用合成气放空阀和循环气放空阀进行放空置换2--3次。置换完成后, 关闭合成气一回一阀, 合成气, 循环气放空阀. 微开合成气及循环气进气阀, 分别充压到 1.0MPa,3.0--5.0MPa 。 氨压机5.2.1开车前的准备 (1通知电工、仪表工到现场检查机电仪泵，是否满足开车条件。 (2巡检检查现场各截止阀、电磁阀、调节器、排污阀等是否满足开车条件。 (3现场检查稀油站、偶合器的油箱油位、油质是否满足开车条件。 (4现场检查机组有无泄漏。 (5合格氮气已供至界区，压力与流量等能满足开车要求。 (6检查冷却水是否供至系统，水路是否畅通。 (7总控检查机组的联锁是否已复位、已解除；温度、振动、位移等是否满足开车条件。