同步电动机励磁装置的修理改造
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同步电动机励磁系统故障排查及处理作者:***来源:《机电信息》2020年第15期摘要:对同步电动机励磁系统原理和常见故障分析及处理进行了叙述,并指出了励磁系统运行维护应注意的事项。
关键词:同步电动机;励磁;故障0 引言励磁系统是同步电动机的重要组成部分,其对于同步电动机的运行起着极其重要的作用。
某石化企业加氢装置现有7台大型压缩机组,配套的同步电动机均选用了WKLF-400系列微机控制无刷同步电动机励磁系统。
1 同步电动机励磁系统工作原理整套励磁系统由旋转励磁和静态励磁两部分组成。
旋转励磁部分安装在主电机轴上,每套旋转励磁包括1个控制模块、3个整流模块、1个启动模块和8个电阻模块,其电气原理图如图1所示。
静态励磁部分主要是由励磁调节器、励磁变压器、功率单元、电源系统和测量元件、显示面板组成的静态励磁柜,安装在非防爆场所。
其核心控制单元为微机控制同步电动机励磁调节器,具有双套调节器自动跟踪和故障自动切换(调节器双冗余)的技术性能。
静态励磁装置的功率单元采用IGBT斩波方式,并配置有IGBT控制电阻灭磁电路。
其电气原理图如图2所示。
2 静态励磁系统故障排查及处理2.1 案例分析(1)故障现象:2013-03-08T07:59,新氢压缩机108-K-101B电机开关故障跳闸,现场6 kV开关柜综保显示“过负荷反时限跳闸”,动作电流为580 A(额定电流290 A,保护定值348 A);励磁柜控制面板“励磁故障”指示灯亮,故障录波显示电机定子电流增至580 A,延时65 s 后跳闸,跳闸前电机电流呈现周期性波动波形。
(2)故障排查处理:检查同步电动机和励磁输出电缆的绝缘电阻均合格;对6 kV馈电柜模拟“过电流保护动作”试验,动作情况与故障录波一致;检查励磁柜励磁回路接线,发现励磁正极输出接线端子有松动现象,同时全面检查和紧固励磁回路接线;对励磁系统进行调试试验、检查均正常;检查励磁机本体及本体接线端子正常。
励磁装置在使用中的故障分析及处理办法中国核工业电机运行技术开发公司邓友华随着改革开放与科学技术的不断发展,工业成套设备大都具备了智能化、微机化功能。
应用广泛的励磁装置也同样不断升级换代,推出了保护完善,运行可靠性更高的各种微机励磁产品。
新型励磁装置通过采用新技术、新工艺、新器件、新材料,不但强化了装置功能,还大幅降低了自身故障率。
在以拖动负载为核心构成的设备系统中,励磁装置只是其中一环。
经过长期励磁装置运行实践,我和同事们遇到不少关于励磁装置故障处理问题。
不管多么先进的设备都不可能终身不出故障,但我们力图从不可避免中通过设备设计、制造者、设备使用维护者的共同努力,尽量降低故障发生的概率,追求从量变(减少故障)到质变(保障设备长周期安全运行)的飞跃。
为了提高励磁装置的运行维护质量和效率,需要使用人员不断总结分析,把教训变成经验,将经验升华为理论,用理论指导今后的设备维护工作。
为此,将积累的关于励磁装置的部分故障事例及处理办法拼撰一起,供有兴趣同行和读者参考或商榷。
从下面的事例可以看出,励磁装置能否正常可靠运行,除本身质量外,与其相关联的供电系统(如电网容量与稳定性)、电机性能(如转矩特性)、现场环境(如导电粉尘、腐蚀性气体、高温高湿)、工艺管理(如负荷忽高忽低甚至堵转)等在一定条件下都会成为励磁装置难以正常运行的重要影响因素。
例1:运行中,励磁电流比正常值低了。
故障现象:励磁装置正常运行过程中,励磁电流减小,励磁电压约有升高,电机运转正常,没有报警和其它异常。
原因分析:根据欧姆定律I=U/R,励磁电压Uf基本恒定条件下,引起励磁电流If减小的原因是励磁输出回路电阻R增大了,由正常励磁绕组直流电阻r f变成了r f+r i,r i即是导致If降低的故障电阻。
输出回路最容易产生r i的地方是电刷与滑环之间的接触面,具体说有下列几种情况引起:(1)电刷弹簧松动、压力不足,或电刷磨损变形,减小了与滑环的有效接触面积,按R=ρL/S(式中R为电阻,L为导线长度,S为导电横截面积,ρ为导电材料在20℃时的电阻系数,碳在20℃的值ρ=10欧mm2/米),接触面S减小,输出回路电阻就会增加,比rf大一些,相当于回路中出现了一个附加电阻ri。
同步电动机数控励磁装置主控单元维修方法浅谈发表时间:2010-09-01T15:13:15.250Z 来源:《西部科教论坛》2010年第8期供稿作者:文昌平[导读] 本文通过以DSE-M1.00全数字化同步电动机半导体励磁装置主控单元插件为本介绍了6种实用检修方法。
武汉市后湖排水站,就城市排水而言,是目前全国最大的泵站。
所装的17台900KW交流同步电动机配用的励磁装置是北京冶金自动化研究院生产的全数字化同步电动机半导体励磁装置。
该装置对同步电动机的运行控制是由主控单元根据接收的外部信号,完成从异步起动、投全压、投励、励磁电压调节、至失步再整步、灭磁以及保护的所有工作。
由于综合运用了同步电动机的过渡过程理论、稳态运行理论,吸收了电子技术发展的新成果;以美国INTEL公司研制的96系列单片机为中心构成的控制系统,达到了对同步电动机运行的智能化控制,从而稳定、可靠。
但是,由于后湖排水站地处城乡接合部,紧贴交通要道和湿地,灰尘大、相对湿度大和昆虫多。
致使作为以数字电路为主构成的主控单元插件故障频繁,较大地影响了正常的城市排水工作。
以往的主管的处理方法是将故障的主控单元插件寄到北京修理,结果往往是远水解不了近渴。
于是笔者通过一年的研究和摸索以及咨询厂家,取得了在无图纸情况下修理DSE-M1.00全数字化同步电动机半导体励磁装置主控单元插件常见故障的方法。
一、全面弄清所有半导体元器件的功能及作用电子电路往往是以半导体器件为中心组成的单元电路,特别是集成电路,只要知道其型号就可以从手册或相关资料中查到其功能,然后再根据其外围元件、输入输出端、与相邻半导体器件关系综合分析即可得出其在单元中的作用。
1、将主控单元插件上所有三只脚(含)以上的半导体器件罗列出来,再通查手册或相关资料标出其功能,然后通过与其它器件的联系分别找出交、直流回路及逻辑关系等,分析得出其在电中的具体作用并标注在表上。
2、根据使用说明书介绍的主控单元功能分别找出相应的元器件和部件。
同步电动机励磁装置的修理改造
来源:湘潭电机集团有限公司 /
目前工矿企业中有不少的同步电动机励磁装置是七八十年代的产品,电路基本形式以KGFL10型为代表,是分立元件插板式的电路结构,长期运行至今其控制和触发部分的进入故障率增加,现在已经进入维修更换期。
可以使用一种新产品——维修通用型同步电动机的励磁控制器进行技术改造,它除了完全恢复励磁系统的运行功能外,还能显著提高原来励磁系统的性能。
改造工作中可以保留原来的柜体、晶闸管和整流变压器以继续使用,这样使励磁控制系统的大修技改工作非常简便。
电路特色:
此同步电机励磁控制器的核心技术采用进口的专用大规模逻辑IC电路,实现数字化的控制和触发,其可靠性和易用性优于专用的微机励磁控制电路。
用此控制器进行维修改造,实现了励磁技术的升级换代,又可保留原来的控制和操作工艺规程方式。
控制器集成了可控整流和同步电机控制的核心技术(国家专利ZL200520061640),把原来励磁控制的众多插板的功能用一块数字电路完成。
技术集成的概念使控制器具有很好的可靠性、通用性和互换性,避免了繁琐复杂的现场维修。
使用此控制器后励磁的故障率极低,故障的维修时间大大缩短。
一组晶闸管移相脉冲输出:
控制的整流电路为三相全控或半控晶闸管整流。
最大可以驱动1000A的晶闸管, 脉冲对称度小于0.5°。
一组灭磁组件控制:
控制线连接灭磁功率组件(灭磁晶闸管和二极管)。
灭磁电压已按用户要求预先整定,无需现场调试。
一组与电机起动电路(高压起动柜)的联络连接:
1.电机起动允许输出—与电机起动开关串联,表示励磁已准备好,电机允许起动;
2.投全压信号输出—与电机减压起动回路联系。
控制器内部电路检测到电机起动后转速达到90%时,即发出全压运行的信号。
3.自动投励允许输入—在电机起动完成后输入一个开关量,当控制器内部AVR电路检测到电机达到95%的转速时,即自动投励,电机被牵引入同步运行。
4.外事故信号输入—电机起动柜上的继电保护装置发出事故信号,输入到控制器内使晶闸管控制脉冲关闭(灭磁)。