同步電動機勵磁知識簡介.doc

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培訓手冊 中鼎電氣 同步電動機勵磁裝置 培 訓 手 冊 重慶中鼎電氣有限公司 一、基本知識 1.1 同步電動機起動方式 同步電動機起動方式主要有異步起動和變頻起動。變頻起 動需一套專用調(diào)頻電源，技術(shù)復雜且設備成本高，主要用于負 載及轉(zhuǎn)動慣量都很大的大容量高速同步電動機，國內(nèi)鋼廠有幾 套進口變頻起動裝置，其它行業(yè)一般不使用。異步起動是同步 電動機常用的起動方式，視供用電系統(tǒng)容量采用全壓起動或降壓起動，降壓起動分為電抗器降壓和自耦變壓器降壓。 圖 1-1 電抗器降壓起動 圖 1-2 自耦變壓器降壓起動 1.1.1 電抗器降壓起動 圖 1-1 為采用電抗器降壓起動主接線及投全壓開關(guān)合閘 控制回路示意圖。電抗器降壓時施加于電機端電壓電流降低的 同時起動力矩相應降低較大，適用于系統(tǒng)容量小不允許直接全 壓起動且對起動力矩要求不高的機組，如供電系統(tǒng)容量小但又 要求起動力矩大的場合，需采用自耦變壓器降壓起動。電抗器降壓起動時，合 1DL，機組轉(zhuǎn)速加速至投全壓滑差時（約0.9Ne），勵磁裝置投全壓繼電器 JQY 動作，控制 2DL 合閘，將 母線電壓直接施加于電機定子。 1.1.2 自耦變壓器降壓起動 圖 1-2 示自耦變壓器降壓起動主接線及控制回路，兩者都 較電抗器降壓起動復雜。勵磁裝置投全壓繼電器 JQY 需控制 2DL 跳閘及 3DL 合閘，操作順序為 1DL 合閘---2DL 合閘---JQY 動作跳 2DL，合 3DL。 不論全壓起動還是降壓起動，機組起動時間長短與起動時 機端電壓及負載等有關(guān)，從勵磁裝置讀寫控制器上讀出的機組 各次起動時間有些差異屬正常。 1.2 同步電動機無功調(diào)節(jié)特性 同步電動機正常運行時需從電網(wǎng)吸收有功，吸收有功功率 大小取決于所帶負載及電機本身有功損耗。同步電動機無功決 定于勵磁裝置輸出勵磁電流，過勵（超前）運行時，同步電動 機向電網(wǎng)發(fā)無功；欠勵（滯后）運行時，從電網(wǎng)吸收無功；正 常勵磁運行時，既不發(fā)無功，又不吸收無功，對應功率因數(shù) COSΦ＝1。同步電動機 V 形曲線是指電機定子電流 I 和勵磁電流 If 的關(guān)系曲線，見圖 1-3。 同步電動機 V 形曲線圖表 明，功率因數(shù)為 1 運行時，定子 電流最小，在此基礎(chǔ)上增/減磁， 定子電流都將增加，增磁時功率 因數(shù)超前運行，減磁時功率因數(shù) 滯后運行。利用同步電動機 V 形 曲線這一特點，在 勵磁裝置投閉環(huán)之前，可以檢查接入勵磁裝置用于測取功率因 數(shù)的 PT 及 CT 外部接線是否正確。 圖 1-3 同步電動機 V 形曲線 利用同步電動機的無功調(diào)節(jié)特性，工業(yè)現(xiàn)場實際運行時， 同步電動機工作在超前狀態(tài)，可以就地補償異步電機所需無 功。 1.3 同步電動機運行穩(wěn)定性 同步電動機正常運行時，由從電網(wǎng)吸收的電磁功率 Pem 與 負載功率 Pf 維持動態(tài)平衡，電網(wǎng)電壓及負載在正常波動范圍 內(nèi)時，同步電動機都不會滑出同步而失步，這由其功角特性決 定，如圖 1-4 所示。 圖1-4 功角特性曲線 功角特性： 負載突增而電壓不變時，負載功率P 往上移，如無閉環(huán)調(diào)節(jié)，電磁功率曲線Pem 不變，運行功角δ增大，δ≥90°時，電機將失去同步；有閉環(huán)調(diào)節(jié)時，曲線Pem 同時上移，運行功角δ保持相對恒定，電機穩(wěn)定性增加。 電壓突降而負載不變時，如無閉環(huán)調(diào)節(jié)，因勵磁裝置 380V 勵磁電源（取自電機同段母線）同時下降，勵磁電勢 E 近似與 電壓成正比下降，故電磁功率曲線 Pem 近似與機端電壓 Ud 平 方成正比下降，運行功角δ增大,電機穩(wěn)定裕度大大減小；如 采用閉環(huán)調(diào)節(jié)，Ud 下降 的同時勵磁電勢 E 加大，Pem 基本不 變，電機穩(wěn)定性增加。 1. 4 同步電動機的失步危害及措施 同步電動機在正常運行時，其轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率嚴格對應（n＝60f/p），轉(zhuǎn)子磁場和定子旋轉(zhuǎn)磁場嚴格同步，這種嚴格的對 應和同步關(guān)系是以轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)矩平衡為基礎(chǔ)的。來自電網(wǎng)、負載 等多種擾動一旦破壞轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系，依靠電機的一定調(diào)節(jié)能 力，以功角δ相應變化自動地調(diào)節(jié)電磁轉(zhuǎn)矩大小，以抵消各種 擾動引起的不平衡，使轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩關(guān)系處于動態(tài)平衡。電機 的這種調(diào)節(jié)能力有一定限度，當擾動超過一定限度時，就會導 致電機失步。 按失步原因及性質(zhì)不同，可分為三種類型：即帶勵失步、 失磁失步和斷電失步。帶勵失步一般由相鄰出線端頭短路故障、、附近大型機組起動或自起動引起母線電壓較長時間較大幅度的降低，電動機所帶負載的大幅度增加以及起動過程中勵磁系統(tǒng)過早投勵等原因所引起。帶勵失步對電動機所造成的危害 主要是脈振轉(zhuǎn)矩較長時間的反復作用，使電動機在繞組的端部 和端部綁線、轉(zhuǎn)子線圈的接頭處、電動機軸和聯(lián)軸器等部位承 受正負交變的扭矩，影響機械強度和使用壽命，甚至造成設備 的損壞。由于振蕩轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)差頻率脈振，電動機的電流、電壓、 功率等物理量會強烈振蕩，在一定條件下可能引起電氣和機械 共振，導致事故擴大。 失磁失步因轉(zhuǎn)子繞組匝間短路，勵磁電源短暫中斷、勵磁 系統(tǒng)設備故障等引起。同步電動機失磁異步運行時，由于定子 過電流不大，約 1.2 倍額定電流，電動機出力不減，運行無異 常聲音和振動，不易被值班人員發(fā)現(xiàn)，導致長時間失磁運行， 引起轉(zhuǎn)子繞組尤其是阻尼繞組的過熱、開焊、甚至燒毀。 斷電失步是由于供電系統(tǒng)故障及人為切換電源引起，如輸 電線路的自動重合閘動作、備用電源自動投入等；由于電源中 斷后重新投入的瞬間，電網(wǎng)電壓矢量與機端感應電壓矢量的相 位關(guān)系存在隨機性，兩矢量相位差在 180°時對電機沖擊最大。 斷電失步對電機主要危害在于電源重新恢復瞬間使電機遭受 巨大的沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩。 電機出現(xiàn)失步后，轉(zhuǎn)子回路的物理量能反映出來，因此勵 磁裝置應設有完備的失步檢測環(huán)節(jié)，一旦檢測出失步應根據(jù)情 況分類處理，因電機本身故障引起的失步應跳閘停機，對非電 機本身引起的失步，如外部條件許可，則應實施自動再整步。 同步電動機自動再整步即在檢測到失步后熄滅轉(zhuǎn)子磁場，將電 機暫時轉(zhuǎn)入異步運行，在適當滑差時重新投入勵磁將電機牽入 同步運行。 1.5 三相橋式全控整流電路 1.5.1三相橋式全控整流電路 在三相橋式全控整流電路中，對共陰極組和共陽級組是同時進行控制的，控制角都是α。 下面將結(jié)合圖 1-5 電路，分析 三相橋式全控整 流電路工作的物 理過程。 圖1-5三相全控橋式整流電路 在 習 慣 上 希 望三相全控橋的 六個晶閘管觸發(fā) 的順序是 1－2－3－4－5－6，晶閘管是這樣編號的： 圖 T1 和 T4 接 a相，T3 和 T6 接b 相，T5 和 T2 接 c 相。T1、T3、T5 組成共陰極組，T2、T4、T6 組成共陽極組，如圖 1-5所示。為了搞清楚α變化時各晶閘管的導通規(guī)律，分析輸出波形的 變化規(guī)則，下面研究幾個特殊控制角，先分析 α＝0°的情況，也就是在自然換相點觸發(fā)換相時的情況。圖 1-6是波形，為了分析方便起見，把一個周期等分 6 段。在第（1）段期間，a 相電位 最高，因而共陰極組的 T1 被觸發(fā)導通，b 相電位最低，所以共陽極組的 T6 被觸發(fā)導通。這是電 圖 1-6 感性負載，α＝0°時波形圖 流由 a 相經(jīng) T1 流向負載，再經(jīng)Tb 流入 b 相。變壓器 a、b 兩相工作，共陰極組的 a 相電流為正，共陽極組的 b 相電流為負。加在負載上的整流電壓為：Ud=Ua-Ub=Uab。經(jīng)過 60°后進入第（2）段時期。這時 a 相電位仍然最高，T1 繼續(xù)導通，但是 c 相電位卻變成最低，當經(jīng)過自然換相點時觸發(fā) c 相 T2，電流即從 b 相 換到c 相， T6 承受反向電壓而關(guān)斷。這時電流由 a 相出經(jīng) T1、負載、T2 流回電源 c 相。變壓器 a、c 兩相工作。這時 a 相電流為正，c 相電流為負。在負載上的電 壓為: Ud＝Ua－Uc＝Uac。再經(jīng)過 60°，進入第（3）段時期。這時 b 相電位最高，共陰極組在經(jīng)過自然換相點時，觸發(fā)導通 T3，電流即從 a 相換到 b 相，c 相 T2 因電位仍然最低而繼續(xù)導通。此時變壓器 b、c兩相工作，在負載上的電壓為：Ud=Ub-Uc=Ubc。 余依次類推。在第（4）段時期內(nèi)，T3、T4 導通，變壓器 b、a 兩相工作。在第（5）段時期內(nèi)，T4、T5 導通，變壓器 c、a 兩相工作。在第（6）段時期內(nèi)，T5、T6 導通，變壓器 c、b 兩 相工作，再下去又重復上述過程?？傊?，三相橋式全控整流電路中，晶閘管導通的順序是： 6－1→1－2→2－3→3－4→4－5→5－6 由上述三相橋式全控整流電路的工作過程可以看出： (1)三相橋式全控整流電路在任何時刻都必須有兩個晶閘 管導通，而且這兩個晶閘管一個是共陰極組的，另一個是共陽極組的，只有它們能同時導通，才能形成導電回路。 (2)三相橋式全控整流電路對于共陰極組觸發(fā)脈沖的要求是保證 T1、T3 和 T5 依次導通，因此它們的觸發(fā)脈沖之間的相位差應為 120°對于共陽極組觸發(fā)脈沖的要求是保證 T2、T4 和 T6依次導通，因此它們的觸發(fā)脈沖之間的相位差也是 120°。在電感負載情況下，每個晶閘管導通 120°。 (3)由于共陰極的晶閘管在正半周觸發(fā)，共陽極組在負半周觸發(fā)，因此接在同一相的兩個晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位應該相差 180°。例如接在 a 相的 T1 和 T4，接在 b 相的 T3 和 T6，接 c相的 T5 和 T2，它們之間觸發(fā)脈沖的相位差都是 180°。 (4)三相橋式全控整流電路每隔 60°有一個晶閘管要換流，由上一 號晶閘管換流到下一號晶閘管。例如由 T1、T2換流到T2、T3。因此每隔 60°要觸發(fā)一個晶閘管，觸發(fā)脈沖的順序是：1→2→3→4→5→6→1，依次下去。相鄰兩脈沖的相位差是 60°，如圖 1-3 所示。 (5)為了保證在整流器合閘后，共陰極組和共陽極組應各有一個晶閘管導電，或者由于電流斷續(xù)后能再次導通，必須對兩組中應導通的一對晶閘管同時有觸發(fā)脈 沖。為了達到這個目 的，可以采取兩種辦 法；一種是使每個觸 發(fā)脈沖的寬度大于60°（必須小于 120°），一般取 80°～100°,稱為寬脈沖觸發(fā)。另一種是在觸發(fā)某一號晶閘管時，同時給前一號晶閘管補發(fā)一個觸發(fā)脈沖，相 當于用兩個窄脈沖等效地代替大于60°的寬脈沖。這種方法稱 雙脈沖觸發(fā)。這兩種觸發(fā)方式均示于圖 1-7 中。例如當要求T1 導通時，除了給 T1 發(fā)出觸發(fā)脈沖外，還要同時給 T6 發(fā)一個觸 發(fā)脈沖。欲觸發(fā) T2 時，必須給 T1 同時發(fā)出一 圖 1-7 觸發(fā)脈沖 個脈沖等。因此 用雙脈沖觸發(fā)，在一個周期內(nèi)對每個晶閘管須要連續(xù)觸發(fā)兩 次，兩次脈沖中間間隔為 60°。雙脈沖觸發(fā)的電路，因為有 補入和輸出的要求，比較復雜，但它可以減小觸發(fā)裝置的輸出功率，減小脈沖變壓器的鐵芯體積。用寬脈沖觸發(fā)，雖然脈沖數(shù)目減少一半，為了不使脈沖變壓器飽和，其鐵芯體積要做得大些，繞組匝數(shù)多些，因而漏感增大，導致脈沖的前沿不夠陡（這對晶閘管多串多并時是很不利的），增加去磁繞組可以改善這一情況，但又使裝置復雜化。所以通常多采用雙脈沖觸發(fā)控制。 (6)整流輸出的電壓，也就是負載上的電壓。它屬于變壓 器二次的線電壓。圖 1-7a 中的電壓波形都是相對于變壓器零 點而言的相電壓波形。三相全控橋計算控制角α的起點仍然是 相電壓的交點。整流輸出的電壓應該是兩相電壓相減后的波形，實際上都屬于線電壓，波頭 uab、uac、ubc、uba、uca 和 ucb 均 為線電壓的一部份，是上述線電壓的包絡線。相電壓的交點與 線電壓的交點在同一角度位置上，故線電壓的交點同樣是自然 換相點，同時亦可看出，三相橋式全控整流電壓在一個周期內(nèi) 脈動六次，脈動頻率為 6×50Hz=300Hz。 (7)晶閘管所承受的電壓波形示于圖形 1-6d。三相橋式整 流電路在任何瞬間僅有兩臂的元件導通，其余四臂的元件均承 受變化著的反向電壓。例如在第（1）段時期，T1 和 T6 導通，此時 T3 和 T4 承受反向線電壓 Uba＝Ub－Ua。T2 承反向線電壓 Ubc＝Ub－Uc。T5 承受反向電壓 Uca＝Uc－Ua。如果僅看一個晶閘管上的電壓波形，例如 T1，則在第（1）段和第（2）段 期間，T1 導通，僅有很小的正向壓降。在第（3）段和第（4）段期間，由于 T3 導通，故 T1承受反向線電壓 Uab＝Ua－Ub。 在第（5）和第（6）段期間，由于T5導通，T1承受反向線電壓 Uac＝Ua－Uc。只要負載電流波形是連續(xù)的情況下，晶閘管上的電壓波形總是由上述三部分組成。例如對 T1來說，即導通段，波形與坐 標軸重合，還有線電壓 Uab 段和線電壓 Uac 段共三段組成。當改變時，它也有規(guī)律的變化；當α＝0 是，晶閘管不承受正向電壓。當α變化時，其承受的正向電壓與 sinα成比例。熟識這些波形對調(diào)試設備很有幫助。其他五個晶閘管上的電壓波形與 T1相同，不過相位依次序逐個都要差 60°。由圖 1-6d 可以看出，晶閘管所受的反向最大電壓即為線電壓的峰值。當α從零增大的過程中，同樣可分析出晶閘管承受的最大正向電壓也是線電壓的峰值。至于電阻性負載，當α＞60°時，電流進入斷續(xù)區(qū)。故α=60°時晶閘管承受最大的正向電壓為： 2U2l sinα＝2U2l sin60°＝1.22U2l 當控制角α＞0 時，每個晶閘管都不在自然換相點換相， 而是從自然換相點向后移一個α角開始換相。圖 1-8 所示為電感負載α=30°時的電壓波形。分析的方法與α=0時相同?？蓮摩两情_始把一個周期六等分。在第（1）段時期，T1 和 T6 導通，其間雖經(jīng)過共陽極組的自然換相點，c 相電壓開始低于 b 相電壓，T2 開始承受正向電 壓，但因未被觸發(fā)所以不能 導通。由 T6 繼續(xù)導電。這就是和不可控整流電路工作情況根本差別之處。直到距上次觸發(fā) T1（ωt1）60°時 觸發(fā) T2，才迫使 T6 關(guān)斷，負載電流從 T6 轉(zhuǎn)移到T2上，進入第（2）段時期。此時導電元件為 T1 和 T2，負載上的電壓由原來第（1）段時期的 Uab 轉(zhuǎn)為 Uac，余類推。得到一個周期脈動六次的輸出電壓分別為Uab、Uac、Ubc、Uba、Uca 和 Ucb 等，它們都屬于線電壓，各段都取其中的某一部分。作出線電壓的整個波形，仍可見到線電壓的交點與相電壓的交點在同一位置，因而控制角α從線電壓算起是無須懷疑的。圖 1-8 表示電感性負載，α=60°時的電壓波形。 電路原先是 T5 和 T6 工作， 在ωt1(相當于α)時觸發(fā) T1，它因此刻承受正向電壓而導通，并將 T5 關(guān)斷，負載電流便從T5 轉(zhuǎn)移到 T1，此時導電元件為 T1 和 T6，輸出電壓為 Uab。過 60°后 Ua 與 Ub 相等，Uab=0，輸出電壓到達零點，但此時又立 即觸發(fā) T2，它承受正向電壓而導通，并關(guān)斷 T6，負載電流從T6 轉(zhuǎn)移到 T2，此時導電元件為 T1 和 T2，輸出電壓為 Uac。依此 類推。圖中也畫出晶閘管 T1 上的電壓波形。它由三段組成：一段是線電壓 Uac，一段是導通期，與橫坐標重合，另一段則是線電壓 Uab。當α>60°時，當線電壓瞬時值為零并轉(zhuǎn)負值時，由于電感的作用，導通著的晶閘管繼續(xù)導通， 圖 1-8 感性負載，α=30°波形 整流輸出出現(xiàn)了負的電壓波形，從而使整流電壓的平均值降低。圖形 1-10 所示為 電感性負載，α=90°時的電壓波形。對應于ωt1（α=90°） 時觸發(fā)晶閘管 T1，在觸發(fā)前，假設電路已在工作，即T5和T6已導通。至ωt1 時觸發(fā) T1 后，導電元件為 T1 和 T6，輸出電壓為Uab。當線電壓 Uab 由零變負時，由于大電感存在，T1 和 T6 繼續(xù)導通，輸出電壓仍是 Uab， 此時出現(xiàn)負值，直到ωt2 進觸發(fā) T2，才迫使 T6 承受反向電壓而關(guān)斷，此時導電元件為 T1 和 T2，輸出電壓為 Uac。依此類推，周而復始繼續(xù)下去，得到圖 1-10 的輸出電壓波形。T1 兩端的電壓波形亦表示在圖 1-10上。 圖 1-9感性負載，α=60°波形 圖 1-10感性負載，α=90°波形 可以看出，當電流連續(xù)的情況下，α=90°時輸出電壓的波形面積正負兩部分相等，電壓的平均為零。電感性負載。其負載電流的波形是一條水平線。設其幅值為 Id，由于晶閘管每周期導電 120°，電流波形為長方波， 流過晶閘管的電流有效值為: 它的值與α的大小無關(guān)。 至于電阻性負載，當α≤60°時，由于輸出電壓波形連續(xù)，因此電流波形亦連續(xù)。在一周期中，每個晶閘管導電 120°。負載電流 id ＝Ud/R ，整流電壓波形與電感性負載時相同。 當α>60°時，由于線電壓過零變負時，晶閘管即阻斷，輸出 電壓為零，電流波形轉(zhuǎn)變?yōu)椴贿B續(xù)，不像電感性負載那樣出現(xiàn)負壓。圖 1-7表示電阻負載，α=90°時的電壓波形?？梢钥闯?，在ωt1（α=90°）時，同時觸發(fā)晶閘管 T1 和T6，因此時 a 相電壓大于 b 相電壓，故 T1 和 T6 都能導通，輸出電壓為 Uab。至共陰極自然換相點時，Ua=Ub，線電壓 Uab=0，之后 a 相電壓將低于 b 相電壓，T1 和 T6 都因承受反向電壓而關(guān) 斷。此時輸出電壓和電流都為零，電流出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象。至ωt2 時刻觸發(fā) T1 和 T2，同理它們導通，輸出電壓為 Uac。當 Uac 由 零變負，T1 和 T2 又都承受反向電壓而關(guān)斷。如此類推，周而復始得到一系列斷續(xù)的電壓波形。 可以看出，當α>60°，輸出電壓和電流波形不連 續(xù)，一周期中每個晶閘管 分兩次導電，導電 2 ×（120°－α）。 當α=120°時，輸出電壓為零，可見電阻負載 時， 最大移相范圍是120°。1.2 三相橋式全控整流 電路整流電壓與控制角的關(guān)系三相橋式全控整流電路在具體分析中例如電感性負載或者電阻性負載，圖 1-11純阻負載，α=90°波形不論α為何值，負載上的輸出電壓都是兩相之間的線電壓的某一部分。實質(zhì)上就是三相線電壓的整流。它相當于以線電壓為 幅值一周期有 6 個脈波的六相半波整流 圖 1-11純阻負載 電路。因此，亦可直接從線電壓入手計算其平均值。為了簡化計算，由于輸出電壓的波形每隔60°就重復一次，所以計算直流輸出電壓的平均值不必計算整個周期，在 60°范圍內(nèi)取其平均值即可。在三相星形接法的電路中，線電壓較其相應的相電壓超前 30°，而幅值是相電壓 的3倍。例如 Uab=Ua－Ub= Ua<30°。在上述繪制電壓波形的所有計算中，都是以 a 相的相電壓 為零時作為坐標的原點進行繪制的。因此相電壓 Ua 的表達式為 2 U2sinωt 。自然換相點在ωt = 30°處。為了簡化計算，今把線電壓 Uab 的零點作為新坐標的原點，即比原來的坐標提前30°。因而在新坐標上，自然換相點的位置在ωtˊ=60°＝л/ 3 處?？刂平铅寥詰獜淖匀粨Q相點算起。下面整流電壓的計算，都立足于這個條件而定出積分的上下限的。在圖1-7 中已表示出相電壓 Ua 與線電壓 Uab 的關(guān)系，Uab 的零點導前 Ua 的零點 30°。 (一)電阻性負載 作出以線電壓 Uab 的零點為坐標原點的線電壓波形。其自 然換相點在 60°處，它是線電壓 Ucb 與 Uab 的交點，如圖 1-12所示。可以看出，當α≤60°時電流連續(xù)。α>60°時，電流 要斷續(xù)，因此求輸出平均電壓就要分兩種情況。 1． 當 0≤α≤л/ 3時 整流電壓的平均值可以根據(jù)圖 1-12求出，線電壓 Uab 的表達式為 3× 2 U2sinωt ，在л/ 3 范圍內(nèi)積分的上下限分別為2л/ 3 +α 和л/ 3 +α。因此當控制角為α時，整流電壓的平均值為 如用線電壓有效值 U2l 表示，則 2．當л/ 3<α<2л/ 3時 整流電壓的波形如圖 1-12所示。當α>л/ 3時，輸直流電壓平均值為 圖 1-12α≤60°計算整流電壓的波形 圖 1-13α>60°計算整流電壓的波形 上式中，積分上限原為 2л/ 3 +α，現(xiàn)因α>л/ 3，因此只能積到л。當α=2л/ 3 時，Ud=0；所以由公式推導可以看出， 電阻性負載的最大移相范圍是 2л/ 3。 (二)電感性負載對于電感性負載，由于電流是連續(xù)的，晶閘管的導通角總是 2л/ 3，即使α>л/ 3 ，上式積分的上限可以超過π ， 仍為 2л/ 3 +α 。因此當控制角為α時，整流輸出的直流電壓平均值為 如用線電壓有效值 U2l 表示，則 Ud 與控制角α的關(guān)系如圖形 1-14中曲線所示。這種電 路在大電感負載工作于整流狀態(tài)下，要求最大移相范圍為90°。 在三相橋式全控整流電路中，共陰極組晶閘管與共陽極組晶閘管共用一套變壓器的二次繞組。共陰級組在正半周導通，在電感性負載下導通120°。共陽極組在負半周導通，導電時間也是 120°。接在同一相上的兩個晶 閘管的電流在相位上差 180°， 大小相等，方向相反。設負載電流 的平均值為 Id，則變壓器二次繞組 圖形 1-14 整流電壓與α的關(guān)系 中每相電流的有效值 I2（設變壓器二次為星形接法）為 由于變壓器二次繞組的電流沒有直流分量，所以一次繞 組中的電流波形與二次繞組中的電流波形一樣。根據(jù)變壓器一、二次安匝相等的原則，可以求出一次繞組的電流 I1。 二、晶閘管智能模塊 晶閘管智能模塊的誕生，是電力調(diào)控技術(shù)的一場革命，它使傳統(tǒng)電力調(diào)控領(lǐng)域的諸多難點，如電路復雜、體積龐大、調(diào)試困難、安裝不便、難以使用等各種技術(shù)障礙，被一并逾越。從而使從們對電力控制達到了隨心所欲的完美境界。 2．1產(chǎn)品用途 該模塊完整的三相電力移相調(diào)控系統(tǒng)，可廣泛應用于交直流電機的調(diào)速、工業(yè)電氣自動化、固體開關(guān)、調(diào)溫、調(diào)光、電鍍、穩(wěn)壓、機電一體化、軍工通訊等領(lǐng)域。 2．2產(chǎn)品特點 功率晶閘管與觸發(fā)控制系統(tǒng)集成為一體，可實現(xiàn)兔調(diào)試、免維護，給用戶帶來極大方便。 移相觸發(fā)控制電路與主電路完全隔離，主電路與底板完全隔離，安全可靠，安裝毋需另加絕緣。 主電路輸入電壓范圍寬（AC450V——30V電壓均可）。 給控制端一個0——10V的信號，主電路輸出電壓平滑可調(diào)。 由于采用高性能元器件，以及DCB陶瓷履銅板、鉬履銅板、高熱導彈性硅凝膠等優(yōu)秀材料，加之設計合理，工藝先進，檢測手段齊全，因而可靠性很高，熱負載循環(huán)次數(shù)可達萬次。 模塊既可手動控制，也可用儀表或計算機控制，且抗干擾能力強。 體積小，重量輕，節(jié)材節(jié)電效果顯著。 2．3 、接線示意圖 TMDS和TMFS勵磁系統(tǒng)系采用晶閘管智能模塊作為功率元件。 三、PLC簡介 1．PLC的定義及其類型 可編程序控制器簡稱PLC，是在繼電器控制和計算機控制的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。 （1） 按容量和功能分 可分為小型機、中型機和大型機三類。 （2） 按硬件結(jié)構(gòu)分 可分為整體式、插件式和疊裝式三種。 2．PLC的特點 （1）可靠性高 （2）編程簡單 （3）通用性強 （4）體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝及維護方便 3．PLC與繼電器控制的區(qū)別 在PLC的編程語言中，梯形圖是最為廣泛使用的語言。梯形圖與繼電器控制 線路圖十分相似，主要原因是PLC梯形圖的標注大致上沿用了繼電器控制的叫路元件符號，僅個別處有些不同。同時，信號的輸入/輸出形式及控制功能也是相同的，但PLC的控制與繼電器的控制又有不同之處，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 ? 控制邏輯： ? 工作方式： ? 控制速度： ? 限時控制： ? 計數(shù)控制： ? 設計和施工： ? 可靠性和可維護性： ? 價格 4．PLC的基本結(jié)構(gòu) 目前PLC生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也各不相同，但其基本組成部分大致相同，如下圖： 主要包括：CPU，RAM，ROM和輸入、輸出接口電路等。 5．PLC的工作原理 PLC采用循環(huán)掃描要作方式。用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條，如此周而復始不斷循環(huán)。 十六 TEL:023-67815945,67816265 網(wǎng)址：http://www.zdelectric.com