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技術(shù)知識
靜止式進相器工作原理

發(fā)布時間:2017-05-15

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發(fā)布人:未知

【摘要】本文介紹一種新式智能型電機無功補償裝置,這種補償器采用單片機控制,能夠?qū)崿F(xiàn)自動跟蹤,自動補償以達到提高電機功率因數(shù),降低電機定子電流、電機溫升等目的。
關(guān)鍵詞:測量 跟蹤 補償 相位

1.概述

     眾所周知,靜止式進相器是一種智能型無功功率補償裝置,它具有自動跟蹤補償、靜止無環(huán)流、操作簡單、免維護等許多優(yōu)點,是當代替代旋轉(zhuǎn)式進相機的理想產(chǎn)品。它的補償原理電容補償相比有著本質(zhì)上的區(qū)別。電容補償是在電機定子的前端并聯(lián)電容器C,以吸收電機感性電阻造成的無功功率。它只能改變電容至電網(wǎng)等線路上的電流與電壓的功率因數(shù)角,也就是說只能提高線路上的功率因數(shù)。而進相器卻是一種能夠改變電機本身功率因數(shù)的補償裝置。它是由單片機控制把50HZ交流電通過交交變頻給電機轉(zhuǎn)子中附加一個與轉(zhuǎn)子同頻率的電勢Uf來改變轉(zhuǎn)子的功率因數(shù),從而達到改變電機定子的功率因數(shù)。  等效電路如圖一所示:

圖一  
2.控制原理

圖二
     從圖二可以看出WP系列靜止式進相器是串接在電機轉(zhuǎn)子回路中的。當電機運行時采集轉(zhuǎn)子電流和同步電壓信號,經(jīng)微處理器CPU處理后給可控硅發(fā)出觸發(fā)信號,由可控硅組成的交—交變頻器將工頻電源變?yōu)楹娃D(zhuǎn)子電流同頻率的電勢疊加在電機轉(zhuǎn)子回路中,改變轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電壓的相位關(guān)系,通過磁場進而改變電機定子電流與定子電壓的相位關(guān)系,減小功率因數(shù)角,最終使電機本身的功率因數(shù)得以提高,定子電流得以下降。這種方式,可使電機功率因數(shù)提高到0.98以上,無功功率降低60%以上;降低電機定子電流10%~20%,降低線損、銅損20%-30%;電機溫升顯著降低,效率及過載能力大大提高,電機使用壽命延長。
     它的工作過程如下:
     當電機起動前,先給進相器送上控制電源,通過轉(zhuǎn)換接觸器把電機轉(zhuǎn)子接到起動器上,當電機起動完畢,給進相器一個信號此時微控制單元開始工作,此時按下進相按鈕,轉(zhuǎn)換機構(gòu)把電機轉(zhuǎn)子接入到可控硅變頻器,通過附加電勢的疊加來改變電機的功率因數(shù)。為了保護可控硅,吸收通斷時的峰值電壓,可控硅的陽極A和陰極K之間并聯(lián)有阻容串聯(lián)保護元件。

3.進相器的選配和安裝調(diào)試

     我們知道,對于軋鋼機來說,當有鋼料通過時,電機處于超負荷運轉(zhuǎn),所以在選配進相器時,最好按常規(guī)負荷的高一級來選配。從前面的介紹中我們可知道,進相器主要是給電機轉(zhuǎn)子施加一個同頻率的電動勢,所以進相器的選擇不但要考慮電機的功率而且還要考慮電機的轉(zhuǎn)子額定電流的大小。
     如圖三所示,進相器內(nèi)配有轉(zhuǎn)子回路轉(zhuǎn)換機構(gòu),為了保護電機避免電機轉(zhuǎn)子開路,進相器KM1接觸器的常開觸點串入電機一次開關(guān)柜合閘回路中與電機一次開關(guān)柜相互聯(lián)鎖,進相器不合閘時KM1不吸合,主機不能起動;如果進相器出了故障,則CPU能自動發(fā)出退相指令使進相器退相,當轉(zhuǎn)換機構(gòu)出現(xiàn)故障,則進相器內(nèi)的KM1、KM2就會出現(xiàn)吸合或同時斷開的現(xiàn)象,此時通過KM1、KM2常閉觸點串聯(lián)后并入電機一次開關(guān)柜的分閘回路中,通過聯(lián)鎖使一次柜分閘。
     為了保護進相器免受沖擊,把起動器的轉(zhuǎn)子星點短接接觸器KM10的常開觸點串入進相器的進相回路中,電機起動完畢前,KM10不吸合,進相器就不能進相,電機起動過程中產(chǎn)生的沖擊電流就不會對晶閘管造成損壞。當電機起動完畢后,投入進相器,如果電機定子電流下降、COSø上升就說明補償相序正確,反之如果進相后電機定了電流沒有下降而是上升,COSø下降則說明進相器采樣信號與補償相序正好相反,此時調(diào)整電壓的取樣信號相序就可。

圖三
4.進相器的日常維護
     我們知道,軋鋼廠生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣,灰塵較大,靜止式進相器的可控硅又是采用的風冷方式,所以灰塵就容易隨風進入進相器內(nèi)對可控硅及CPU等各種元配件的性能產(chǎn)生很大的影響。因此,進相器日常維護就必須定期清掃進相器內(nèi)的灰塵,運行過程中應經(jīng)常檢查冷卻風機的運行狀況。當進相器出現(xiàn)故障時,最好是按照廠家提供的原理圖采用排除法來來一步步的確診。
     晶閘管是一種大功率的半導體元件,他的好壞直接影響到進相器的工作性能,當進相器進相工作時,我們可以檢查其A、K兩極的阻值是否在幾百千歐以上變化(阻容保元件造成)K、G兩極之間阻值是否幾十歐,且每相的幾只阻值基本相同。
5.應用實例
     福建福安昌順軋鋼廠于2002年7月份選用一臺WP5-600G型高壓靜止式進相器,所配電型號為YR630-10/1180,電機定子電壓 6KV,額定電流為 78A ,轉(zhuǎn)子開路電壓為 781V,轉(zhuǎn)子額定電流為 500A ,額定功率因數(shù)為 0.8 ,當電機沒有負荷時運行電流為 20A,功率因數(shù)為 <0.45 ,投入進相后電流為 15A ,功率因數(shù)為 0.85 ;當有鋼料通過時電機運行電流為150~200A,功率因數(shù)為0.9,   投入進相后電流為 120~170A,功率因數(shù)為 ≈1 。

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