維護(hù)電工基礎(chǔ)知識(shí)講解詳解演示文稿

維護(hù)電工基礎(chǔ)知識(shí)講解詳解演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)（優(yōu)選）維護(hù)電工基礎(chǔ)知識(shí)講解當(dāng)前第2頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第一章元器件定義：一般電阻元件，在任何一時(shí)刻元件兩端的電壓與流過(guò)其端鈕之間的電流存在一種代數(shù)關(guān)系（確切的瞬時(shí)關(guān)系）的兩端鈕元件。在交流和直流電路情況：瞬時(shí)值：

序言電阻當(dāng)前第3頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---電阻當(dāng)前第4頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---電阻平均功率：耗能器件電阻的電壓和電流相位關(guān)系：同相位電阻參數(shù)：功率、阻值電阻的用途：1.分壓2.限流

3.吸收過(guò)電壓

4.加熱、提供熱能、電阻的特點(diǎn)：

1.P大于0，具有耗能性2.U和I都可突變當(dāng)前第5頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---電感電感定義：一般電感元件，就是電流i與磁鏈之間存在一種代數(shù)關(guān)系（確切的瞬時(shí)關(guān)系）的兩端鈕元件。韋安特性：磁鏈與電流關(guān)系

線性非時(shí)變的電感元件(韋安特性是條過(guò)原點(diǎn)直線）直流回路電感相當(dāng)于短路當(dāng)前第6頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---電感電感元件（線性非時(shí)變）電壓、電流關(guān)系：電阻忽略不計(jì)時(shí)（外加電壓超前電流90）當(dāng)前第7頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---電感功率、電壓、電流相位關(guān)系：QL的頻率是電壓或電流頻率的2倍。U、i都為正時(shí)，QL為正，吸收能量（負(fù)載）U、i都為負(fù)時(shí)，QL為正，吸收能量（負(fù)載）U為正i為負(fù)時(shí)，QL為正，吸收能量（無(wú)功電源）U為負(fù)i為正時(shí)，QL為正，吸收能量（無(wú)功電源）電阻忽略不計(jì)時(shí)，電路中沒(méi)有能量損耗，瞬時(shí)功率正半周與正半周的面積完全相等，所以交流電感電路中平均功率為0.當(dāng)前第8頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---電感磁場(chǎng)儲(chǔ)能：存儲(chǔ)在磁場(chǎng)中全部能量電感參數(shù)：電感量、電流電感的用途：濾波、諧波治理、變壓器、電機(jī)、電磁鐵、接觸器、繼電器、磁砣、電焊機(jī)、高頻淬火等。

當(dāng)前第9頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---電容電容定義：聚集電荷或存儲(chǔ)電能的元件。電荷與兩端存在著代數(shù)關(guān)系的兩端鈕元件。庫(kù)伏特性：i大于0時(shí)，充電；i小于0時(shí)，放電（q下降，電壓降，電壓變化率下降）。線性非時(shí)變電容元件q正比于u當(dāng)前第10頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---電容電流i超前電壓u90度阻抗電容的儲(chǔ)能：當(dāng)前第11頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---電容某一時(shí)刻的電壓u(t)與該時(shí)刻以前的電流都有關(guān)系，對(duì)過(guò)去歷史上有過(guò)的電流有記憶作用，因此，電容是有記憶性作用。電容的特點(diǎn)：1.c元件是動(dòng)態(tài)元件（導(dǎo)數(shù)關(guān)系）、儲(chǔ)能元件、是由記憶性元件、無(wú)源性元件。2.電壓超前電流90度電容的用途：濾波、諧波治理、提高電網(wǎng)功率因數(shù)、過(guò)電壓吸收等。電容的種類：當(dāng)前第12頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件二極管1.PN結(jié)的單相導(dǎo)電性：

I------PN結(jié)的電流（A)Is-----反向飽和電流（A)V-----外加電壓（V)Vt-----溫度的電壓當(dāng)量e------自然對(duì)數(shù)的底q------電子電荷量K------玻爾茲曼常數(shù)T------絕對(duì)溫度從上式可以看出，當(dāng)PN結(jié)為正向偏置時(shí)，電壓V為正，只要V遠(yuǎn)大于Vt（常溫下Vt=0.026V），式中結(jié)中遠(yuǎn)大于1，因此PN結(jié)中的電流If隨正偏電壓V的增加按指數(shù)規(guī)律上升。當(dāng)PN結(jié)為反向偏置時(shí)，電壓V為負(fù)，隨電壓V的絕對(duì)值的增加，指數(shù)項(xiàng)很快趨近于0，于是I約等于-Is，即反向飽和電流是一常數(shù)，不隨外加電壓變化。當(dāng)前第13頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件2.PN結(jié)的反向擊穿（1）雪崩擊穿：高電壓擊穿（2）齊納擊穿：也稱隧道擊穿，在比較低的反向電壓下發(fā)生擊穿（3）熱擊穿3.二極管的特性與參數(shù)：（1）伏安特性：與溫度有關(guān)（溫度升高曲線左移）4.開(kāi)關(guān)特性：由于Pn結(jié)電容的存在，在二極管加正向電壓流過(guò)正向電流時(shí)，結(jié)電容上沖有一定電荷。當(dāng)前第14頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件（1）在t＜0時(shí)刻，二極管加正向電壓Vf，正向電流由負(fù)載電阻決定（If=Vf/R），二極管的正向壓降很小。（2）當(dāng)t=0時(shí)，切斷正向電壓Vf，施加反向電壓Vr。二極管的正向電壓降很小，但是由于勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的作用，載流子無(wú)法立即消失，所以，二極管兩端電壓電壓仍然保持導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)正向電壓降的值，即Ud。反向電流仍由負(fù)載電阻R決定，-Ir=-Vr/R。

(3）當(dāng)t＞0時(shí)，盡管空間電荷區(qū)的存儲(chǔ)載流子不斷漂移出該區(qū)，但由于N區(qū)中的非平衡載流子不斷向空間電荷區(qū)移動(dòng)。從而使空間電荷區(qū)仍然保持大量存儲(chǔ)載流子，因而具有正向電壓降，使反向電流保持較大的數(shù)值。當(dāng)前第15頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件（4）當(dāng)t=td時(shí)刻，是二極管反向恢復(fù)過(guò)程中的的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，此時(shí)加于空間電荷區(qū)的正向電壓減小為0，非平衡載流子完全消失，此后空間電荷區(qū)的載流子濃度將開(kāi)始衰減，td稱為延遲時(shí)間。（5）當(dāng)t＞td以后，空間電荷區(qū)的載流子濃度進(jìn)一步減少，開(kāi)始承受反向電壓PN結(jié)變?yōu)榉聪蚱脿顟B(tài)，反向電流明顯下降，反向電壓降相應(yīng)上升。反向電壓上升到外加電壓-Ur，反向電流減小到反向飽和電流，此時(shí)二極管完全恢復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)。（6）由t=td到二極管完全截止所需時(shí)間稱為電流下降時(shí)間，用tf表示（7）反向恢復(fù)時(shí)間trr=td+tf---------決定開(kāi)關(guān)速度5.性能參數(shù)：（1）額定正向平均電流If長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過(guò)的最大正向平均電流。有效值為：1.57If當(dāng)前第16頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件（2）反向重復(fù)峰值電壓：反向所能施加的最高峰值電壓。通常是反向雪崩擊穿電壓的2/3.（3）最高允許結(jié)溫：125℃-----175℃（4）反向恢復(fù)時(shí)間trr：是從二極管正向電流過(guò)零到反向電流下降到其峰值10%時(shí)的時(shí)間間隔它與反向電流上升率、結(jié)溫、開(kāi)關(guān)前的最大正向電流等因素有關(guān)。（5）定額：他是體現(xiàn)承載正向不重復(fù)最大電流的能力。即電流浪涌不超過(guò)一個(gè)工頻周期時(shí)當(dāng)前第17頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件6.二極管的分類：普通二極管、快恢復(fù)二極管、肖特基二極管。普通二極管：用于1KHZ以下的整流電路中，反向恢復(fù)時(shí)間25微秒左右?？旎謴?fù)二極管：用于高頻斬波和逆變電路，反向恢復(fù)時(shí)間5微秒左右。超快速二極管可達(dá)50納秒。7.二極管的用途：整流、過(guò)電壓吸收、續(xù)流、限幅、穩(wěn)壓等。8.二極管的檢驗(yàn)方法：當(dāng)前第18頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件晶閘管（半控器件）1.普通晶閘管：（Thyristor)SCR(1)結(jié)構(gòu)：螺栓和平板型。(2)晶閘管導(dǎo)通、關(guān)斷條件：（3）陽(yáng)極伏安特性：晶閘管陽(yáng)極陰極之間電壓Uak與陽(yáng)極電流Ia之間的函數(shù)關(guān)系。

(4)門(mén)極伏安特性：因工藝原因門(mén)極伏安特性相差很大。當(dāng)前第19頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件（5）晶閘管開(kāi)通特性：晶閘管開(kāi)通不是瞬間完成的，開(kāi)通時(shí)陰極與陽(yáng)極兩端的電壓有一個(gè)下降過(guò)程，而陽(yáng)極電流的上升也有一個(gè)過(guò)程。（6）晶閘管關(guān)斷過(guò)程：Toff=Trr+TgrTrr---------反向恢復(fù)時(shí)間Tgr---------門(mén)極恢復(fù)時(shí)間

（7）參數(shù)：

a.電壓參數(shù)：斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓：門(mén)極開(kāi)路時(shí)，施加于晶閘管的正向陽(yáng)極電壓上升到正向伏安特性曲線急劇彎曲處所對(duì)應(yīng)的電壓。此電壓不能重復(fù)施加，時(shí)間不大于10ms。當(dāng)前第20頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件斷態(tài)重復(fù)峰值電壓：門(mén)極開(kāi)路及額定結(jié)溫下，允許每秒50次，持續(xù)時(shí)間不大于10ms，重復(fù)施加于晶閘管上的正向斷態(tài)最大脈沖電壓。一般為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓的90%。反向不重復(fù)峰值電壓：門(mén)極開(kāi)路時(shí)，施加于晶閘管的反向電壓上升到反向伏安特性曲線急劇彎曲處所對(duì)應(yīng)的電壓。此電壓不能重復(fù)施加，時(shí)間不大于10ms。反向重復(fù)峰值電壓：門(mén)極開(kāi)路及額定結(jié)溫下，允許每秒50次，持續(xù)時(shí)間不大于10ms，重復(fù)施加于晶閘管上的反向斷態(tài)最大脈沖電壓。額定電壓：將斷態(tài)重復(fù)峰值電壓和反向重復(fù)峰值電壓的較小值定為額定電壓。當(dāng)前第21頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件通態(tài)峰值電壓：（管壓降）通2倍額定通態(tài)平均電流和額定結(jié)溫時(shí)，陽(yáng)極與陰極間瞬時(shí)電壓值b.電流參數(shù)：通態(tài)平均電流：環(huán)境溫度40℃和規(guī)定的冷卻條件下；導(dǎo)通角不小于170；額定結(jié)溫時(shí)，所允許通過(guò)的工頻正弦半波電流的平均值；維持電流：擎住電流：晶閘管導(dǎo)通后，去掉觸發(fā)脈沖能使晶閘管保持導(dǎo)通所需要的最小陽(yáng)極電流。擎住電流是維持電流的幾倍。當(dāng)前第22頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件斷態(tài)重復(fù)峰值電流：門(mén)極開(kāi)路及額定結(jié)溫下，對(duì)應(yīng)于斷態(tài)重復(fù)峰值電壓下的峰值電流。斷態(tài)反向重復(fù)峰值電流：門(mén)極開(kāi)路及額定結(jié)溫下，對(duì)應(yīng)于斷態(tài)反向重復(fù)峰值電壓下的峰值電流。浪涌電流：在規(guī)定條件下，工頻正弦半周期內(nèi)所允許的最大過(guò)載峰值電流。門(mén)極參數(shù)：門(mén)極觸發(fā)電壓：（一般1—5V）門(mén)極重復(fù)電流：（一般幾十—---幾百mA）門(mén)極反向峰值電壓：不超過(guò)10V當(dāng)前第23頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件動(dòng)態(tài)參數(shù)：斷態(tài)電壓臨界上升率：du/dt在額定結(jié)溫和門(mén)極開(kāi)路條件下，使得晶閘管保持?jǐn)鄳B(tài)所承受的最大電壓上升率。通態(tài)臨界電流上升率di/dt晶閘管用門(mén)極觸發(fā)信號(hào)開(kāi)通時(shí)，使得晶閘管不會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞承的通態(tài)最大電流上升率。2.特殊晶閘管高頻晶閘管雙向晶閘管光控晶閘管當(dāng)前第24頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件3.晶閘管的應(yīng)用：各種整流電路：（1）單相半波、全波整流電路（2）三相橋式全控、半控整流電路（3）帶平衡電抗器的雙反星整流電路交流調(diào)壓逆變器電子開(kāi)關(guān)晶閘管的檢查：絕緣柵雙極型晶體管：IGBT（電壓控制器件）1.特點(diǎn)：（1）輸入高阻抗，是場(chǎng)控器件。（MOSFET特性----MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管）當(dāng)前第25頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件（2）輸出特性飽和壓降低。（BJT----雙極晶體管特點(diǎn)）（3）驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單(日本富士EXB系列驅(qū)動(dòng)模塊）、保護(hù)容易、不用緩沖電路、開(kāi)關(guān)頻率高。IGBT產(chǎn)品種類：一單元模塊1200V2400A3300V1200A二單元模塊1200V800A3300V400A六單元模塊2500V1000AIGBT的主要參數(shù):（1）集電極-發(fā)射極額定電壓雪崩擊穿電壓（2）柵極-發(fā)射極額定電壓小于+20V當(dāng)前第26頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件（3）額定集電極電流：IGBT導(dǎo)通時(shí)的最大電流8-400A（4）集電極-發(fā)射極飽和電壓：飽和動(dòng)態(tài)時(shí)，集電極-發(fā)射極電壓降。值越小，管子的功耗越小。開(kāi)關(guān)頻率：30-40KHZ目前，功能市場(chǎng)應(yīng)用最多的IGBT驅(qū)動(dòng)模塊是富士公司的EXB系列，它驅(qū)動(dòng)全部的IGBT產(chǎn)品。IGBT驅(qū)動(dòng)模塊有過(guò)電流保護(hù)電路和過(guò)電流保護(hù)輸出信號(hào)端子；2500V高隔離電壓的光耦；智能電力模塊（IPM）（1）特點(diǎn)：將主開(kāi)關(guān)器件、續(xù)流二極管、驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)元件、電壓檢測(cè)元件、溫度檢測(cè)元件及保護(hù)信號(hào)生成與傳送電路，某些接口電路集成在一起。當(dāng)前第27頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)元器件---功率元件IGBT驅(qū)動(dòng)電路過(guò)流保護(hù)過(guò)熱保護(hù)欠壓保護(hù)IPM（智能功率模塊）PIM（功率集成模塊）當(dāng)前第28頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第二章電機(jī)MT電機(jī)轉(zhuǎn)矩T負(fù)載轉(zhuǎn)矩中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)終端機(jī)械當(dāng)前第29頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第二章電機(jī)電機(jī)的分類：按供電電源分：直流電機(jī)和交流電機(jī)按防護(hù)型式分：開(kāi)啟式、防護(hù)式（網(wǎng)罩式、防滴式、防濺式、封閉式、防水式、防暴式、水密式、潛水式。IP11------防止大于50mm的固體進(jìn)入，且垂直水滴不能進(jìn)入電機(jī)按電機(jī)通風(fēng)冷卻方式分：空氣冷卻（自冷式、自扇冷卻、它扇冷卻、管道通風(fēng)冷卻）、液體冷卻。按工作制分：連續(xù)工作制、短時(shí)工作制、斷續(xù)周期工作制、電機(jī)名牌數(shù)據(jù)：型號(hào)、額定數(shù)據(jù)、防護(hù)等級(jí)、接線方式、海拔高度。型號(hào)：異步機(jī)Y112S-6112--中心高度112mmS----短機(jī)座6---6極同步機(jī)TFW225M2-6/24225---中心高度225mmM---中機(jī)座TFW---無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)當(dāng)前第30頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第二章電機(jī)直流電機(jī)：直流電動(dòng)機(jī)、直流發(fā)電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)：1.類型：它勵(lì)電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)2.主要公式：3.直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法：4.直流電動(dòng)機(jī)各繞組極性判定：5.直流電動(dòng)機(jī)刷位確定：6.直流電動(dòng)機(jī)維護(hù)(1)起動(dòng)前的檢查:a.清掃灰塵。b.絕緣電阻測(cè)試。電機(jī)額定電壓500V以下，500V搖表當(dāng)前第31頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第二章電機(jī)電機(jī)500V以上，1000V搖表c.檢查換向器表面是否光潔。d.檢查電刷的磨損情況。刷距均勻否。（2）運(yùn)行時(shí)的監(jiān)視和維護(hù)a.火花（無(wú)火花或11/2級(jí)的無(wú)害火花）b.溫度監(jiān)視C.絕緣電阻監(jiān)視.最低值1M/KV但不低于0.5Md.潤(rùn)滑系統(tǒng)的監(jiān)視e.異常情況的觀察和分析。如：異常聲音、異常氣味、異常振動(dòng)等當(dāng)前第32頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第二章電機(jī)（2）修復(fù)后的試驗(yàn)a.試驗(yàn)前工作：電機(jī)各種標(biāo)志檢查：如出線端標(biāo)志，接地標(biāo)志，轉(zhuǎn)向標(biāo)志等。緊固件檢查：機(jī)械檢查：換向器及電刷、集電環(huán)檢查。氣隙大小及對(duì)稱性檢查軸承運(yùn)行情況和電機(jī)振動(dòng)情況檢查：磁極極性檢查中性位置確定b.絕緣測(cè)定：吸收比大于1.3通常不低于下式所求值當(dāng)前第33頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第二章電機(jī)R-----絕緣電阻（兆歐）u-----電機(jī)繞組絕緣電阻(V)P-----電機(jī)額定功率（KW)

對(duì)于交流發(fā)電機(jī)（KVA),對(duì)于調(diào)相機(jī)(Kvar)c.繞組直流電阻測(cè)量：標(biāo)準(zhǔn)：磁場(chǎng)繞組的直流電阻與原始值比較不大于2%。電樞換向片間的電阻差不超過(guò)10%（由均壓線所引起的有規(guī)律的變化除外）。d.絕緣耐壓試驗(yàn)：匝間耐壓試驗(yàn)：130%額定電壓（空載時(shí)）1min對(duì)地.絕緣耐壓試驗(yàn)：1000V+2倍額定電壓1min超速試驗(yàn)：1.1倍額定電壓的空載轉(zhuǎn)速2min當(dāng)前第34頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第二章電機(jī)交流電機(jī)同步、異步電動(dòng)機(jī)比較表異步電動(dòng)機(jī)1.類型：鼠籠式電動(dòng)機(jī)、繞線式電動(dòng)機(jī)2.主要公式：

當(dāng)前第35頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第二章電機(jī)公式3.交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法：4.交流電動(dòng)機(jī)各繞組極性判定：5.交流電動(dòng)機(jī)維護(hù)

（1）起動(dòng)前的檢查:（2）運(yùn)行中檢查：當(dāng)前第36頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第三章變壓器變壓器變壓器分類：變壓器原理：變壓器連結(jié)組別：變壓器并聯(lián)運(yùn)行條件變壓器維護(hù)變壓器試驗(yàn)當(dāng)前第37頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第四章閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

定義以交流（直流）電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械的系統(tǒng)我們稱之為交流（直流）電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，也稱交流（直流）電氣拖動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)前第38頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第四章閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

系統(tǒng)構(gòu)成中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)交流電源輸入終端機(jī)械交流電機(jī)直流調(diào)速裝置直流輸出皮帶輪、齒輪箱等風(fēng)機(jī)、泵等直流電機(jī)交流調(diào)速裝置交流輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)變頻器當(dāng)前第39頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第四章閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)基礎(chǔ)理論直流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)：控制對(duì)象：直流電動(dòng)機(jī)控制原理簡(jiǎn)單，一種調(diào)速方式性能優(yōu)良，對(duì)硬件要求不高電機(jī)有換向電刷（換向火化）電機(jī)設(shè)計(jì)功率受限電機(jī)易損壞，不適應(yīng)惡劣現(xiàn)場(chǎng)需定期維護(hù)當(dāng)前第40頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第四章閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)基礎(chǔ)理論交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)：控制對(duì)象：交流電動(dòng)機(jī)控制原理復(fù)雜，有多種調(diào)速方式性能較差，對(duì)硬件要求較高電機(jī)無(wú)電刷，無(wú)換向火化問(wèn)題電機(jī)功率設(shè)計(jì)不受限電機(jī)不易損壞，適應(yīng)惡劣現(xiàn)場(chǎng)基本免維護(hù)當(dāng)前第41頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第四章閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)基礎(chǔ)理論當(dāng)前第42頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)同步、異步電動(dòng)機(jī)比較表穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比：穩(wěn)定性高，轉(zhuǎn)矩與端電壓成正比：

穩(wěn)定性

低

高效率不可調(diào)，滯后可調(diào)，可工作在超前、平激、滯后功率因數(shù)隨著負(fù)載的改變而改變不隨負(fù)載的大小而改變轉(zhuǎn)速

異步電動(dòng)機(jī)

同步電動(dòng)機(jī)當(dāng)前第43頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)同步電動(dòng)機(jī)通過(guò)增加電機(jī)的勵(lì)磁電流，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償

序言

在電網(wǎng)電壓U為常值，電磁功率為常值時(shí)，勵(lì)磁電流與功率因數(shù)的關(guān)系就可以由電樞電流得到，見(jiàn)左圖。調(diào)節(jié)勵(lì)磁就可以調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，從而使其工作在超前、平激、滯后三種狀態(tài)。0超前滯后定子電流ID勵(lì)磁電流If

同步電機(jī)工作U形曲線當(dāng)前第44頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)同步電機(jī)補(bǔ)償示意圖

同步電機(jī)在過(guò)激的情況下，提高自身的峰值轉(zhuǎn)矩，同時(shí)向異步電機(jī)提供無(wú)功功率

(如左上圖)。這樣既提高同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，又給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

序言δP功角特性圖當(dāng)前第45頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)目前同步電機(jī)的使用現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代化大生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)電設(shè)備越來(lái)越趨向大型化、自動(dòng)化、復(fù)雜化、生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)化，由機(jī)電設(shè)備群體組成的系統(tǒng)一旦失效，就會(huì)對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量造成極大的威脅。同步電機(jī)由于其具有一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、單機(jī)容量大、能向電網(wǎng)發(fā)送無(wú)功功率，支持電網(wǎng)電壓，在我國(guó)各行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，特別是在特大型企業(yè)，大型同步電動(dòng)機(jī)擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)的重任，其一旦停機(jī)或故障，將嚴(yán)重影響連續(xù)生產(chǎn)，特別嚴(yán)重的電機(jī)設(shè)備事故將導(dǎo)致停產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的嚴(yán)重?fù)p失，而長(zhǎng)期以來(lái)發(fā)生同步電動(dòng)機(jī)及其勵(lì)磁裝置損壞事故卻屢見(jiàn)不鮮。

序言當(dāng)前第46頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)同步電機(jī)的損壞主要表現(xiàn)1.定子繞組端部綁線蹦斷，線圈表面絕緣蹭壞，連接處開(kāi)焊；導(dǎo)線在槽口處斷裂，進(jìn)而引起短路；運(yùn)行中噪音增大；定子鐵芯松動(dòng)等故障。（見(jiàn)下一頁(yè)圖）2.轉(zhuǎn)子勵(lì)磁起動(dòng)繞組籠條斷裂；繞組接頭處產(chǎn)生裂紋，開(kāi)焊，局部過(guò)熱烤焦絕緣；轉(zhuǎn)子磁級(jí)的燕尾鍥松動(dòng)，退出；轉(zhuǎn)子線圈絕緣損傷；電刷滑環(huán)松動(dòng)；風(fēng)葉斷裂等故障。

序言當(dāng)前第47頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)轉(zhuǎn)子繞組剖面圖轉(zhuǎn)子模擬圖定子繞組

序言當(dāng)前第48頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第二章

勵(lì)磁主回路的合理選配

傳統(tǒng)半控、全控橋勵(lì)磁主回路的比較改進(jìn)型半控、全控橋勵(lì)磁主回路比較勵(lì)磁控制系統(tǒng)主回路元件選配主回路的選擇當(dāng)前第49頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)勵(lì)磁柜主電路一般有四種主回路的選擇圖1圖2圖4圖3當(dāng)前第50頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)在起動(dòng)時(shí)左上圖正負(fù)方向電流明顯不平衡，產(chǎn)生直流電，引起電機(jī)遭受脈振轉(zhuǎn)矩強(qiáng)烈振動(dòng)，電機(jī)起動(dòng)過(guò)程所受強(qiáng)烈脈振是電機(jī)產(chǎn)生暗傷逐步損壞的重要原因之一。傳統(tǒng)半、全控橋主回路分析主回路的選擇圖一圖二當(dāng)前第51頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)圖一主回路的選擇上圖主回路在電機(jī)起動(dòng)時(shí)有：當(dāng)前第52頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)

因此出現(xiàn)如右圖二的轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓、電流曲線圖?，F(xiàn)將感應(yīng)電流做直流交流成分分解如下：圖二UfIf主回路的選擇不難看出電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中+if和-if相差較大，即：遠(yuǎn)大于當(dāng)前第53頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)主回路的選擇IfNS

圖二定子轉(zhuǎn)子示意圖電流if分解如上圖。If1分解為if2和if3。由于直流分量的存在，類似將轉(zhuǎn)子提前投勵(lì)磁，因而電機(jī)在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下強(qiáng)烈脈震。當(dāng)前第54頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)定子電流也因此而強(qiáng)烈脈動(dòng)

電機(jī)起動(dòng)過(guò)程發(fā)出的強(qiáng)烈振動(dòng)聲，甚至在整個(gè)大廳內(nèi)都可以聽(tīng)到。而且這種脈振會(huì)一直持續(xù)到電機(jī)起動(dòng)結(jié)束才消失，電機(jī)起動(dòng)過(guò)程所受強(qiáng)烈脈震是電機(jī)損傷的重要原因之一。主回路的選擇Id實(shí)際定子電流曲線期望定子電流曲線T圖一：定子電流脈振圖0當(dāng)前第55頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)主回路的選擇傳統(tǒng)全控橋主回路

電機(jī)起動(dòng)時(shí)，隨著電機(jī)起動(dòng)過(guò)程滑差減小，轉(zhuǎn)子線圈內(nèi)感應(yīng)電勢(shì)逐步減少，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到50%以上時(shí)，勵(lì)磁回路感應(yīng)電流負(fù)半波通路不暢，將處于時(shí)通時(shí)斷，似通非通狀態(tài)，同樣形成+if與—-if電流不對(duì)稱，由此同樣形成脈振轉(zhuǎn)矩，造成電機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，損傷電機(jī)。因此傳統(tǒng)主回路逐漸被淘汰。當(dāng)前第56頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)改進(jìn)型全控橋式勵(lì)磁裝置主回路缺點(diǎn)：

采用逆變滅磁，可靠性低，穩(wěn)定性差電機(jī)運(yùn)行時(shí)滅磁電阻長(zhǎng)期發(fā)熱不能不停機(jī)更換控制組件停機(jī)要保正控制回路不失電主回路的選擇改進(jìn)型全控橋式勵(lì)磁裝置主回路

KZKQRf

觸發(fā)角為90度時(shí)輸出電壓Ud當(dāng)前第57頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)（1）采用全控橋式電路，停機(jī)時(shí)或失步時(shí)，其勵(lì)磁控制系統(tǒng)的滅磁回路采用逆變滅磁的方式，而逆變滅磁要求電網(wǎng)電壓相對(duì)穩(wěn)定、主回路（包括主橋6只可控硅、快熔、整流變壓器等）及控制回路完好，停機(jī)時(shí)主回路電源不能馬上停止。上述條件只要某一條件不能滿足，將造成逆變滅磁不成功，造成逆變顛覆，損壞主回路元件及電機(jī)，往往出現(xiàn)正常運(yùn)行的勵(lì)磁裝置停車(chē)后不能再次順利開(kāi)車(chē)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)主回路元件或控制回路損壞的實(shí)例。（2）采用全控橋式電路，由于勵(lì)磁繞組系電感性負(fù)載，當(dāng)可控硅導(dǎo)通角較小電壓波形出現(xiàn)過(guò)零時(shí)，就會(huì)有電流從Rf、KZ回路續(xù)流，這也是采用全控橋式電路經(jīng)常發(fā)生滅磁電阻發(fā)熱的原因之一。（3）全控橋式電路作為勵(lì)磁裝置的主電路，不能實(shí)現(xiàn)不停機(jī)完全更換控制插件。為了達(dá)到不停機(jī)更換插件的功能，只能將控制系統(tǒng)做成雙系統(tǒng)或多系統(tǒng)、互為熱備用，即一套運(yùn)行，一套熱備用。當(dāng)一套控制系統(tǒng)故障時(shí)，自動(dòng)切換到另一套備用系統(tǒng)。但是采用多CPU備份沒(méi)有實(shí)際意義，復(fù)雜的備份邏輯會(huì)減少系統(tǒng)的平均無(wú)故障工作時(shí)間，影響可靠性。主回路的選擇當(dāng)前第58頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)斷勵(lì)續(xù)流滅磁或阻容滅磁，可靠性高系統(tǒng)可以利用半控橋式主電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)更換勵(lì)磁控制插件線路相對(duì)簡(jiǎn)潔可靠主回路的選擇改進(jìn)型半控橋式勵(lì)磁裝置主回路特點(diǎn)

半控橋式勵(lì)磁裝置主回路

KZKQRf當(dāng)前第59頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)（1）電機(jī)在停機(jī)或失步時(shí)，主回路采用半控橋式電路，可根據(jù)工況選擇阻容滅磁或斷勵(lì)續(xù)流滅磁方式，或者兩者皆用。A:斷勵(lì)續(xù)流滅磁方式是在電機(jī)失步或停機(jī)時(shí)，勵(lì)磁控制系統(tǒng)立即停發(fā)觸發(fā)脈沖，通過(guò)控制回路斷開(kāi)勵(lì)磁主回路接觸器。依靠半控橋式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行續(xù)流滅磁，這種滅磁方式獨(dú)立可靠B:阻容滅磁方式（見(jiàn)下頁(yè)圖），這種滅磁方式滅磁速度更快。改進(jìn)型半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)

主回路的選擇當(dāng)前第60頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)（2）滅磁電阻狀態(tài)；

采用半控橋式電路，就不會(huì)有電流從Rf、KZ回路續(xù)流，而是通過(guò)可控硅和最后一個(gè)導(dǎo)通的二極管，因此采用半控橋式電路滅磁電阻在運(yùn)行過(guò)程中處于冷態(tài)；主回路的選擇

半控橋式勵(lì)磁裝置主回路

KZKQRf當(dāng)前第61頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)（3）勵(lì)磁控制系統(tǒng)可以充分利用半控橋式主電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不停機(jī)更換勵(lì)磁控制器；當(dāng)勵(lì)磁裝置控制部分出現(xiàn)故障時(shí)，可利用半空橋電路“失控”的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)、不減載、不失勵(lì)的情況下從容更換。其基本原理如下：在投勵(lì)后拔控制插件，由于電機(jī)勵(lì)磁繞組的大電感特性，使一只可控硅始終處于開(kāi)通狀態(tài)，三分之二在整流狀態(tài)，三分之一在續(xù)流狀態(tài)。（如下頁(yè)圖）主回路的選擇當(dāng)前第62頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)

在選擇整流變壓器時(shí)，已合理選配二次電壓，使它既能滿足強(qiáng)勵(lì)要求，又在失控狀態(tài)下平均電壓與平時(shí)運(yùn)行電壓接近，滿足電機(jī)正常運(yùn)行對(duì)勵(lì)磁的需求。當(dāng)更換上備用控制插件后，勵(lì)磁裝置自動(dòng)轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)。主回路的選擇勵(lì)磁控制系統(tǒng)半控橋主回路優(yōu)點(diǎn)當(dāng)前第63頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)減小諧波改善波形：盡管半空橋式電路比全控橋式電路諧波分量相對(duì)大些，但只要合理選擇整流變壓器參數(shù)，使勵(lì)磁裝置在正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)通角相對(duì)增大，將整流變壓器接成△/Y-11型，自動(dòng)抵消諧波的主要成分三次諧波，降低諧波對(duì)電網(wǎng)的影響。墊底處理避免失控：使用半控橋式電路，當(dāng)勵(lì)磁電流在很小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象，而在同步電動(dòng)機(jī)這一特殊領(lǐng)域，勵(lì)磁電流很低會(huì)造成電機(jī)失步，所以正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電流不應(yīng)很低，不應(yīng)該工作到失控區(qū)。通過(guò)設(shè)定墊底電壓（或電流）進(jìn)行處理，可使勵(lì)磁裝置在正常情況下不出現(xiàn)失控。主回路的選擇半控橋主回路的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)當(dāng)前第64頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)半控橋主回路的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)滅磁分級(jí)整定滅磁系統(tǒng)分兩種狀態(tài)。電機(jī)異步狀態(tài)時(shí)，KQ可控硅處于低通狀態(tài)，在較低電壓下及時(shí)開(kāi)通（類似于二極管），使電機(jī)起動(dòng)時(shí)正負(fù)半波電流對(duì)稱。電機(jī)在同步狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，滅磁系統(tǒng)處于高通狀態(tài)，確保了可控硅KQ不誤導(dǎo)通，過(guò)電壓時(shí)又及時(shí)開(kāi)通，過(guò)電壓消失后及時(shí)關(guān)斷。

半控橋式勵(lì)磁裝置主回路

KZKQRf當(dāng)前第65頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)半控橋電路和全控橋電路比較總結(jié)

半控橋

全控橋斷勵(lì)續(xù)流、阻容滅磁可靠性高

逆變滅磁可靠性差運(yùn)行中滅磁電阻冷

運(yùn)行中滅磁電阻熱線路簡(jiǎn)潔，穩(wěn)定性高

線路復(fù)雜，穩(wěn)定性差能停機(jī)馬上切除電源停機(jī)不能馬上切除電源不停機(jī)完全更換控制器不能完全更換主回路的選擇當(dāng)前第66頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)半控橋、全控橋主電路比較總結(jié)經(jīng)上述分析、比較，可以說(shuō)明：

在同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁裝置這特定場(chǎng)合，本著因地制宜的原則，主電路采用改進(jìn)型半控橋式電路的勵(lì)磁裝置，技術(shù)上更為先進(jìn)、完善，合理，有著全控橋式電路無(wú)法比擬的優(yōu)越性。

主回路的選擇當(dāng)前第67頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)主回路元件選擇a．滅磁電阻的選擇b.主回路元件的選擇主回路的選擇

半控橋式勵(lì)磁裝置主回路

KZKQRf當(dāng)前第68頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)滅磁電阻的選擇滅磁電阻Rf的選擇滅磁電阻的大小對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)性能影響很大，應(yīng)合理選配。同步電機(jī)中有鼠籠起動(dòng)繞組，當(dāng)電機(jī)定子通電時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速差較大，產(chǎn)生較大的電流，轉(zhuǎn)子得到較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。除了鼠籠繞組起動(dòng)力矩外，勵(lì)磁繞組也和滅磁電阻組成回路，有電流通過(guò)，形成“單軸轉(zhuǎn)矩”。因此選擇合適的滅磁電阻Rf對(duì)電機(jī)的順利起動(dòng)是關(guān)鍵的。主回路的選擇當(dāng)前第69頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)

異步驅(qū)動(dòng)特性曲線示意圖

加入滅磁電阻Rf就是為了改變電機(jī)的異步驅(qū)動(dòng)特性。Rf的阻值大小應(yīng)合理選擇，若選擇太?。ㄒ?jiàn)曲線4），仍然存在凹坑；若選擇太大（見(jiàn)曲線5），電機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速低，很有可能造成電機(jī)轉(zhuǎn)速不能進(jìn)入臨界滑差（即所說(shuō)的亞同步）。曲線6是合理選配滅磁電阻Rf的異步驅(qū)動(dòng)特性曲線。主回路的選擇當(dāng)前第70頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)第三章勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式

滑差投勵(lì)1.傳統(tǒng)勵(lì)磁采用順極性投勵(lì)2.新型微機(jī)型勵(lì)磁系統(tǒng)，按照“準(zhǔn)角強(qiáng)勵(lì)”原則設(shè)計(jì)。計(jì)時(shí)投勵(lì)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式

當(dāng)前第71頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)傳統(tǒng)投勵(lì)方式傳統(tǒng)投勵(lì)方式，由于投勵(lì)時(shí)間選擇不當(dāng)，出現(xiàn)投勵(lì)瞬間，電機(jī)震蕩，在現(xiàn)場(chǎng)往往能夠聽(tīng)到?jīng)_擊聲。（如右圖）傳統(tǒng)采用投勵(lì)插件式分立元件結(jié)構(gòu)，投勵(lì)環(huán)節(jié)精度不高，易發(fā)生故障。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式

當(dāng)前第72頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)新型微機(jī)型勵(lì)磁系統(tǒng)投勵(lì)方式滑差投勵(lì)－采用準(zhǔn)角強(qiáng)勵(lì)所謂準(zhǔn)角投勵(lì)，就物理概念而言，系指電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)入臨界滑差（即所謂的“亞同步”），按照電機(jī)投勵(lì)瞬間在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相吸引力最大（即定子磁場(chǎng)的N極與投勵(lì)后轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的S極相吸）。在準(zhǔn)角時(shí)投入強(qiáng)勵(lì)，使吸力加大，這樣電機(jī)進(jìn)入同步輕松、快速、平滑、無(wú)沖擊。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式

當(dāng)前第73頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)新型勵(lì)磁控制系統(tǒng)的滑差投勵(lì)的過(guò)程如下：勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式

勵(lì)磁控制器檢測(cè)滑差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，在準(zhǔn)角位置投勵(lì)。當(dāng)前第74頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式

當(dāng)前第75頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式

當(dāng)前第76頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)新型勵(lì)磁控制系統(tǒng)計(jì)時(shí)投勵(lì)如下：

同步電動(dòng)機(jī)采用全壓異步啟動(dòng)可以計(jì)時(shí)投勵(lì)，時(shí)間投勵(lì)的原理是把電機(jī)啟動(dòng)的加速過(guò)程，用時(shí)間來(lái)計(jì)算。但是一般電機(jī)都優(yōu)先采用滑差投勵(lì)，只是在工況有復(fù)雜干擾的情況下，而且該干擾控制器無(wú)法濾除，給滑差投勵(lì)的頻率采樣造成困難，從而采用記時(shí)投勵(lì)。

勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式

當(dāng)前第77頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)空載啟動(dòng)的投勵(lì)情況：

電機(jī)在空載情況下很快就能進(jìn)入亞同步，當(dāng)控制器在一定時(shí)間之內(nèi)檢測(cè)不到Uf的頻率時(shí)，控制器就自動(dòng)認(rèn)為電機(jī)已經(jīng)進(jìn)入同步。如下圖對(duì)于某些轉(zhuǎn)速較低，凸極轉(zhuǎn)矩較強(qiáng)的電機(jī)空載或特輕載起動(dòng)時(shí)，往往在尚未投勵(lì)的情況下便自動(dòng)進(jìn)入同步，系統(tǒng)內(nèi)具有凸極性投勵(lì)控制環(huán)節(jié)，在電機(jī)進(jìn)入同步后的1-2秒內(nèi)自動(dòng)投勵(lì)。電機(jī)進(jìn)入同步后，控制系統(tǒng)自動(dòng)控制勵(lì)磁電壓由強(qiáng)勵(lì)恢復(fù)到正常勵(lì)磁。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式

當(dāng)前第78頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的投勵(lì)方式

當(dāng)前第79頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)

第四章同步電動(dòng)機(jī)的失步危害、失步保護(hù)及帶載自動(dòng)再整步技術(shù)同步電機(jī)的失步事故分為三類：失勵(lì)失步帶勵(lì)失步斷電失步當(dāng)前第80頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)

4.1同步電機(jī)的失步危害

過(guò)電流繼電器不能兼作失步保護(hù)4.1.1失勵(lì)失步由于勵(lì)磁系統(tǒng)的種種原因失去勵(lì)磁或嚴(yán)重欠勵(lì)磁，使同步電動(dòng)機(jī)失去靜態(tài)穩(wěn)定，滑出同步，稱為失勵(lì)失步。δ過(guò)功率正常功率欠功率P0

功角特性圖NS功率角δ當(dāng)前第81頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)失勵(lì)失步的現(xiàn)象：（1）：電機(jī)丟轉(zhuǎn)不明顯，電機(jī)無(wú)異常聲音；（2）：定子過(guò)流不大；（3）：表計(jì)顯示很大的電流值；（4）：滅磁電阻會(huì)燒紅；（5）：產(chǎn)生高壓，造成勵(lì)磁裝置主回路元件損壞；當(dāng)前第82頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)Id1.6~1.8Ie

失勵(lì)失步時(shí)，電機(jī)的定子電流將略大于電機(jī)的額定電流，一般定子電流脈動(dòng)包絡(luò)線的髙峰值約為額定電流幅值的1.6～1.8倍左右，而脈動(dòng)低谷值則往往低達(dá)額定電流的0.8～1.2倍左右；

定子電流的脈動(dòng)高峰值雖然大于GL繼電器的過(guò)流整定值，但是時(shí)間很短，繼電器剛剛被啟動(dòng)，在還沒(méi)有到達(dá)其動(dòng)作時(shí)限之前，定子電流就又下來(lái)了，繼電器又被復(fù)位，因此GL繼電器在發(fā)生失勵(lì)失步時(shí)往往拒動(dòng)作或是動(dòng)作時(shí)間大大加長(zhǎng)；

失勵(lì)失步造成的后果是：不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的處于失勵(lì)失步的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致啟動(dòng)繞組過(guò)熱，變形，開(kāi)焊；甚至波及到定子繞組端部，并進(jìn)一步發(fā)展和擴(kuò)大成為電機(jī)內(nèi)部短路故障而燒壞電機(jī)；還有可能引起勵(lì)磁裝置中的滅磁電阻過(guò)熱燒斷，造成轉(zhuǎn)子開(kāi)路，由過(guò)電壓打壞轉(zhuǎn)子絕緣，燒壞電機(jī)。過(guò)流整定值T圖4-1失勵(lì)失步的定子電流脈振曲線0.8～1.2Ie當(dāng)前第83頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)帶勵(lì)失步

導(dǎo)致帶勵(lì)失步的原因是：（1）相鄰母線短路，引起母線電壓大幅度降低；近處大型機(jī)組或機(jī)組群瞬間啟動(dòng)引起母線電壓長(zhǎng)時(shí)間，較大幅度的降低見(jiàn)功角特性圖；（2）電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)早投勵(lì),即電機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中滑差沒(méi)有進(jìn)入臨界時(shí)就投入勵(lì)磁,此時(shí)由定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)還不足以拉動(dòng)轉(zhuǎn)子磁極,反而會(huì)產(chǎn)生失步。（3）運(yùn)行中，電機(jī)短時(shí)間欠勵(lì)磁或失勵(lì)磁（如接插件接觸不良）引起失勵(lì)失步，從失勵(lì)失步過(guò)渡到帶勵(lì)失步；（4）以及由于供電線路遭受雷擊，避雷器動(dòng)作；負(fù)載突增（如壓縮機(jī)憋壓，軋鋼機(jī)咬冷鋼）等原因所引起。電機(jī)帶有正?；蚪咏５闹绷鲃?lì)磁，而轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)卻不同步的異步運(yùn)行狀態(tài)，稱為帶勵(lì)失步。當(dāng)前第84頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)功角特性NS功率角δ

當(dāng)U大幅度降低或負(fù)載突增，造成電機(jī)失步。

δP過(guò)功率正常功率欠功率當(dāng)前第85頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)0~1.0Ie過(guò)流整定值T1.8~3IeId圖4-3帶勵(lì)失步定子電流曲線

定子電流包絡(luò)線的髙峰值為1.8～3Ie，低谷值為0～I(xiàn)e倍。這種強(qiáng)烈的脈動(dòng)定子電流使過(guò)電流繼電器不能動(dòng)作或動(dòng)作時(shí)間大大延長(zhǎng)。

帶勵(lì)失步時(shí)定子波形的顯著特點(diǎn)

當(dāng)前第86頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)

圖4-4帶勵(lì)失步時(shí)電機(jī)脈震圖NSNSNSNSNSSNNSNS

帶勵(lì)失步對(duì)電機(jī)的危害，主要在于脈振轉(zhuǎn)矩較長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)作用，多次積累，產(chǎn)生疲勞效應(yīng)，損壞電機(jī)。

帶勵(lì)失步對(duì)電機(jī)的危害原因：當(dāng)前第87頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)

帶勵(lì)失步對(duì)電機(jī)的損傷表現(xiàn)在：（1）定子：脈震會(huì)使定子繞組導(dǎo)線崩斷，導(dǎo)線變酥，線圈表面絕緣層被振傷（線圈里面呈不均勻的鋸齒狀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因絕緣損壞而造成定子鐵芯擊穿而新線圈表面是平的），并逐步由過(guò)熱而烤焦、燒壞，甚至發(fā)展成短路；定子鐵芯松動(dòng)，運(yùn)行中噪音增大；見(jiàn)附圖（一）附圖一:（2）轉(zhuǎn)子：還會(huì)使轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組接頭處產(chǎn)生裂紋、開(kāi)焊、局部過(guò)熱烤焦絕緣，轉(zhuǎn)子磁級(jí)的燕尾鍥松動(dòng)，退出；轉(zhuǎn)子線圈絕緣損傷；電刷滑環(huán)松動(dòng)；風(fēng)葉斷裂。見(jiàn)附圖（二）

附圖二：轉(zhuǎn)子繞組當(dāng)前第88頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)

圖4-5BZT電路

4.1.3斷電失步

當(dāng)供電系統(tǒng)故障，引起供電線路自動(dòng)重合閘ZCH裝置或備用電源投入BZT裝置動(dòng)作，以及人工切換電源等，使同步電動(dòng)機(jī)的供電電源短暫中斷而導(dǎo)致失步稱為斷電失步。當(dāng)前第89頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)圖4-6斷電失步時(shí)電網(wǎng)電壓曲線0

斷電失步時(shí)定子波形的變化特征

所謂“斷電”其實(shí)是一個(gè)不失壓的過(guò)程。電網(wǎng)失電后電壓不會(huì)立即消失，而是有一個(gè)非線性的變化過(guò)程。很明顯在只有同步電動(dòng)機(jī)的電網(wǎng)中，斷電失步后，電壓衰減比只有異步電機(jī)的電網(wǎng)，有一個(gè)上升的區(qū)域。TU存在同步電機(jī)的電網(wǎng)電壓曲線僅有異步電機(jī)的電網(wǎng)電壓曲線當(dāng)前第90頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)圖4-7電網(wǎng)斷電后瞬間定子電壓頻率改變，幅值短暫上升后衰減

UTUT00

電網(wǎng)電壓的頻率隨同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的下降而逐漸降低?？煽毓璧拈_(kāi)通角度也相應(yīng)增大，從而使勵(lì)磁電壓提高，也因而母線電壓幅值進(jìn)一步提高。12345

同步電動(dòng)機(jī)通常是超前運(yùn)行的，在電源突然中斷后的短時(shí)間內(nèi)，母線電壓是成螺旋型變化的；當(dāng)前第91頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)圖4-8非同期沖擊

在不同區(qū)域，電源再次投入后對(duì)電機(jī)的非同期沖擊程度有別。1處：為安全區(qū)域，不受沖擊；

3處：沖擊力矩最大；

4處：沖擊電流很大；

2和5處：為受損傷區(qū)域；

非同期沖擊12345當(dāng)前第92頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)圖4-9采用降壓加延時(shí)繼電器保護(hù)非同期沖擊T只有異步電機(jī)同步電機(jī)U0

采用低電壓加延時(shí)來(lái)防止自動(dòng)重合閘引起的非同期沖擊可靠性差

這種從原理上分析，如圖（4-9）當(dāng)電壓降到40%的時(shí)候，時(shí)間太長(zhǎng)，特別是當(dāng)單機(jī)或是機(jī)組容量大時(shí)，時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，而當(dāng)時(shí)間越長(zhǎng)電機(jī)轉(zhuǎn)速越低，此時(shí)投入電壓，相當(dāng)于大電機(jī)或整個(gè)機(jī)群重啟動(dòng)，同樣會(huì)造成過(guò)流跳閘，起不到提高供電可靠性的作用。當(dāng)前第93頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)4.2新型型勵(lì)磁控制系統(tǒng)失步保護(hù)

目前較普遍的有：1：反映電機(jī)定子電壓和定子電流之間相量角變化的功率因數(shù)型失步保護(hù)繼電器；2：根據(jù)電機(jī)失步時(shí)阻抗軌跡變化原理構(gòu)成的偏置阻抗型保護(hù)繼電器；3：由檢測(cè)電機(jī)內(nèi)角及轉(zhuǎn)差頻率復(fù)合式原理構(gòu)成的失步保護(hù)；4：根據(jù)電機(jī)失步時(shí)在勵(lì)磁繞組中出現(xiàn)交流感應(yīng)電流分量并加設(shè)轉(zhuǎn)子低電流動(dòng)作環(huán)節(jié)原理構(gòu)成的失步保護(hù)；5：利用勵(lì)磁回路中的電流在電機(jī)失步時(shí)出現(xiàn)瞬時(shí)低電流及其重復(fù)頻率原理構(gòu)成的失步保護(hù)。當(dāng)前第94頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)

西門(mén)子公司采用了在轉(zhuǎn)子回路加互感器的方式

說(shuō)明書(shū)中強(qiáng)調(diào)在滑差大于3%時(shí)能可靠動(dòng)作。而現(xiàn)場(chǎng)工況中，經(jīng)常出現(xiàn)滑差小于3%；當(dāng)電機(jī)因轉(zhuǎn)子回路斷路而失步時(shí)，也同樣檢測(cè)不到電流信號(hào)，起不到失步保護(hù)的作用。很明顯保護(hù)存在死區(qū)。

圖4-10西門(mén)子公司對(duì)轉(zhuǎn)子采樣圖當(dāng)前第95頁(yè)\共有105頁(yè)\編于星期日\(chéng)11點(diǎn)

圖4-11本公司對(duì)轉(zhuǎn)子采樣圖分流計(jì)

霍爾傳感器

在轉(zhuǎn)子回路上串接分流計(jì)或是霍爾傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子里產(chǎn)生的不衰減的交變電流波形信號(hào)，根據(jù)該波形