同步电机励磁电源查看源代码讨论查看历史

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同步电机励磁电源是指采用三相不可控整流桥将降压后的交流电变为脉动的直流,然后用滤波电容将其滤波为较平滑的直流电压,根据同步电动机的输出电压的变化,将所采集的反馈量与相应的给定值比较后,执行数字PID算法单片控制的通断实现连续可调的脉冲电压的一种电源。

原理

同步电机励磁电源原理 图5为同步电机励磁电源主电路的电原理图。中采用三相桥式全控整流电路，虚线内是灭磁电路，SB为检测灭磁电路的手动按钮，MS为同步电机。 同步电机励磁电源的控制电路应具备以下功能： (1)因为同步电机作为励磁电源的负载呈电感性，在晶闸管三相桥式全控整流电路中，要求相隔60°的6路触发脉冲，每路脉冲的宽度应大于60°。

(2)当采用逆变方式加快灭磁过程时，为使晶闸管三相桥式全控整流电路处于逆变状态，要求触发脉冲的移相范围大于140°；

(3)同步电机的的起动方式，一般是在通电前将励磁绕组短接，形成异步电机，通电后按异步电机运行。当转速达到亚同步转速时，投入励磁电流，将电机牵入同步运行。牵入同步的条件是转差率小于5%，并且在转子顺极性时及时投入励磁电流。控制电路应能完成同步电机的转速检测和起动控制；

(4)为使同步电机在冲击负载下，能以稳定的无功电流运行，要求控制电路能检测同步电机的无功电流，并能自动调节励磁电流，完成无功分量的补偿；

(5)控制电路还应具备前面讲到的强励和灭磁功能。

机励磁系统的工作原理 同步电机转子回路励磁应采用三项全控桥固接励磁线路，因为三项全控桥不会因整流电压脉动，同步电机转子励磁绕组电感放电而影响正常，使同步电机在启动过程中转子励磁绕组感应的交变电压两半波都经由放电电阻，同步电机不会产生附加的制动转矩，保持了同步电机的固有启动特性。 同步电机励磁系统应具有自动灭磁环节，同步电机采用异步启动时，其定子绕组产生旋转磁场，转子被旋转场切割，在转子绕组中感应出交变电压。如果不将其通过一定的回路放掉，将对转子绕组及人身安全带来损害。因此，采用自动灭磁环节，以免转子绕组的绝缘被击穿。 励磁电流的大小，直接影响电机从电网吸取电流的大小和相位。通过控制励磁电流能够控制同步电机的功率及进行功率因数的调整。

特点

同步电机励磁电源特点 同步电机励磁电源的负载是电机的励磁绕组，它是一个感性负载，若要求电源的输出电流是连续的，当整流电路采用三相晶闸管桥式整流器时，各整流臂上的晶闸管的导通角应该为120°；在电网电压发生波动、同步电机负载冲击等情况下，要求同步电机不失步。恒电流励磁系统和恒无功功率调节的励磁系统可以满足这种要求。因此，同步电机励磁电源应具有以下特点： (1)要求电源输出电压为额定电压的40%～100%时，电源能提供额定电流，以保证励磁系统能正常工作；

(2)在恒电流励磁系统中，当电网电压在其额定值的80%～105%的范围内波动，励磁绕组电阻热态阻值的增量不大于冷态阻值的10%时，励磁电流应有±5%的变化范围；

(3)在恒无功功率调节励磁系统中，当同步电机的负载从空载到两倍额定负载范围内变动时，同步电机无功功率的变动应小于10%；

(4)为适应同步电机的强励，当电网电压降低到其额定值的80%时，对于恒电流励磁系统，强励电压为励磁电源额定输出电压的140%，对于恒无功功率励磁系统，强励电压为励磁电源额定输出电压的150%；

(5)强励在不小于60s的时间内，同步电机励磁电源应可靠工作。整流变压器的电流过载能力是以小时计算的，60s的强励时间在整流变压器设计时可以不计，可以按额定电流和强励电压倍数来进行设计；励磁电源电路中的晶闸管和熔断器不能承受60s的强励时间，在选择晶闸管和熔断器时，应按过载倍数下的电流值来考虑；由于60s的强励时间对冷却系统无影响，可按额定输出时的耗散功率来设计冷却系统；电路的过电压保护和过电流保护应考虑同步电机励磁电源的负载为感性以及强励等特点。

(6)同步电机励磁电源应具有失步检测和快速灭磁功能。 若励磁状态下同步电机出现失步，在定子旋转磁场的作用下，转子(励磁绕组)会感应出交流分量，产生脉动转矩，在脉动转矩的长时间作用下，可能引起机械和电气共振，这种共振具有比较大的破坏作用。出现失步时，必须快速灭磁。 所以，同步电机励磁电源必须具有快速灭磁电路； 同步电机失步时，所产生的脉动转矩是正负交替的，定子电流的有功分量出现周期性的负值。只要在定子电流的有功分量中检测出负值电流，就可判定出现了失步，立即进行灭磁。