同步電機勵磁電源檢視原始碼討論檢視歷史

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同步電機勵磁電源是指採用三相不可控整流橋將降壓後的交流電變為脈動的直流,然後用濾波電容將其濾波為較平滑的直流電壓,根據同步電動機的輸出電壓的變化,將所採集的反饋量與相應的給定值比較後,執行數字PID算法單片控制的通斷實現連續可調的脈衝電壓的一種電源。

原理

同步電機勵磁電源原理 圖5為同步電機勵磁電源主電路的電原理圖。中採用三相橋式全控整流電路，虛線內是滅磁電路，SB為檢測滅磁電路的手動按鈕，MS為同步電機。 同步電機勵磁電源的控制電路應具備以下功能： (1)因為同步電機作為勵磁電源的負載呈電感性，在晶閘管三相橋式全控整流電路中，要求相隔60°的6路觸發脈衝，每路脈衝的寬度應大於60°。

(2)當採用逆變方式加快滅磁過程時，為使晶閘管三相橋式全控整流電路處於逆變狀態，要求觸發脈衝的移相範圍大於140°；

(3)同步電機的的起動方式，一般是在通電前將勵磁繞組短接，形成異步電機，通電後按異步電機運行。當轉速達到亞同步轉速時，投入勵磁電流，將電機牽入同步運行。牽入同步的條件是轉差率小於5%，並且在轉子順極性時及時投入勵磁電流。控制電路應能完成同步電機的轉速檢測和起動控制；

(4)為使同步電機在衝擊負載下，能以穩定的無功電流運行，要求控制電路能檢測同步電機的無功電流，並能自動調節勵磁電流，完成無功分量的補償；

(5)控制電路還應具備前面講到的強勵和滅磁功能。

機勵磁系統的工作原理 同步電機轉子迴路勵磁應採用三項全控橋固接勵磁線路，因為三項全控橋不會因整流電壓脈動，同步電機轉子勵磁繞組電感放電而影響正常，使同步電機在啟動過程中轉子勵磁繞組感應的交變電壓兩半波都經由放電電阻，同步電機不會產生附加的制動轉矩，保持了同步電機的固有啟動特性。 同步電機勵磁系統應具有自動滅磁環節，同步電機採用異步啟動時，其定子繞組產生旋轉磁場，轉子被旋轉場切割，在轉子繞組中感應出交變電壓。如果不將其通過一定的迴路放掉，將對轉子繞組及人身安全帶來損害。因此，採用自動滅磁環節，以免轉子繞組的絕緣被擊穿。 勵磁電流的大小，直接影響電機從電網吸取電流的大小和相位。通過控制勵磁電流能夠控制同步電機的功率及進行功率因數的調整。

特點

同步電機勵磁電源特點 同步電機勵磁電源的負載是電機的勵磁繞組，它是一個感性負載，若要求電源的輸出電流是連續的，當整流電路採用三相晶閘管橋式整流器時，各整流臂上的晶閘管的導通角應該為120°；在電網電壓發生波動、同步電機負載衝擊等情況下，要求同步電機不失步。恆電流勵磁系統和恆無功功率調節的勵磁系統可以滿足這種要求。因此，同步電機勵磁電源應具有以下特點： (1)要求電源輸出電壓為額定電壓的40%～100%時，電源能提供額定電流，以保證勵磁系統能正常工作；

(2)在恆電流勵磁系統中，當電網電壓在其額定值的80%～105%的範圍內波動，勵磁繞組電阻熱態阻值的增量不大於冷態阻值的10%時，勵磁電流應有±5%的變化範圍；

(3)在恆無功功率調節勵磁系統中，當同步電機的負載從空載到兩倍額定負載範圍內變動時，同步電機無功功率的變動應小於10%；

(4)為適應同步電機的強勵，當電網電壓降低到其額定值的80%時，對於恆電流勵磁系統，強勵電壓為勵磁電源額定輸出電壓的140%，對於恆無功功率勵磁系統，強勵電壓為勵磁電源額定輸出電壓的150%；

(5)強勵在不小於60s的時間內，同步電機勵磁電源應可靠工作。整流變壓器的電流過載能力是以小時計算的，60s的強勵時間在整流變壓器設計時可以不計，可以按額定電流和強勵電壓倍數來進行設計；勵磁電源電路中的晶閘管和熔斷器不能承受60s的強勵時間，在選擇晶閘管和熔斷器時，應按過載倍數下的電流值來考慮；由於60s的強勵時間對冷卻系統無影響，可按額定輸出時的耗散功率來設計冷卻系統；電路的過電壓保護和過電流保護應考慮同步電機勵磁電源的負載為感性以及強勵等特點。

(6)同步電機勵磁電源應具有失步檢測和快速滅磁功能。 若勵磁狀態下同步電機出現失步，在定子旋轉磁場的作用下，轉子(勵磁繞組)會感應出交流分量，產生脈動轉矩，在脈動轉矩的長時間作用下，可能引起機械和電氣共振，這種共振具有比較大的破壞作用。出現失步時，必須快速滅磁。 所以，同步電機勵磁電源必須具有快速滅磁電路； 同步電機失步時，所產生的脈動轉矩是正負交替的，定子電流的有功分量出現周期性的負值。只要在定子電流的有功分量中檢測出負值電流，就可判定出現了失步，立即進行滅磁。