高壓變頻器在同步電動機上的應用
發(fā)布時間：2019-07-31 11:21:07來源：
高壓變頻器在同步電動機上的應用
1.引言大功率低速負載，如磨機、往復式壓縮機等，使用多極同步電動機可以提高系統(tǒng)功率因數(shù)，更可以省去變速機構，如齒輪變速箱，降低系統(tǒng)故障率，簡化系統(tǒng)維護。
同步電機物理過程復雜、控制難度高，高壓同步電機調(diào)速系統(tǒng)必須安裝速度/位置傳感器，增加了故障率，系統(tǒng)可靠性較低。
單元串聯(lián)多電平型變頻器具有成本低，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)高，網(wǎng)側(cè)電流諧波小，輸出電壓波形正弦、基本無畸變，可靠性高等特點，高壓大容量異步電機變頻調(diào)速領域取了非常廣泛應用。將單元串聯(lián)多電平型變頻器應用于同步電動機將有效提高同步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)可靠性，降低同步電機變頻改造成本，提高節(jié)能改造帶來效益，同時也為單元串聯(lián)多電平型變頻器打開一個廣闊新市場。利德華福技術人員大量理論分析、計算機仿真和物理系統(tǒng)實驗，解決了同步電機起動整步等關鍵問題，已于2006年4月底成功將單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器應用于巨化股份公司合成氨廠1000kW/6kV同步電動機上。以下將簡要介紹實際應用中主要技術問題。
2.同步電動機工頻起動投勵過程
更好說明同步電機運行特點，先對同步電機工頻起動投勵過程進行簡要介紹。
電網(wǎng)電壓直接驅(qū)動同步電機工頻運行時，同步電動機起動投勵是一個比較復雜過程。當同步電機電樞繞組高壓合閘時，高壓斷路器輔助觸點告知同步電機勵磁裝置準備投勵。此時，勵磁裝置自動同步電機勵磁繞組上接入一個滅磁電阻，止勵磁繞組上感應出高壓，同時起動時提供一部分起動轉(zhuǎn)矩。同步電機電樞繞組上電后，起動繞組和連有滅磁電阻勵磁繞組共同作用下，電機開始加速。當速度到達95%同步轉(zhuǎn)速時，勵磁裝置勵磁繞組上感應電壓選擇合適時機投入勵磁，電機被牽入同步速運行。同步電機凸極效應較強、起動負載較低，則勵磁裝置找到合適投勵時機之前，同步電機已經(jīng)進入同步運行狀態(tài)。這種情況下，勵磁裝置將延時投勵準則進行投勵，即高壓合閘后15秒強行投勵。
3.變頻器驅(qū)動同步電動機時起動整步過程
用變頻器驅(qū)動同步電機運行時，使用與上述方式不同起動方式：帶勵起動。
變頻器向同步電機定子輸出電壓之前，即啟動前，先由勵磁裝置向同步電機勵磁繞組通以一定勵磁電流，然后變頻器再向同步電機電樞繞組輸出適當電壓，起動電機。
同步電機與普通異步電機運行上主要區(qū)別是同步電機運行時，電樞電壓矢量與轉(zhuǎn)子磁極位置之間夾角必須某一范圍之內(nèi)，否則將導致系統(tǒng)失步。電機起動之初，這二者夾角是任意，必須適當整步過程將這一夾角控制到一定范圍之內(nèi)，然后電機進入穩(wěn)定同步運行狀態(tài)。，起動整步問題是變頻器驅(qū)動同步電動機運行關鍵問題。
變頻器驅(qū)動同步電動機起動整步過程主要分為以下幾個步驟：
第一步，勵磁裝置投勵。勵磁系統(tǒng)向同步電機勵磁繞組通以一定勵磁電流，同步電機轉(zhuǎn)子上建立一定磁場。
第二步，變頻器向同步電機電樞繞組施加一定直流電壓，產(chǎn)生一定定子電流。
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