[計(jì)算機(jī)硬件及網(wǎng)絡(luò)]e第1章西門子同步電機(jī)(編輯修改稿)
2025-01-25 12:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 飛速發(fā)展，逐漸形成了以電力電子自動(dòng)控制為主體的新型無刷勵(lì)磁系統(tǒng)。 在這里還必須向讀者介紹的無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)和目前廣泛應(yīng)用的典型無刷勵(lì)磁系統(tǒng)。前面已特別強(qiáng)調(diào)并指出了現(xiàn)代無刷勵(lì)磁系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的集電環(huán)型同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)基礎(chǔ)上，應(yīng)用電力半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)了無觸點(diǎn)自動(dòng)控制的典型電路。如上圖所示，是無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的兩種形式。 在高壓、大功率、低速多極、凸極式同步電動(dòng)機(jī)上，應(yīng)用無刷勵(lì)磁技術(shù)就必須首先考慮到轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組在堵轉(zhuǎn)起動(dòng)的瞬間和起動(dòng)過程中所感應(yīng)的超高過電壓危害；無刷勵(lì)磁系統(tǒng)器件技術(shù)性能所能承受的正向和反向峰值電壓的最大能力和最小安全系數(shù)；滅磁保護(hù)電路高電阻滅磁電阻器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行 c 該無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)是：由于滅磁保護(hù)電路采用了雙串聯(lián)晶閘管 VTl、 T2與雙串聯(lián)滅磁電阻器 Rf Rf2并聯(lián)的特殊均壓電路的無刷勵(lì)磁系統(tǒng)，不僅具有滅磁功能，而且能獲得最佳的起動(dòng)特性。 從所設(shè)計(jì)的電路可知：為了確保勵(lì)滋繞組在緒轉(zhuǎn)起動(dòng)瞬間和起動(dòng)過程中所產(chǎn)生的交流感電壓均勻地分配在晶閘管 VTl、 VT2，所以采用特殊均壓措施，而且將 VTl、 VT2的陽極、陰極連接點(diǎn)接在雙滅磁電阻器 Rf Rf2串聯(lián)接點(diǎn) al。由于雙滅磁電阻器 Rf Rf2阻值相等，即Rf1=Rf2，并在每個(gè)晶閘管 VTl、 VT2并接電阻、電容 RC阻容保護(hù)裝置如圖 1所示，以確保瞬態(tài)干擾尖峰電壓的吸收和均勻分布。 設(shè)計(jì)同時(shí)考慮無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)瞬間，尤其是轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組所感應(yīng)超高交流過電壓，當(dāng) 1F2對(duì) 1Fl而言為正時(shí)，將會(huì)在雙滅磁電阻 Rf Rf2串聯(lián)接點(diǎn) al出現(xiàn)超高過電壓而反向擊穿晶閘管 VTl的 G極與陰極間接點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)在串聯(lián)接點(diǎn) al與晶閘管的 G極間并接一只二極開關(guān)管 VD7以消除超高過電壓對(duì)晶閘管 VTl的危害。 該無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的工作原理是：旋轉(zhuǎn)整流器采用三相橋式整流電路，并具有滅磁保護(hù)控。 無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組兩端 1Fl、 1F2所感應(yīng)的超高交流過電壓，在勵(lì)磁繞組兩端 1F2對(duì) 1F1而言為正時(shí)，勵(lì)磁繞組正半周感應(yīng)電流由 1F2經(jīng)滅磁電阻 RfRf2三相橋式整流器二極整流管 VDlVDVD2VD VD3VD6導(dǎo)通至 1Fl。此導(dǎo)通電流，在滅磁保護(hù)控制電路的雙串聯(lián)晶閘管 VTl、VT2的 G極施加的是一個(gè)反向偏壓，因此它處于阻斷狀態(tài)。 當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組兩端 1Fl、對(duì) 1F2而言為正時(shí)，滅磁保護(hù)控制電路雙串聯(lián)半導(dǎo)體晶閘管 T VT4的 G極是由雙串聯(lián)穩(wěn)壓二極管 VSl和 VS VS3和 VS4組成，當(dāng)施加的電壓達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)定值時(shí)，就立即處于反向擊穿的導(dǎo)通狀態(tài)，勵(lì)磁繞組負(fù)半周感應(yīng)電流經(jīng)穩(wěn)壓二極管 VSl和 VS VS3和 VS4流入雙串聯(lián)晶閘管 VT VT4的 G極并將其觸發(fā)導(dǎo)通，即勵(lì)磁繞組負(fù)半周感應(yīng)電流由 1Fl經(jīng)晶閘管 VT VT滅磁電阻器 Rf Rf2流至 1F2。 在此電流流向下，滅磁保護(hù)控制電路的雙串聯(lián)晶閘管 VTl、 VT2被反向偏壓且仍處于阻斷狀態(tài)。因此無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)加速過程中，無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的滅磁保護(hù)控制電路的滅磁電阻器固接在旋轉(zhuǎn)整流器輸出端并與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組兩端并聯(lián)連續(xù)工作。 該無刷勵(lì)磁系統(tǒng)當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)加速在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率為 ～ ，由無刷勵(lì)磁控 制系統(tǒng)的外部信號(hào)控制交流主勵(lì)磁機(jī)投勵(lì)勵(lì)磁，即交流主勵(lì)磁機(jī)交流電源施加在旋轉(zhuǎn)整流器三相橋式整流電路上，整流勵(lì)磁電源施加在同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組兩端， 1Fl為正， 1F2為負(fù)，并使同步電動(dòng)機(jī)牽入同步運(yùn)行。在投勵(lì)勵(lì)磁的同時(shí)，正向勵(lì)磁電壓施加在雙串聯(lián)晶閘 管 VT VT4上 ， 而此時(shí)施加在雙串聯(lián)晶閘管 VTl、 VT2上，正向勵(lì)磁電壓經(jīng)限流電阻 R R2流入雙串聯(lián)晶閘管 VTl、 VT2的 G極并將其觸發(fā)導(dǎo)通。所以并聯(lián)在雙串聯(lián)滅磁電阻器 Rf Rf2上的雙串聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通即將自動(dòng)切除雙串聯(lián)滅磁電阻器。 采用該無刷勵(lì)磁系統(tǒng)只能憑借轉(zhuǎn)差率繼電器實(shí)現(xiàn)投勵(lì)，使同步電動(dòng)機(jī)牽入同步運(yùn)行。 但由于 G極雙串聯(lián)穩(wěn)壓二極管 VSl和 VS VS3和 VS4所施加勵(lì)磁電壓均低于設(shè)計(jì)的規(guī)定值而不能反向擊穿，所以在投勵(lì)勵(lì)磁電壓下，雙串聯(lián)晶閘管 VT VT4所組成的滅磁保護(hù)電路處于阻斷狀態(tài) 。 6。 2。 3無刷勵(lì)磁系統(tǒng)與無刷勵(lì)磁控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)由于取消了傳統(tǒng)的集電環(huán)和電刷等裝置進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了同步電動(dòng)機(jī) — 勵(lì)磁系統(tǒng)一體化的同步電動(dòng)機(jī)無刷勵(lì)磁控制系統(tǒng)。 由于無刷勵(lì)磁系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單、無電刷和電火花產(chǎn)生的危害，尤其是便于維護(hù)、安全可靠性高、響應(yīng)快等特點(diǎn)，目前已應(yīng)用于防爆的同步電動(dòng)機(jī)。國內(nèi)外的有刷型同步電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)在 20世紀(jì) 80年代初都已實(shí)現(xiàn)了無刷化，采用了現(xiàn)代化的無刷勵(lì)磁控制系統(tǒng)。 新行業(yè)防爆標(biāo)準(zhǔn) JB／ T 8973— 1999中 滅磁保護(hù)控制電路提出了四條非常嚴(yán)格規(guī)定，其中 ： “ 滅磁保護(hù)控制電路應(yīng)保證在起動(dòng)、失步和停機(jī)過程中可靠。在可預(yù)料的故障下不發(fā)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度。 ” 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的滅磁方式很多，僅就勵(lì)磁繞組與滅磁電阻所組成的放電電路的滅磁方式而言，基本上可分為勵(lì)磁繞組與滅磁電阻并聯(lián)電路；勵(lì)磁繞組與滅磁電阻串聯(lián)電路；勵(lì)磁繞組與滅磁電阻串并聯(lián)電路三種 。 本案的無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)所采用的是并聯(lián)典型電路，如上面的圖所示。 自動(dòng)滅磁保護(hù)控制電路的設(shè)計(jì)和控制原理是按無刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)異步起動(dòng)及帶載失步運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)差率與同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組所感應(yīng)的交流電壓變化規(guī)律和設(shè)計(jì)所確定的自動(dòng)控制程序，在滅磁保護(hù)的區(qū)間內(nèi)自動(dòng)準(zhǔn)確無誤和可靠地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅磁保護(hù) 。 第 7節(jié) 同步電動(dòng)機(jī)內(nèi)部電路功能總結(jié)如下 ? 定子上有三線圈，用于驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)的電源輸入，它接高壓變頻器的輸出電流電壓。 ? 轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電源是靠同軸的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)整流電路提供的。稱為主勵(lì)磁電源。 ? 同軸的發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁是由外部三相交流電源提供的，稱為輔助勵(lì)磁
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