KGL系列同步电机励磁柜.docx

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KGL系列同步电机励磁柜

KGL系列同步电机励磁柜

使用说明书

襄阳腾辉电气制造有限公司

一、概述

二、KGL系列同步电机励磁柜与其它类型产品的区别

三、KGL系列同步电机励磁柜的结构及原理

四、性能特点

五、型号命名

六、主要技术参数

七、使用条件

八、外形图及安装尺寸

九、安装调试

十、操作规程

（一）概述

KGL系列同步电动机用励磁装置，拖动非冲击负载的同步电动机励磁用，适用于拖动矿山球磨机，冶炼厂鼓风机，化肥厂联合压缩机、透平压缩机，冷藏库氨压缩机、炼油厂气压缩机，水泥厂球磨机等。

同时，可按负荷调节，可动力制动，拖动冲击负载的同步电动机励磁用，如轧钢机的同步电动机励磁等。

上述励磁装置不包括高压开关柜、继电保护柜及辅机的控制设备等配套设备，该配套设备可由主机厂配套供应，或由用户与我公司订货。

（二）KGL系列同步电机励磁柜与其它类型产品的区别

目前，旧式同步电机励磁柜大部分仍采用模拟线路及RC滤波移相触发，突出弊端有以下几个方面。

1.同步变压器长期运行温升造成同步电压不稳，导致励磁电压波动。

2.同步变压器不能隔离电网中的尖峰脉冲干扰，导致励磁电压波动。

3.集成电路本身功耗大，容易造成运行不稳定。

4.大量的调节电位器属于机械可动部件，稍有振动就会造成励磁电压的大幅波动。

KGL系列同步电机励磁柜采用微机控制原理，充分运用微机强大的运算功能，主要表现在以下几个方面：

1.微机供电采用高频开关电源，完全消除电网中尖峰脉冲对芯片的影响，而且芯片无温升，控制器内部采用先进的看门狗电路，保证计算机在工作中不会死机。

2.同步信号经光电隔离输入，使控制部分免受同步信号中尖峰脉冲干扰。

3.采用同步过零软件延时触发技术，不受同步电压波动的影响，移相精确，输出脉冲稳定。

4.整机没有任何形式可调部件，投运时不用做任何调整，接好插头即可使用。

所以KGL系列同步电机励磁柜以其独特的控制技术，保障同步电机励磁可靠，使电机能够长期的稳定运转。

5．通过触摸按键调节励磁电压/电流，通过内部控制器AT24C02芯片自动存储设定的励磁电压/电流，下次开车不用重新设定励磁电压/电流。

（三）KGL系列同步电机励磁柜的结构及原理

1.机械结构简介

KGL系列同步电动机励磁装置，采用柜式结构，前后开门。

左右两侧装有可拆卸的封板，便于安装和维修。

前门面板上装有指示仪表、信号灯、开关、旋钮等。

可控硅微机触发控制器安装在柜体中部，控制器和可控硅连接用一航空插头连接，拔插很方便。

线路板上附有测试孔，以作调试检修之用。

交流接触器或低压断路器、硅和晶闸管及其控制保护回路等在柜体中部；整流变压器有的在柜体下部，也有整流变压器不在柜内，而为外附式。

冷却用的轴流风机一般装在柜顶部。

2.工作原理简介

1）电源部分

KGL系列同步电机励磁柜主要由整流变压器经过6个可控硅全波（或3个可控硅和3个二极管半波）整流给同步电机的励磁绕组提供直流电源，同步电机的转子两端感应电势经光电隔离传送给微处理器，微处理器经过分析后决定何时顺极性滑差投励。

若检测失败，时间投励后备补上，投励后，微处理器通过检测转子感应电势判断是否失步。

经过微机控制器的工作电源分为开关电源和稳压电源两部分，开关电源给微处理器提供纯净的工作电源；稳压电源给光电隔离提供电源。

两部分电源不共地，相互没有任何干扰。

同步电机起动或停止时，电机励磁绕组经过2个可控硅与灭磁电阻实现自动灭磁，保证电机启动平稳的异步特性。

2）触发脉冲形成

A相过零信号经光电隔离传送给微处理器，微处理器启动定时器，定时时间到后，发出A相触发脉冲，并自动计算出B相和C相触发脉冲，触发脉冲经光电隔离和输出驱动，经脉冲变压器输出到可控硅。

3）自动跟踪

信号采集器不断的将励磁电压信号传送给微处理器，微处理器将此信号同设定值比较，自动调整可控硅导通角，保持励磁电压稳定。

3．原理简图

（四）性能特点

1.励磁系统采用单片微处理器，性能稳定可靠，毫瓦级功耗。

2.采用三相全控或半控整流装置，输入输出采用光电隔离措施。

3.采用过零延时触发技术，励磁电压不波动，受电网电压波动影响小。

4.开车和停车时自动灭磁，保证电机启动平稳的异步特性，电机同步运行时自动转为高通灭磁，最大程度保证了可控硅的安全，保障电机的可靠运行。

5.具有同步电机失步状态指示和报警继电器输出功能。

6.顺极性滑差投励，时间投励后备补上功能。

7．具有低电压强励功能，当低电压继电器动作时，控制柜自动投入设定的强励电压。

8．具有投全压功能，当电机转速达到90﹪的额定转速时，投全压继电器工作。

（五）型号命名

5.1KGL系列同步电机励磁柜型号命名方法如下：

KGLF□—□/□

适配电动机励磁电流容量，单位：

A

适配电动机励磁电压，单位：

V

设计序号

风冷

励磁

晶闸管

可调

型号示例；KGL-150/200，表示适用于额定励磁电流不超过200A，励磁电压为150V的同步电动机励磁柜。

5.2规格型号

励磁柜型号

适配电机参数

整流变压器

励磁电流（A）

励磁电压（V）

KGLF1-100/200

≤200

≤100

在柜内安装

KGLF1-100/300

200～300

≤100

在柜内安装

KGLF1-100/500

300～500

≤100

柜外安装

KGLF1-100/600

500～600

≤100

柜外安装

KGLF1-100/800

600～800

≤100

柜外安装

KGLF1-200/200

≤200

≤200

在柜内安装

KGLF1-200/300

200～300

≤200

在柜内安装

KGLF1-200/500

300～500

≤200

柜外安装

KGLF1-200/600

500～600

≤200

柜外安装

KGLF1-200/800

600～800

≤200

柜外安装

KGLF1-300/200

≤200

≤300

在柜内安装

KGLF1-300/300

200～300

≤300

在柜内安装

KGLF1-300/500

300～500

≤300

柜外安装

KGLF1-300/600

500～600

≤300

柜外安装

KGLF1-300/800

600～800

≤300

柜外安装

注：

励磁变压器超过30KVA时变压器在柜外安装，小于30KVA再柜内安装。

（六）主要技术参数

（1）同步发动机转子回路励磁采用三相全控整流桥固接励磁回路，保持了同步电动机的固有起动特性。

（2）与同步发动机定子回路没有直接的电气联系，因此同步电动机可根据电网情况设计高压为3～6～10KV，或低压380V。

全压起动或降压起动不受限制。

（3）全压或降压起动的同步发动机，当其转子的转速达到亚同步速时（按转子滑差率为5%～4%），顺极性投入励磁，使同步电动机投入同步运行。

（七）使用条件

海拔高度

不高于1500米

环

境

参

数

温度

不高于400C

相对湿度

不高于90%

通风要求

励磁柜体上方500mm内不得有任何物体，如地沟属封闭式，须将励磁柜柜体架空100mm

安全要求

安装地点应无危险、爆炸、腐蚀性气体

电源电压要求

三相交流380V±10%

注：

KGLF系列同步电机励磁柜应满足上表要求的使用条件，本公司还可提供适用于高原地区（海拔超过1500米）的同步电机励磁柜。

（但用户须事先特别申明）。

八、外形图及安装尺寸

KGLF系列同步电机外形示意图如下：

九、安装调试：

因KGLF系列同步电机励磁柜与用户设备配套后需现场调测，故其安装调试须有我方技术人员现场指导。

在我方技术人员抵达前，用户应做好以下准备工作：

1、将设备就位。

注意励磁柜柜体底部应与地沟相通或架空。

2、准备好连接“主电机励磁绕组至励磁柜”（两根）、“主电源至电动机”（三根）的大线，其线径应能承载主电机定子额定电源。

比好长度并压好接头，若同步电机为高压电机，则需要从高压柜引三根大线到电机的定子绕组或外接高压软启动柜。

3、励磁柜上的电流表、功率因数表是直接从电机定子回路上的电流互感器、电压互感器取样信号，要求所用电流互感器副边的额定电流为5A、电压互感器副边的额定电压为100V。

若用户现用的不满足该要求，则须另行准备符合上述要求的互感器。

（注：

电压互感器仅适用于高压电机。

对低压电机，励磁柜电压信号直接从定子回路取。

）

4、4.1、灭磁电路的调整

在安装励磁控制器之前，应该首先安装、调整灭磁电路。

全控整流电路的两个灭磁晶闸管要分别整定。

当整定某一个时将另一个的阴、阳极短路。

晶闸管分别整定的导通电压（峰值）一般应为励磁柜整定额定直流输出电压的三倍。

例如额定直流输出电压为100伏时，应调整到导通电压（峰值）为300伏。

而对应的有效值为212伏。

调整方法：

1）、首先断开励磁柜与励磁控制器的连线（拔下控制器上插头），检查励磁系统对地电阻，确认电机转子线圈、灭磁电阻等有无对地短路的地方；

2）、断开向电机输送励磁电流的电缆（最好是将正极、负极两条电缆都断开）；

3）、准备调压变压器。

调压变压器的输出电压应大于所需要的导通电压。

4）、准备一个阻性负载（导通电压有效值小于250伏的时候，可用功率1000瓦的碘钨灯）；

5）、将励磁柜上相应位置与灭磁电路板上接线端子正确连线；将调压器输出线与上述阻性负载串联后接至励磁输出的正、负极上，调整变压器的输出到预定的电压。

6）、调整灭磁电路的电位器，到灯泡的亮度产生突变为止。

7）、旋紧防松螺母；

8）、改变调压变压器的输出电压，检验灯泡的亮度产生突变时的电压是否合适。

9）、将调整好的这个晶闸管阴、阳极短路，调整另一个晶闸管。

如果将电位器由最小值调到最大值，始终没有灯泡亮度产生突变的现象，应首先检查连线是否正确可靠，还要检查励磁装置中是否有控制灭磁晶闸管的电路在起作用。

在否认上述两种原因后，应检查晶闸管是否坏了；晶闸管所需要的触发电流太大时也可能导致不导通，遇到这种情况，可以将灭磁电路板中的1K电阻换成阻值小的，甚至于将它短路再试。

在励磁柜电压表处连接示波器，观察波形，可以更准确地判断晶闸管是始终处于导通状态呢，还是始终不导通。

不导通时的波形近似于半波整流的输出波形。

 4.2励磁电压的调节

在控制器的操作面板上，设有供调节用的‘上升’、‘下降’按钮，按‘上升’按钮可实现励磁电压的增加，合理调节励磁就可以让电机运行在最佳状态。

调节完毕后微机已经记忆了励磁电压，下次开车时不用重新调整。

4.3设定投励时间

按下增加键不放，微机每上电1次,投励时间增加1秒.按下减小键不放，微机每上电1次,投励时间减小1秒,设定完闭，实验观察投励时间。

不合适可以继续调整。

直到合适为止。

十、操作步骤

（一）开车：

1、打开励磁柜前柜门，合上开关QF1，电源接通，柜体面板上的红色电源指示灯亮（HL2），等待主机起动，关闭柜门。

2．将“运行/调试”开关SK转至“调试”位置，励磁电压、电流表均指示在设定的实时运行值,手动时间投励，按增大/减小键调好励磁电压，微机自动存储按键抬起时的电压值。

。

3.按下“灭磁”试验按钮，励磁电压表的读数为零，松开按钮，励磁电压表的读数恢复正常。

4．将“运行/调试”开关SK转至“运行”位置。

5．按“联系”按钮SB3准备开车。

正常停车后将各开关复原。

6.主机合闸起动后，合闸信号传送给励磁柜，当同步电动机起动过程中，灭磁环节工作，使转子感应的交流电流两半波均通过灭磁电阻，保证电动机的正常起动。

起动过程中，整流电路晶闸管处于阻断状态，当电动机起动到亚同步速时（转差5%），投励环节自动发出投励脉冲，使移相给定电压加到触发环节，触发环节发出脉冲至主电路闸管上，同步电动机拖入同步运行。

7．同步电机起动后，控制器“运行”指示灯亮1秒后熄灭，微机开始检测顺极性滑差信号，检测成功后，“运行”指示灯亮1秒后开始正常闪烁，运行指示灯正常闪烁频率为2.5Hz，同步电机失步后，加速闪烁频率为5Hz。

（二）停车

按下主机停车按钮，使主电路晶闸管从整流状态立即转入逆变状态，灭磁晶闸管自动接入放电电阻，自动接入放电（灭磁电阻应为电机转子励磁绕组的直流电阻值的5～10倍）电机即停车。