KGLF-11型同步电机励磁装置改造方案

同步 电机 在 启 动 过 程 中 ， 励
磁 绕 组 中 产 生 的 交 变 高 电 压 是 通
晶闸管 Ｋ Ｇ ２ ７ 、Ｋ Ｇ Ｚ ８ 导 通 ，使 同步 电 机 转 子 励 磁 绕 组 从 相 当 于 开 路
电 机 在 起 动 时 拖 动 负载 太 重 而 引 起过流 跳 闸， 对球 磨机来说 就会 出现 多次 盘 车 现 象 。
在 的缺 点 ，并剖 析 了故 障的原 因 ，提 出采 用 Ｔ ＣＤ． Ｉ Ｉ 型触发控 制 器对 ＫＧＬ Ｆ ． Ｉ Ｉ 型励磁 装置进行 改造 ，实
践 证 明 改 造 效 果 良好 。
关键词
同步 电机 灭磁
投 励 顺 极性 过 零投 励
后 备时 间投 励
移相 触发 电 阻 阻值 经 常 发 生 变 化 致 使 励 磁 环 节 不 能 正 常 工 作 同 步 电机 转 子 励 磁 绕 组 在 多 次 起 动 中承 受 感 应 交 变 高 电压 的冲 击 ， 对 同步 电机造 成 了一定 损坏： 另外．励磁 环 节 参 数 整定 过 程 复 杂 ， 稳 压 管 参 数 每 变化 一次 ， 灭 磁 环 节 参 数
个 方面 。
电阻 Ｒ Ｆ ｄ ２回 路 ， 这 时外 接 电 阻远
伤 情 况 有 ： 定 子 绕 组 端 部 绑 线 崩 断，绝 缘 损坏 ，端 盖 螺丝 震 断等 。 如 果 投 入 励 磁 太 晚 ， 就 会 使 同步
电 机 高 压 继 电 保 护 装 置 动 作 导 致
远 大于 劢 磁绕组 直流 电 阻的 ｌ ０倍 以 上 ，励 磁 绕 组 在 这 种 状 态 下 相 当于 开路 ， 其感 应 电压急剧 上 升，
当 Ｕｌ ９ Ｗｌ ＝ Ｕｌ ９ ｗｙｌ ＋ Ｕｌ ９ ｂ ｚ ｌ ＋ Ｕｃ ｔ ７ ， Ｕｌ ９ Ｗ２ ： Ｕｌ ９ ｗｙ ２ ＋ Ｕｌ ９ ｂ ｚ ２ ＋ Ｕｃ ｔ ８时 ，
起 动 失 败 ， 这 种 情 况 常 会 使 维 修
人 员 产 生 误 判 断 ， 认 为 总 是 同 步
１ ． １主 回路 中灭磁 环节 故障 率高
励。
触 发脉 ； 中环 节 电气 原理 如 图 ２。 由触 发 脉 冲 环 节 工 作 原 理 可 知 ： 随 着 时 间的 延 长 、温 度 的升
高，４ Ｂ Ｇ ｌ集 电 极 电 流 将 增 大 、
１ ９ ９ ９年 ４月就发生励磁绕组 （ 接头 处被击 穿烧毁的故障：２ ０ ０ ０年 Ｉ 系 统 ｌ 同步 电机 发生 励磁 绕组 ）与
。 我 矿 ４台球磨机均 采用 Ｋ Ｇ Ｌ Ｆ — 是 由励磁 插 件引起 ， 如 图 ｌ
该 励 磁 装 置 的 故 障 也 是 导 致 同步
电 机 故 障 的 直 接 原 因 。本 文将 对 其 进 行分 析 并 提 出 改进 措施 。
１故障分析
ＫＧＬ Ｆ— ｌ ｌ 型 励 磁 装 置 由 励 磁
过 灭 磁 环 节 来 释 放 的 ， 如 果 灭 磁 节 发 生 故 障 会 使 转 子 绕 组 绝 缘 击 穿，或引起人 身事 故 。最 常见的现 象是 转 子 励 磁 绕 组 接 头 或 绕 组 与
电 源 线 接 头 处 产 生 裂 纹 、 开 焊 和 绕 坏 。 我 矿 Ｉ系 统 ２ 同 步 电 机 在
节 。
磁 时 ，Ｊ ｌ 的对 常 闭触 的交 变电压过零 的环节 。Ｔ ＣＤ． １ ｌ
（ ２ ） Ｋ Ｇ Ｌ Ｆ — ｌ １ 型励磁 装置 中，投
ｌ ９ Ｒ ６关 联 ， ｌ ９ Ｗｌ 与
４ Ｍ Ｂｌ
励 环 节 有 时 不 能 发 出投 励 信 号 ．
图２ 触 发脉 冲环 节 电气原 理 图
机 不能 正常 运 行 。
保证 ７ ＫＧＺ和 ８ ＫＧＺ的 导 通， 同时
靠等特点 。用 ｌ 块这样 的集成电路
就 可 以 实 现 三 相 晶 闸 管 的 移 相 触 发， 单 片集 成 电路 Ｔ Ｃ ７ ８ ７在外 围形
２改造措施
对 于 ＫＧＬ Ｆ — ｌ ｌ 型 励 磁 装 置 存 在 的 这 些 故 障 ， 多 年 来 我 矿 只 能 采 取 局 部 问题 局 部 处 理 的方 法 ， 且 维修 费 用 高 ， 占用 时 间 长 。 通 过
也避 免了 ｌ ９ Ｒ ｌ 、ｌ ９ Ｒ ２ 、ｌ ９ Ｒ ３ 和ｌ ９ Ｒ ４
长 期 受起 动 时大 电流 的； 中击 ， 保
证 了其 性能 的稳 定 性 。
成 的触 发脉 冲 功 率 大 ，且 相 位 上
严 格 对 称 ， 保 证 励 磁 装 置 输 出 电 流 的稳 定 。
考 察 、 论 证 ， 我 矿 最 后 决 定 对
上升 。
２ ０ ０ ４ 年６ 期 四圆
６ ３
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电机 技 术 ＿ ｌ＿一 励 后 未 投 入 正 常 励 点 未 打 开 ， 电 阻
ｌ ９ ＲＩ 、ｌ ９ Ｒ ２ 与ｌ ９ Ｒ ５ 并
联， ｌ ９ Ｒ３、ｌ ９ Ｒ４与
因 其 没 有 检 测 转 子 励 磁 绕 组 感 应 型 触 发 控 制 器 就 具 有 过 零 检 测 环
机 产 生 脉 振 ， 出 现 高 于 同 步 电 机
触 发 、给 定 、投 励 和 逆 变 等 插 件
以 及 同 步 电 源 。 由 于 该 励 磁 装 置
额 转 矩 十 几 倍 的 冲击 力 ， 严 重 损
伤 同 步 电 机 的 定 子 绕 组 。 常 见 损
内部 插 件 由分 离 元 件 组 成 ， 元件 元 数 易发 生 变化 同 时现 场 环 境 粉 尘 较 大 ， 使 该 装 置 故 障率 明 显 偏 高 ，其 故 障 集 中表 现 为 以 下 几
图１ 励磁 装 置原 理 图
１ ． ２ 自动 投励 环节 故障频 率 高
同 步 电 机 从 异 步 运 行 到 同 步
主 回路 和触 发环 节 构成 ， 励 磁 主 回 路 主要 包 括 三 相全 控 桥 整 流 电
路 和 灭 磁 环 节 ； 而 触 发 环 节 包 括
灭 磁 环 节 工 作 原 理 为 ： 当 转 子 励 磁 绕 组 感 应 出 的 交 变 电压 在
Ｋ ＧＬ Ｆ ｌ １ 型 励 磁 装置进 行 改 造， 其 方 案 为： 采 用 Ｔ Ｃ Ｄ— ｌ ｌ 型 晶 闸 管触
发 控 制器 替代 ＫＧＬ Ｆ — ｌ ｌ 型 励 磁 装
４结束语
我 矿 ４ 台球 磨机 同 步 电机 和 ｌ 台 空压 机 同 步 电机 ＫＧＬ Ｆ — ｌ １ 型 励
起 动 电路 原 理 图
用 寿 命 节 约 了 维修 费 用 ． 同 时 改 造 后 的 励 磁 装 置 也 具 有 突 出 的 节 能作 用 。 改造 后 ， 除 突然 停车 以
３ Ｔ Ｃ Ｄ —ｕ 型晶闸管触发控制 器的特 点
Ｔ Ｃ Ｄ—ｌ Ｉ 型 晶 闸管 触 发 控 制 器
ＧＩ 为正 ，Ｇ ２ 为 负 时，晶 闸管 Ｋ Ｇ Ｚ ７ 、 ＫＧｚ ８开 始 未 导 通 ， 感 应 交 变 电 流 通 过 励 磁 电阻 Ｒ Ｆ ｄ ｌ 、ｌ ９ Ｒ ｌ 、ｌ ９ Ｒ ２ 、
ｌ ９ Ｗｌ 、ｌ ９ Ｒ３ 、ｌ ９ Ｒ ４、１ ９ Ｗ２及 励磁
运 行 ， 投 励 环 节 起 着 决 定 性 的作 用 。如果投励过早 ，就会使 同步 电
电路
Ｔ Ｃ Ｄ— ｌ ｌ 型 触 发 控 制 器在 移 相
相 全 控 桥 的触 发 脉 冲 ， 由 ６个 触 发
插 件 来 实 现 由 于 元 件 的 分 散 性
和参数 变化的 不一致性 ，导致 三 Ｔ Ｒｌ ４ 分得 电压 较低， ８ Ｋ Ｇ Ｚ和 ７ Ｋ Ｇ Ｚ 触 发 电 路 中采 用 ＴＣ ７ ８ ７单 片 集 成 相 全 控 桥 的触 发 脉 ； 中不 对 称 ， 三 无 法 导 通 。 其 电 路 原理 如 图 ３ 。起 电路 ， 该 电路 具 有 输 入 阻 抗 离 ， 抗 相 整流 桥 电源 不 平 衡， 引起 某 相 动 时 ，Ｊ ｌ 的 ２对 常 闭触 点 工 作 ，相 士 扰 性 能 好 、 移 相 范 围 宽 、 功 耗 整 流 晶 闸 管 发 热 损 坏 ， 使 同 步 电 当 于 灭 磁 检 测 按 钮 工 作 ， 很 好 的 小 、功 能 强 、 外 围 元 件 少 、使 用可
ｌ ９ Ｗ ２分 得 较 高 的 电 使 同 步 电 机 无 法 正 常 运 行 。 而 ＣＤ— ｌ ｌ 型 触 发 控 制 有 双 重投 励 环 压 ．使 Ｋ Ｇ Ｚ与 ８ ＫＧ Ｚ Ｔ
节在 顺极 性 ，保证 了顺利投 励 。
（ ２）运 行 中 的 主 回 路 晶 闸 管 易 损坏 。在 Ｋ Ｇ Ｌ Ｆ — ｌ 】 型 励磁 装置 三
置中的灭磁王环节 和触发环节。 此改造过程简便 ， ｌ 台 励 磁 装置 需
要 ｌ ～２ ｈ就 可 以 完成 。
磁装 置 采 用 Ｔ Ｃ Ｄ— ｌ ｌ 型 触 发 控制 器 改 造 后 ， 未 发 生 过故 障 ， 同步 电机 起 动 非 常 顺 利 ， 大 大 延 长 了 其 使
图３ Ｔ Ｃ Ｄ —Ｉ Ｉ 型 晶 闸管触发控 制器
两 部 同步 电 机 均 采 用 ＫＧＬ Ｆ 一 １ １ 型
由励磁 环节 工 作原 理可 知，
稳压管 ｌ ９ ＷＹ ｌ和 １ ９ ＷＹ ２在 晶闸管
４ ＷＹｌ 和４ ＷＹ ２ 的稳压性能变差，稳
电 源 线 接 头 开 焊 打 火 现 象 。 当 时 ＫＧＺ ７和 ＫＧＺ ８控 制 极 上 起 开 关 作 压 值 上升 ，使 ４ｃ ２的充 电 时 间缩 用 。在 我 矿 十 多 年 运 行 中， 稳 压 短 ，脉 冲发 出时间前移， 晶 闸管触 （ 管１ ９ ｗｙ ｌ 和ｌ ９ ｗｙ ２的性能参数或 发 控 制 角度 小 ， 励 磁 电 压 和 电 流 收稿 日期：２ ０ ０ ３ ． ０ ７ ． ２ ０ １ ９ Ｒｌ 、１ ９ Ｒ ２ 、１ ９ Ｒ ３ 和１ ９ Ｒ ４ ） 大功率