同步电动机励磁装置的修理改造
同步电动机及励磁装置故障分析处理方法
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同步 电动机及 励磁 装置 故源自障分析处理 方法 孙 立 民
（ 中煤龙化哈 尔滨煤化 工有限公 司， 黑龙 江 依兰 １ ５ ４ ８ ５ ４ ） 摘 要 ： 列举 了同步电机不能启动运行、 集电环磨损及电机扫堂的原因和处理 ； ｗＫ Ｌ Ｆ型同步电动机励磁装置的常见故障分析和处理方法。 关键词 ： 同步电机 ； 集 电环 ； 励磁装置故 障； 处理方法 中煤哈尔滨煤化工有限公司是国家大 Ｉ 型化工企业，共有同步电动 ２ ． １ ． ２起动回路开通后无法自动断开 机 １ ８台（ 其中 ５ ４ ０ ０ Ｋ Ｗ 同步动机 ２台， ３ ７ ０ ０ Ｋ Ｗ 同步电机 １ 台） 。同步 起动电阻分抽头选择不当， 电动机作为大型动力设备， 由于转速不随负载变化而变化 ， 功率 因数可以 ２ ． １ ３同步电机起动时无法自动投励或投励失败 调节， 以改善电网的功率因数 ， 及运行的稳定性和较高的效率 ， 被广泛应 同步电机起动日 寸 无 法自动投励 原因主要有 以下几ｌ 方面的原因： 用于大功率的拖动负载中，在连续 性比较强的化工生产过程中起着非常 第一 ， 高压断路器上的节点之间未能比和好造成的， 需要采取的措施 重要的作用。同步电机通常采用异步启动的方法 ，当转速接近同步转速 就是在高压断路器关闸之后，仔细检查所有的接点之间是否都已经闭合 （ 亚同步转速 ） 时， 励磁装置将直流电加入转子绕组进行励磁 ， 同步电机即 完全。第二， 前置变压插件励磁电流不能够调零造成的， 这时候就需要在 可牵入 同步运行。同步电动机能否稳定运行 ，将直接影响我厂的经济效 变压之前对于变换插件励磁 电流是否能够调零进行检查 ，杜绝此类问题 益，然而作为同步电动机工作的重要组成部分——励磁装置运行状况也 的出现。第三 ， 压缩机负载趔重导致的， 电柳在泊 动时拖动压缩机 的压力 是同步电机能否稳定运行的关键决定ｆ 生因素。如何合理使用和维护 洼能 过大 ， 就不能保证电机在力 Ⅱ 速过程中达到亚同步的状态， 需要采 取的力 去 优越的 ＷＫ Ｌ Ｆ 一 １ １型励磁装置， 正确分析和处理该同步电动机励磁装置 就是在 电机启动之前凋鹚 圣 压力。 第四， 配置参数中ｉ 十 日 殳 励和投励渭差定 滑差和计旧 蚰蹦 的设定 的—些常见故障， 确保全厂 １ ８ 台同步电动机安全稳危 垂 行就 显得尤为重 值位置错误造成的，需要采取的措施提对 于投 『 要。 值进行全面的检查。 １同步￣ ｇ ｔ ／ ｔ 的故障分析 与处理 ２ ２励磁 野 撇 障及 张夹 措施 ２ ． ２ ． １凤 故障 １ ． １ 同步电机不能启动运行 造成同步电机不能启动运行的原因有很多，其中最常见的主要有电 风机故障出现时的表现是 ： 风机停故障指示灯亮， 风机停转 ， 风机箱保 机本身问题、 控制装置故障以及拖动机械故障等原因， 具体如下： 险熔断 ， 励磁输出不受影响。需要采取的措施是： 短时间完成处理则无需 第一 ， 电机本身的故障问题所造成的不能启动。 由于电机轴瓦的端盖 停机， 更踟 寸 应拧开风机箱 匕 航空招 Ｂ 头， 抽出风箱进 ｆ ＝ 更换。 ２ ２ ２快熔熔断 螺丝松动或者其他原因导致机座和端盖分离 ，此时转子下沉和定子铁 摩擦导致电机不能正常启动 ， 需要通过更换电机轴 瓦或者是分别加固对 快熔熔断故障出现时的表现是： 快熔断故障指示灯点亮， 快速熔断器 角端盖的螺丝， 保持电机和转子问均匀的气隙。 单相或多相熔断 ， 与之并联的指示熔芯弹出。机组因励磁故障跳闸停机。 第二， 控制装置出现的故障导致的不能启动。 控制装置中的励磁部分 需要采取的摧 ： 第一， 测试可控硅元件是否有损坏现象； 第二 ， 测试主 直流输出电压的不稳定造成定子的电流不稳 ， 从而引起装置跳闸或者是 回路是否有多点对地绝缘损坏； 第三 ， 测试励磁绕组是否存在短路现象 ； 电机失碰 奎 『 下 砗专 。 查明事故原因， 再更换损坏元器件。 第三， 拖动机械故障造成的不能启动， 拖动机械转轴在运转中被卡住 ２ ． ２ ３空气开关跳闸故障 或 出现其他故障，造成电机转轴的负荷增大，这时需要在启动前转动转 空气开关跳闸故障出现时的表现是 ： 空开跳故障指示灯 亮 ， 空气开 轴， 如果发现转轴不能转动或者是转动不灵活必须要及时 检 验， 保证 关在“ 分” 位， 电机联锁跳闸。 需要采取的措施是 ： 第一， 检查励磁变压器 转轴正常运转后再启动电机。 是否有过热或烧痕 ； 第二， 检查空开至变压器一次的连接电缆是否有过热 或烧痕。 １ ２同步电机集电环异常磨损 同步电机集电环的主要功能就是 嗽 电流，但是在电机滑动接 ２ ２ ４交流电源故障 触的过程中集电环的表层会产生—层薄薄的水膜 ，会造成集电环和电刷 交流电源故障故障出现时的表现是： 交流电源指示灯熄灭， 交流开关 斤 有指示灯熄灭。 需要采取的措施是： 要求严格的场所可采 用带备 ｆ 翁差 电流的过程 之中出现电解的隋况， 进而出现腐蚀。如果集电 常破 电源 匕 用电源 自动投 人的双路电源供电， 来提高励磁供电的可靠性。 损是由腐蚀造成的， 就应该对集电环进行清扫。 除了腐蚀之外， 滑动接触状况的不合理也会造成集电环的异常损坏 ， ２ ３软件故障及其解决措施 经常出现的有：电刷压力过大、电刷活动受阻以及集电环表面存在垃圾 软件故障利用 ＷＫ Ｌ Ｆ 一 １ １ Ｄ型励磁装置读写控制器显示 的故障代码 结合改励磁装置使用说明书的故障代码表 ， 等。这时候—般财务的应对措施有： 第一， 调整弹簧压力到 １ ． ０ — ２ ． ８ Ｎ ／ ｃ ｍ ， 来判别故障类型及故障名称 ， 而且—定要保持所有电刷压力的均衡；第二 ，选择和电机型号一致的电 来判定故障名称并进行相应的处理。 刷， 不能出现电刷和电机型号不一致的隋况； 第三， 保证集电环表面的粗 ３． ２ １ Ａ ／ Ｄ 采集故 障 糙程度不超过 ３ １ ｘ ｍ； 第四， 适时调整集电环的正负极， 使电刷的正负极之 Ａ ／ Ｄ采集故障出现时的表现是： 通道故障知识灯亮， 读写器读出故障 间受到的腐蚀程度的相同。 类型为信号采集故障。 需要采取的措施是：主机板 匕 的Ａ ／ Ｄ转换器故 １ ３同步机起动时声普异常或转子扫堂 障， 更换主机 板就可 以了。 同步机在运行多年之后 ， 机器的定子均会出现不同程度的移位现象 ， ３． ２ ２ Ａ —Ｂ套通ｊ 百 ｌ ｆ ［ 障 而且 也会 因为同步机启动时的冲击造成同步机定子和转子 之间的空隙不 Ａ —Ｂ套通道通信故障出现时的表现是 ： Ａ Ｂ两套的主机故障灯 ， 通道 均匀 ， 使其局部部位之间出现摩擦。这时需要采取的解决措施是： 按照要 故障Ｈ及脉冲故障灯全部点亮 ， 励磁输出正常， 用读写器读出故障类型为 Ｂ通信故障。 需要采取的措施是： 选择同步电动机停机时， 励磁装置完全 求合理调整同步机转子和传动轴的平衡度和同心度 ，达到规定的要求之 Ａ 后将定子器密封盖打开， 测量同步机定子和转子之间的四周气隙， 进一步 退出运行后进行切换换板的更换。 调整二者之间的气隙的均匀和平衡度。但是如果是由于同步机安装基础 ２ ３ ３通道板故障 发生变化所导致的声音异常或转子扫堂的现象 ，就要采取重新浇筑基础 通道板故障出现时的表现是： 通道故障指示灯亮， 读写器检查故障类 之后再采取重新安装的办法来彻底解决这一问题。 型为通道板故障。需要采取的撵 是： 通道板 匕 触发脉冲形成回路故障、 ２ ＷＫ Ｌ Ｆ 一 １ １ Ｄ型微机励磁装置常见故障处理方法 导致脉冲信号丢失， 处理方法为更换通道板。 ２ １ 励磁输出不正常的可能原因 结束语 ２ １ ． １ 励磁装置不能正常工作 本文中对于同步机中主要出现的集中故障的现象和应该采取的相应 检查励磁控制系统的工作电源 ，包括 Ａ、 Ｂ套 ＋ ５ Ｖ，＋ ２ ４ Ｖ、 ＋ １ ５ Ｖ， 措施进行了简单的介绍 ， 除此之外其中存在的问题还有许多， 在具体运行 过程中根据实际问题灵活运用， 以便更好的解决。 １ ５ Ｖ输出是否正常
同步电动机励磁控制装置的改造
制功 能 ， 且有 很 高的性 价 比 而
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在故 障处理 过程 中 ， 们发 现 ， 机主要 是 由于 我 停
中 图 分 类 号 ： Ｍ３ １ Ｔ ４ 文献标识码 ： Ａ
１ 问题 的提 出 包 头 铝业集 团机 电车 间空压 机室共 有 ８台空 压 机， 是铝 厂重要 的 动 力设 备 ， 长期 运 行 方 式 。 磁 为 励 控制装 置 为 ＫＧＬ Ｆ一１ ０型分 立单 元 模 拟控 制 方式 ， 插件 式结 构 ． 该 系 统存在 的 问题 ： 磁装 置调试 困难 ； 励 触发 脉 冲对 称度 差 ， 相 电 流不 平 衡 ； 器件 老 化 ， 定 参 三 元 整
图 １ 全 控 桥 式 励 磁 装 置 主 回路
同步 电动 机励 磁控制 装置 的各种 故障 引起 的 ， ： 如 滑 差检测 不 准 确 ， 磁 回路 不 合 理 ， 成 电 机 振 动 剧 灭 造
烈 。 动 困难 ； 拟 控 制 方式 元 器 件受 温 度 等 影 响 ， 启 模 参 数改变 ， 工作 不稳 定 ， 成失步 ； 磁 电阻 误导 通 ， 造 灭 发热 ； 检测 励磁 电压 的测量 电阻发 热 ， 成烧 断等 故 造
同步电动机励磁系统可靠性的改善
以分析 、 研究 ， 并提出切实可行 的改进方案。 该励磁 装 置 型 号 ： Ｇ Ｆ １１９Ｖ ３ 是 一 种 Ｋ Ｌ １／４ ／８Ｖ， 供拖动重载或轻载起动的同步电动机单机配套恒定
励磁 装置 ， 调试 过 程 中 ， 常发 生 投 励跳 闸 、 磁 在 经 励
收 稿 日 期 ：０ １ ９—３ ２ ０ —０ ０
（） １ 投励 环节中增加一个滤波 电容 ｃ 构 成低 ，
动机在 正 常 同步运行 时 、 Ｑ不 致误 导通 Ｋ
不对称 ， 影响起动性能 ， 并会产生脉冲转矩 ， 造成 电
动 机 的强 烈振 动
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Hale Waihona Puke “ Ｌ Ｌ 图 ３ 现有励磁装置 中的晶闸管 全控桥式整 流装 置
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２ 对 现 有 励 磁装 置 的改 造 方 案
鉴 于上述 情 况 ， 必 要对 现 有 的 勖磁 装 置进 行 有 改造 ， 案 如下 ： 方
图 ５ 新型三相桥式整流电路
至于励磁装置常出现 的触发脉冲丢失 、 插件接 触不 良、 三相电源缺相运行 、 励磁电流不稳定等， 则 可 以通 过改 善接 线胶 （ ） 质 量 ， 换 不 良元 器 件 焊 接 更 等方法解决 ， 这里不再赘述。
用示 波器 观察 转子 两 端 的 电 压 波 形 如 图 ２ 可 ，
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以发 现电 动 机进 入亚 同 步转 速 后有 重复 周 期 为 ｌ ０
同步电动机全数字励磁装置改造
Ｋ ｙｗ ｒｓｔｔ ｉ Ｍ ｃｎｒｌｓ ｃｒｎｕ ｏ ｒ；ｘｉｔ ｎ ｅ ｏｄ ： ａ ｄ６ｔ ｏｔ ； ｈｏｏｓｍ ｔ ｅｃ ｉ ｏｌ ｏ ｙ ｎ ｏ ｓ ａ ｔｏ
包 钢 一 轧 厂 使 用 的 中轧 平 辊 同 步 电动 机 型号
为 ：Ｄ １ ３ ５ Ｊ Ｚ ４ ／ ３—１ ， ２ 容量 为 ８ ０ｋ ６ Ｗ。为热 轧 带钢 第
（） ２ 运行稳定性高。同步机励磁的励磁电流不 受电网电压的影响， 其转矩与电网电压成正比， 而异 步 电动机 的转 矩 与 电网 电压 的平 方成 正 比 。当电 网 电压 下 降到 ８％ 或 ８ ％时 ， ０ ５ 同步 电动 机 的励 磁 系统
一
不能正常投励 ， 灭磁 回路不能正常工作 ， 失步时无强 励磁 失 步整定 等情况 。故 对其 进行 检测 、 造 。 改
有 以下优 点 … ：
（） １ 功率 因数高 。同 步 电 动机 本 身具 有 较好 的 功率 因数 ， 且还 可 以通过 转子 励磁 电流 的控制 ， 并 向 电网输送 无功 功率 ， 而补 偿 电 网功率 因数 。 从
三 道 轧制 电机 。该 电机 的励磁 控制 部分 采用 国内生 产 的 Ｓ Ｃ一２ Ｅ ２系 列 同 步 电 动 机 全 数 字 励 磁 装 置 。 但是 最 近一 段 时间 电动机 启 动 以后 常 常出 现 电动 机
同步电动机励磁系统故障排查及处理
同步电动机励磁系统故障排查及处理作者：***来源：《机电信息》2020年第15期摘要：对同步电动机励磁系统原理和常见故障分析及处理进行了叙述，并指出了励磁系统运行维护应注意的事项。
关键词：同步电动机;励磁;故障0 引言励磁系统是同步电动机的重要组成部分，其对于同步电动机的运行起着极其重要的作用。
某石化企业加氢装置现有7台大型压缩机组，配套的同步电动机均选用了WKLF-400系列微机控制无刷同步电动机励磁系统。
1 同步电动机励磁系统工作原理整套励磁系统由旋转励磁和静态励磁两部分组成。
旋转励磁部分安装在主电机轴上，每套旋转励磁包括1个控制模块、3个整流模块、1个启动模块和8个电阻模块，其电气原理图如图1所示。
静态励磁部分主要是由励磁调节器、励磁变压器、功率单元、电源系统和测量元件、显示面板组成的静态励磁柜，安装在非防爆场所。
其核心控制单元为微机控制同步电动机励磁调节器，具有双套调节器自动跟踪和故障自动切换（调节器双冗余）的技术性能。
静态励磁装置的功率单元采用IGBT斩波方式，并配置有IGBT控制电阻灭磁电路。
其电气原理图如图2所示。
2 静态励磁系统故障排查及处理2.1 案例分析（1）故障现象：2013-03-08T07：59，新氢压缩机108-K-101B电机开关故障跳闸，现场6 kV开关柜综保显示“过负荷反时限跳闸”，动作电流为580 A（额定电流290 A，保护定值348 A）;励磁柜控制面板“励磁故障”指示灯亮，故障录波显示电机定子电流增至580 A，延时65 s 后跳闸，跳闸前电机电流呈现周期性波动波形。
（2）故障排查处理：检查同步电动机和励磁输出电缆的绝缘电阻均合格;对6 kV馈电柜模拟“过电流保护动作”试验，动作情况与故障录波一致;检查励磁柜励磁回路接线，发现励磁正极输出接线端子有松动现象，同时全面检查和紧固励磁回路接线;对励磁系统进行调试试验、检查均正常;检查励磁机本体及本体接线端子正常。
同步电动机新型励磁装置技术改进
随着 科学技 术 的发展 ， 人们 的生活 生产 水平不断 提高 ， 在现 代人 们 的生 产 过程 中， 早 已摒 弃 了传统 的 手工作业 生产 方式 ， 而 逐步 形成 了应 用 机 械设 备 进行 生 产 的生 产模 式 。 电动 机 的发 展 与应用 正 是传 统 手工业 生 产转 向现 代机 械 化 生 产的 标 志 ， 其 在 现代 化 机械 生 产 中
有着举足轻重的地位 。 电机 的工作的物理本质就是通过电机 的本身 器件把电能转化成机械能。 在目 前的社会生产中， 电机已经被广泛的 应用 在工 农业 的各种 领域 ， 随着科 学技 术 水平 的不断 提高 ， 各种各 样 的 自动 化 系统 元件 都 是 通 过对 电机 的控 制 形成 的 ， 包括 航 空领 域 的 人 造 卫星 系统 同样 也 是 通 过对 电机 进 行控 制 ， 卫 星 才能 够 正常 的运 行， 除 此 之外 ， 电机 还被 广泛 的应用在 国防 、 医疗 等其他 方面 ， 因此 电 机是时代发展的成果， 是提高社会生产力的有效工具 。 但是随着社会 的发 展 ， 提 高 电动机 的 性能 ， 必须 对其进 行相 应 的改 进 ， 从 而才 能满 足人们的生产需要。 本文从传统励磁技术中存在的缺陷出发， 对 同步 电动机新型励磁装置技术进行研究， 并且提出了相关的改进措施。 传统 励 磁 技术 存在 的 缺陷 １ 、 励 磁 装置 起动 回路及 环节 设计不 合理 。 同步 电动 机 励磁 装 置 主回路中的主桥分为： 全控桥式和半控桥式， 下面分别以这两种方式 分析。
一
对于某些转速较低、凸极转矩较强的电机空载或特轻载起动 时， 往往 在 尚未 投 励 的 情况 下便 进 入 同步 ， 装 置 内具 有 凸 极投 励 回 路， 在 电机 进入 同步后１ ２ 秒 内自动投 磁 电机进 入 同步后， 电脑系统 自 动控制 励磁 电压 由强磁恢 复到正常励 磁 。 ３ 、 选 用数字 触发 器， 提高触 发脉 冲的精 度 选 用数 字触发 器８ ２ ５ ３ ， 提高 了触 发脉 冲信号 的精 确 度。 当同步信 号 回路 出现 上升过 零时 ， 采用延 时结 束立 即由硬件输 出脉 冲的 方式 ， 当满 足投 励 条件后 ， 电脑 发出触 发脉 冲 指令 ， 经专用 集成 块功 放 由脉 冲变 压 器输 出一 —宽 脉冲 ， 触发可控 硅 。 在同步 信号及主 回路 处 于正常的情 况下， 电脑 系统 能保证 主 电路 三相 电压波 形平 衡 ， 具有自 动 平衡 系统 。 为使电动机中励磁电压不致过高、 过低或失控， 在控制电路中设 有１ Ｋ、 ２ Ｋ、 ３ Ｋ功能开关， 其中１ Ｋ用来设定励磁 电压的上限 ｌ ２ Ｋ用来 ①半控桥式 励磁装置 ： 由三只大功率晶闸管和一只大功率二极 设定 电机 正常运 行 时的励 磁 电压 ， ３ Ｋ用来设 定励 磁 电压 的下限 。 投 励 管组成 。 电动机在起动过程中， 存在滑差， 在转子线圈内将感应一 交 时， 首先 按 １ Ｋ强 励 设定 值运 行 １ 秒， 然 后 自动 移至 正 常励磁 所 设 定 的 变电势， 其正半波通过ｚ Ｑ 形成 回路， 产生＋ ｉ ｆ ， 其负半波则通过Ｋ Ｑ， 位置 上 。 ＲＦ 形成 回路 ， 产生一 ｉ ｆ ， 由于 回路不 对 称 ， 则形 成 的 － ｉ ｆ 与＋ ｉ ｆ 也 不对 采用数字化薄膜面板开关， 按动上升键或下降键， 可在Ｉ Ｋ及３ Ｋ 称， 致使 定子 电流强 烈脉 动 。 使 电动 机 因此而 强 烈振 动 ， 直 到起 动结 所设 定 的范 围内调整 励磁 电压大 小 。 采用 电脑 控制 及数 字开关 ， 使 装 束 才消 失 。 置性 能 稳 定 ， 完全 消 除了电位 器调 节 所带 来 的 温漂 、 跳跃、 卡死 及 易 ②全控桥工励磁装置： 由６ 只大功率晶闸管组成。 在起动过程中， 受 干扰 的弊端 。 随 着滑 差 减小 ， 当转 速 达 Ｎ５ ｏ ％ 以 上时 ， 励磁 感应 电流 负半 波通 路 时 ４ 、 电脑 系统 智能 分析 失步 信号 ， 准 确可 靠地 动 作 当同步 电动 机 通时断， 同样形 成＋ ｉ ｆ 与－ ｉ ｆ 电流 不 对称 从而 形成 脉振 转 矩 ， 造 成 电动 失步时 ， 在其 转子 回路产生不 衰减 的交 变 电流 分 量， 通 过 测取 转子 励 机 强 烈振动 。 磁回路分 流 器上 的交 变电流 毫伏信 号， 经放 大变 换后 输入 电脑系统 ， ２ 、 投励时 “ 转 子位 置角” 不 合理 。 对其波形进行智能分析， 准确 、 快速地判断电动机是否同步， 对于各
同步电动机励磁系统缺陷及改善措施
２ ． １投励方式、投励时刻选择不当 对电机的影响
如果励磁系统有缺陷，同步 电动机启动过 程 中在 并 车 投 励 瞬 间 经 常 发 出沉 闷 的 冲 击 声 ，
电机 遭 受 冲 击 。
开通值一般 １ ０～ ３ ６ Ｖ，便可解 决上述 问题 。 ２ ． ３启动灭磁 电组不正常发 热
在 同步 电动 机 “ 异 步启 动 ”过程 中，启 动灭磁 电阻通过可控硅 电路接入转子 回路 ，以 减小启动 电流 ， 增大启动转矩 ， 加速 电机启动； 投励后通过相应的可控硅控制 电路使启动灭磁 电组退 出。但是如果控制 电路异常或故障导致 启动灭磁 电组不能及时退 出而长期带 电，容 易 发热烧毁，对 电机正常工作极其不利 。因此应 提高可控硅控制回路的可靠性 ，保证启动灭磁 电组 的 正 确 投 退 。
异步启动状态 ，此时 电机为 “ 异步 电动机 ”状 态 ，随着转子转速上升 ，转差率下 降，定子 电 流随着转子 电流下降而降到某一数值 ，加上一 定的时 限延迟 ，由静态励磁柜进行投励 ，旋转
１励磁系统缺陷所造成的主要危 害
整流盘便将励磁 电流送入励磁绕组 ，没有检测 参考文献 转速、转差率和投励瞬间转子空间角度选择合 ［ １ ］ 王正茂 ，阎治安 ， 崔新艺等 ．电机 学 【 Ｍ ］ 供给 同步 电动机 励 磁 电流 的 电源及 其附 适与否 ，就盲 目投励并车 。此时，励磁绕组外 西安 ：西安 交通大学 出版社 ， ２ ０ ０ ０ ． 属设备统称为励磁系统 。同步 电动机励磁系统 部通入 的直流励磁 电流与转子绕组 自身感应的 主 要 由励 磁 功 率 单 元 、励 磁 控 制 单 元 两 部 分 构 交变 电流方 向相反，在此瞬间，励磁绕组总的合 作者简介 成。励磁系统 的技术性能对 同步 电动机的安全 成电流很小，导致励磁系统并车投励性能存在缺 曹国慧 （ １ ９ ６ ７ － ） ，男，河南省 南阳市人 。 大学 可靠稳定运行息息相关。 憾，使电机遭受这种损伤。另外，这种投励方式 本科学历。工 学硕士 学位 ，高级讲 师，现在 国 １ ． １对 电网所造成的危 害 由于励磁电流整定值是经验值，有一定的误差， 网河 南省 电力公 司技 能培 训 中心 南阳校 区工
励磁装置在使用中的故障分析及处理办法改动
励磁装置在使用中的故障分析及处理办法中国核工业电机运行技术开发公司邓友华随着改革开放与科学技术的不断发展，工业成套设备大都具备了智能化、微机化功能。
应用广泛的励磁装置也同样不断升级换代，推出了保护完善，运行可靠性更高的各种微机励磁产品。
新型励磁装置通过采用新技术、新工艺、新器件、新材料，不但强化了装置功能，还大幅降低了自身故障率。
在以拖动负载为核心构成的设备系统中，励磁装置只是其中一环。
经过长期励磁装置运行实践，我和同事们遇到不少关于励磁装置故障处理问题。
不管多么先进的设备都不可能终身不出故障，但我们力图从不可避免中通过设备设计、制造者、设备使用维护者的共同努力，尽量降低故障发生的概率，追求从量变（减少故障）到质变（保障设备长周期安全运行）的飞跃。
为了提高励磁装置的运行维护质量和效率，需要使用人员不断总结分析，把教训变成经验，将经验升华为理论，用理论指导今后的设备维护工作。
为此，将积累的关于励磁装置的部分故障事例及处理办法拼撰一起，供有兴趣同行和读者参考或商榷。
从下面的事例可以看出，励磁装置能否正常可靠运行，除本身质量外，与其相关联的供电系统（如电网容量与稳定性）、电机性能（如转矩特性）、现场环境（如导电粉尘、腐蚀性气体、高温高湿）、工艺管理（如负荷忽高忽低甚至堵转）等在一定条件下都会成为励磁装置难以正常运行的重要影响因素。
例1：运行中，励磁电流比正常值低了。
故障现象：励磁装置正常运行过程中，励磁电流减小，励磁电压约有升高，电机运转正常，没有报警和其它异常。
原因分析：根据欧姆定律I=U/R，励磁电压Uf基本恒定条件下，引起励磁电流If减小的原因是励磁输出回路电阻R增大了，由正常励磁绕组直流电阻r f变成了r f＋r i，r i即是导致If降低的故障电阻。
输出回路最容易产生r i的地方是电刷与滑环之间的接触面，具体说有下列几种情况引起：（1）电刷弹簧松动、压力不足，或电刷磨损变形，减小了与滑环的有效接触面积，按R＝ρL/S(式中R为电阻，L为导线长度，S为导电横截面积，ρ为导电材料在20℃时的电阻系数，碳在20℃的值ρ＝10欧mm2/米)，接触面S减小，输出回路电阻就会增加，比rf大一些，相当于回路中出现了一个附加电阻ri。
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同步电动机励磁装置的修理改造
来源：湘潭电机集团有限公司 /
目前工矿企业中有不少的同步电动机励磁装置是七八十年代的产品，电路基本形式以KGFL10型为代表，是分立元件插板式的电路结构，长期运行至今其控制和触发部分的进入故障率增加，现在已经进入维修更换期。
可以使用一种新产品——维修通用型同步电动机的励磁控制器进行技术改造，它除了完全恢复励磁系统的运行功能外，还能显著提高原来励磁系统的性能。
改造工作中可以保留原来的柜体、晶闸管和整流变压器以继续使用，这样使励磁控制系统的大修技改工作非常简便。
电路特色：
此同步电机励磁控制器的核心技术采用进口的专用大规模逻辑IC电路，实现数字化的控制和触发，其可靠性和易用性优于专用的微机励磁控制电路。
用此控制器进行维修改造，实现了励磁技术的升级换代，又可保留原来的控制和操作工艺规程方式。
控制器集成了可控整流和同步电机控制的核心技术（国家专利ZL200520061640），把原来励磁控制的众多插板的功能用一块数字电路完成。
技术集成的概念使控制器具有很好的可靠性、通用性和互换性，避免了繁琐复杂的现场维修。
使用此控制器后励磁的故障率极低，故障的维修时间大大缩短。
一组晶闸管移相脉冲输出：
控制的整流电路为三相全控或半控晶闸管整流。
最大可以驱动1000A的晶闸管, 脉冲对称度小于0.5°。
一组灭磁组件控制：
控制线连接灭磁功率组件（灭磁晶闸管和二极管）。
灭磁电压已按用户要求预先整定，无需现场调试。
一组与电机起动电路（高压起动柜）的联络连接：
1．电机起动允许输出—与电机起动开关串联，表示励磁已准备好，电机允许起动；
2．投全压信号输出—与电机减压起动回路联系。
控制器内部电路检测到电机起动后转速达到90％时，即发出全压运行的信号。
3．自动投励允许输入—在电机起动完成后输入一个开关量，当控制器内部AVR电路检测到电机达到95％的转速时，即自动投励，电机被牵引入同步运行。
4．外事故信号输入—电机起动柜上的继电保护装置发出事故信号，输入到控制器内使晶闸管控制脉冲关闭（灭磁）。