[实用新型]双灭磁回路同步电动机励磁控制装置

说明书

技术领域

 本实用新型属于同步电动机励磁技术领域，更具体地说是双灭磁回路同步电动机励磁控制装置。

背景技术

同步电动机是各行各业应用非常广泛的动力设备，具有运行稳定性高和过载能力大等优点，同步电动机励磁部分的性能好坏，直接影响到电动机起动、运行、停机的可靠性、安全性和稳定性，同步电机的励磁线圈由同步电机励磁控制装置来控制，同步电机励磁控制的好坏直接影响同步电机的性能及应用效果。此外，同步电动机均可以通过改变励磁电流来调节功率因数，所以励磁控制装置可以控制无功功率分配，调节电网系统的功率因数，总之励磁控制器在大功率同步电动机的运行过程中起着举足轻重的作用。

现有技术普遍采用全硬件化的励磁柜作为同步电动机的励磁控制器，其主电路主电路采用三相半控桥式结构，需要采用额外的失控保护措施，不仅增加了控制的复杂性和系统故障停机的机率，而且灭磁速度慢、无法实现能量回馈，造成电能浪费；其同步检测电路采用同步变压器隔离获取电网同步信号，不仅体积较大、成本高，而且抗干扰能力差，采样精度不高；其灭磁装置普遍采用硬件自整定灭磁方式，灭磁电压达到规定值后，灭磁回路才会启动灭磁，由于灭磁回路结构上的这种缺陷，导致转子电流正负半波不对称，从而增加了电机噪声和启动时的电机损伤。同时，正常工作时励磁电压尖峰也可能造成灭磁可控硅误导通，导致电机失步故障。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型设计了双灭磁回路同步电动机励磁控制装置,其结构简单，灭磁速度快，能够实现能量回馈，节约能源，降低了硬件成本，又增加了电路的抗干扰性能，其具体技术方案为：所述的双灭磁回路同步电动机励磁控制装置由主电路和控制电路组成，其特征在于主电路与控制电路并联连接在三相电网上；

所述的主电路由变压线路、整流模块、电流传感器、灭磁回路、电机转子绕组、电压传感器组成，其特征在于主电路的输入端与三相电网相连，经过三相桥式全控整流后，其输出正极性端连接电流传感器，电流传感器的输出端连接灭磁电阻、电压传感器和电机转子绕组，电压传感器和电机转子绕组的另一端与整流桥的负极性端相连，灭磁回路由灭磁电阻、灭磁二极管、灭磁晶闸管组成，并联连接在电机转子绕组的两端，触发灭磁晶闸管，可使同步电机启动时转子正负半波电流对称，降低了电机启动时的震动。

所述的控制电路由同步检测电路、晶闸管触发芯片、数字信号处理器、液晶显示器键盘、脉冲调理电路、励磁电压检测模块组成，其特征在于控制电路的输入端与三相电网连接，经光耦隔离后生成电网电压的同步信号，并将该信号与晶闸管触发芯片相连接；脉冲调理电路的输入端连接数字信号处理器，其输出为六路脉冲信号，所述六路脉冲信号经脉冲调理电路隔离、放大后连接主电路整流桥的晶闸管门极控制端，控制电路通过采样电阻和光耦实现了对电网三相同步信号的采集，降低了硬件成本，又增加了电路的抗干扰性能。

所述灭磁回路包括两个输入端口，一个端口接收来自霍尔采样电路的硬件灭磁信号，另一个输入端口接收数字信号处理器的软件灭磁信号，构成双灭磁回路，硬件灭磁信号与基准电压U_ref并联连接在比较器U₁的两输入端，U₁的输出接二级管VD1的阳极，VD1的阴极接电阻R1；软件灭磁信号连接在灭磁回路中二极管VD2的阳极，VD2的阴极与VD1的阴极相连，电阻R1的另一端连接三极管VT1的基极，VT1的发射极接地，集电极连接光耦U₂，U₂的控制端经电阻R2接电源V_cc，其特征在于当同步电动机启动时，由数字信号处理器给灭磁可控硅输出灭磁指令信号，使得灭磁回路电流正负半波对称，若发生软件灭磁故障或者数字信号处理器程序紊乱，首先，同步电动机转子绕组两端电压升高，使得霍尔电压传感器的输出电压高于设定的直流电压，从而使比较器输出高电平，驱动灭磁晶闸管导通，有效的预防因软件故障而导致灭磁失败，有效提高了灭磁效率，灭磁速度快，并能够实现能量回馈。

本实用新型所述的整流模块，其特征在于整流模块由六只整流晶闸管按照三相桥式结构连接而成，整流晶闸管的控制端与控制电路的晶闸管触发芯片连接。

本实用新型所述的电流传感器，其特征在于电流传感器的输出端与控制电路的数字信号处理器连接。

本实用新型所述的电压传感器，其特征在于电压传感器的输出端与控制电路的数字信号处理器连接。