高壓變頻器在同步電動機上的應用
發布時間：2019-07-31 11:21:07來源：
高壓變頻器在同步電動機上的應用
1.引言大功率低速負載，如磨機、往復式壓縮機等，使用多極同步電動機可以提高系統功率因數，更可以省去變速機構，如齒輪變速箱，降低系統故障率，簡化系統維護。
同步電機物理過程復雜、控制難度高，高壓同步電機調速系統必須安裝速度/位置傳感器，增加了故障率，系統可靠性較低。
單元串聯多電平型變頻器具有成本低，網側功率因數高，網側電流諧波小，輸出電壓波形正弦、基本無畸變，可靠性高等特點，高壓大容量異步電機變頻調速領域取了非常廣泛應用。將單元串聯多電平型變頻器應用于同步電動機將有效提高同步電機變頻調速系統可靠性，降低同步電機變頻改造成本，提高節能改造帶來效益，同時也為單元串聯多電平型變頻器打開一個廣闊新市場。利德華福技術人員大量理論分析、計算機仿真和物理系統實驗，解決了同步電機起動整步等關鍵問題，已于2006年4月底成功將單元串聯多電平型高壓變頻器應用于巨化股份公司合成氨廠1000kW/6kV同步電動機上。以下將簡要介紹實際應用中主要技術問題。
2.同步電動機工頻起動投勵過程
更好說明同步電機運行特點，先對同步電機工頻起動投勵過程進行簡要介紹。
電網電壓直接驅動同步電機工頻運行時，同步電動機起動投勵是一個比較復雜過程。當同步電機電樞繞組高壓合閘時，高壓斷路器輔助觸點告知同步電機勵磁裝置準備投勵。此時，勵磁裝置自動同步電機勵磁繞組上接入一個滅磁電阻，止勵磁繞組上感應出高壓，同時起動時提供一部分起動轉矩。同步電機電樞繞組上電后，起動繞組和連有滅磁電阻勵磁繞組共同作用下，電機開始加速。當速度到達95%同步轉速時，勵磁裝置勵磁繞組上感應電壓選擇合適時機投入勵磁，電機被牽入同步速運行。同步電機凸極效應較強、起動負載較低，則勵磁裝置找到合適投勵時機之前，同步電機已經進入同步運行狀態。這種情況下，勵磁裝置將延時投勵準則進行投勵，即高壓合閘后15秒強行投勵。
3.變頻器驅動同步電動機時起動整步過程
用變頻器驅動同步電機運行時，使用與上述方式不同起動方式：帶勵起動。
變頻器向同步電機定子輸出電壓之前，即啟動前，先由勵磁裝置向同步電機勵磁繞組通以一定勵磁電流，然后變頻器再向同步電機電樞繞組輸出適當電壓，起動電機。
同步電機與普通異步電機運行上主要區別是同步電機運行時，電樞電壓矢量與轉子磁極位置之間夾角必須某一范圍之內，否則將導致系統失步。電機起動之初，這二者夾角是任意，必須適當整步過程將這一夾角控制到一定范圍之內，然后電機進入穩定同步運行狀態。，起動整步問題是變頻器驅動同步電動機運行關鍵問題。
變頻器驅動同步電動機起動整步過程主要分為以下幾個步驟：
第一步，勵磁裝置投勵。勵磁系統向同步電機勵磁繞組通以一定勵磁電流，同步電機轉子上建立一定磁場。
第二步，變頻器向同步電機電樞繞組施加一定直流電壓，產生一定定子電流。
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