KVC100-H(T)0700-3鋼鐵廠定子調壓調速裝置

工作原理

定子調壓調速控制器是把兩種傳統(tǒng)的調速方式有機地結合起來用于控制三相交流繞線電機：Ø1～3檔時通過控制定子回路晶閘管導通角來改變電動機定子電壓；Ø4檔時通過改變電動機轉子電阻，改變電動機的機械特性。兩種調速方式的結合產(chǎn)生了非常好的控制效果，兩種方式的優(yōu)點得到了充分的發(fā)揮。

 KVC100-H(T)0700-3鋼鐵廠定子調壓調速裝置

1.1.1 控制原理

定子調壓調速控制器閉環(huán)控制的原理見圖1-1，圖中Ag為主令給定，F/V為頻率電壓變換，I/V為電流電壓變換，MCU為單片機，AT為觸發(fā)器。

來自Ag、I/V、F/V的信號經(jīng)過MCU處理通過AT形成觸發(fā)脈沖控制晶閘管的導通角，達到控制電機定子電壓，從而控制電機轉矩的目的，也即實現(xiàn)對電機轉速的控制?？刂破鞯木чl管單元有五組反并聯(lián)的晶閘管模塊U、V、W、A、B。U、V、W導通時，電機輸出正向轉矩；A、B、W導通時，電機輸出反向轉矩。司機通過主令控制器給定電機轉速，由速度反饋實現(xiàn)閉環(huán)控制。 不同系列的控制器運行方式基本相同，只是在細節(jié)上有所不同。因此下面就介紹其運行方式。 

KVC100-H(T)0700-3鋼鐵廠定子調壓調速裝置

 1.1.2上升運行 

l 重載 主令置上升某檔速度時，上升接觸器先接通，電機得電建立力矩，隨后制動器打開，電機啟動，系統(tǒng)進入閉環(huán)控制狀態(tài)。此后只要主令置于上升調速檔，通過主令的速度給定和速度反饋，系統(tǒng)都能很快使電機達到設定的速度。主令置全速檔時，系統(tǒng)進入開環(huán)狀態(tài)，晶閘管全導通，電機平穩(wěn)加速，當速度大于50%和75%時，分別切除兩級轉子電阻，使速度到達全速。當主令回到調速檔時，兩級轉子電阻同時接入，系統(tǒng)重新進入閉環(huán)控制。由于負載本身很重，此時電機轉矩小于負載轉矩，電機迅速減至設定速度，并穩(wěn)定運行。當主令回到零位時，無論電機處于何種速度，制動器都立即制動。制動器從開始動作到真正閉合需要一定的時間（液壓抱閘一般在500ms左右），因此控制器延時一段時間再令電機斷電。 l 輕載 由于負載輕，因此減速和制動的運行狀況和重載不同。當主令從全速檔回到調速檔時，由于負載本身很輕（尤其是空鉤時），電機轉矩只是略小于負載轉矩，因此減速時間很長，減到調速檔一般需要數(shù)秒時間。當主令回到零位時，和重載一樣，制動器立即閉合。 1.1.3下降運行 l

 重載 當主令置下降調速檔時，也是上升接觸器先接通。此時電機輸出的是反向轉矩，小于負載轉矩，因此電機處于倒拉反轉狀態(tài)。和上升相同，系統(tǒng)也是處于閉環(huán)控制狀態(tài)，只要主令置于下降調速檔，通過主令的速度給定和速度反饋，系統(tǒng)都能很快使電機達到設定的速度。當主令置全速檔時，上升接觸器斷開，下降接觸器接通，系統(tǒng)進入開環(huán)狀態(tài)，電機迅速加速，當速度大于50%和75%時，分別切除兩級轉子電阻。電機的終速度將略大于同步速度，處于再生發(fā)電狀態(tài)。當主令回到調速檔時，兩級轉子電阻同時接入，下降接觸器斷開，上升接觸器接通，系統(tǒng)重新進入閉環(huán)控制。當主令回到零位時，和回到調速檔一樣，電機以反向轉矩進行制動。當電機速度接近零時，制動器制動，待制動器*閉合后，電機才斷電。反向轉矩制動減少了對制動器的磨損。 l 

輕載 由于負載輕，因此加速的運行狀況和重載不同。當主令置下降調速檔時，控制器首先使上升接觸器接通，再根據(jù)負載運行狀態(tài)進行自動調整。當負載較重時，電機可很快達到給定速度。當負載較輕時，電機達到給定轉速時間較長，此時控制器會使下降接觸器接通，促使電機加速，當轉速超過給定轉速后，控制器再令上升接觸器接通，這就是輕載判別過程。當負載轉矩與機械傳動阻力矩接近時，會出現(xiàn)多次判別，這是正?，F(xiàn)象。

轉子電阻器的參數(shù)計算 升降機構轉子電阻器的參數(shù)計算 1. 步驟1    根據(jù)起重機的載荷重量M，效率η，起升速度v（m/min），計算機構所需的實際功率PM：

       60181.9vMPM´´´=h 2. 步驟2    根據(jù)電機的額定功率PN、實際功率PM、和轉子額定電流I2N計算轉子實際電流I2M：

             NNMMIPPI22×= 3. 步驟3    根據(jù)轉子開路電壓E2和轉子實際電流I2M計算轉子電阻Re： 

                          MeIER223= 4. 步驟4    根據(jù)表3-6確定轉子電阻器各段電阻值。

機構類別 電機功率狀況 Re的百分數(shù)（%） R1 R2 R3 

R4 升降 電機功率裕度較大時 9 11 16 

 大電機及功率裕度較小時 9 11 16 

29 平移  30 表3-6 例：一臺起重機載荷重量M=10t

（含吊具），起升速度v=5m/min，選電機為YZR180L-6， 機械效率η

=0.9，轉子電壓E2=218V，轉子電流I2N=46.5A，電機額定功率PN=15KW KWPM1.9605×9.01×81.9×10=＝ AIM2.28=5.46×151.9=2        Ω46.4=2.28×3218=eR R1=0.09Re=0.09×4.46=0.41Ω R2=0.11Re=0.11×4.46=0.49Ω R3=0.16Re=0.16×4.46=0.71Ω R1 R2 R3 圖3-9 

本例不設R4，參照圖3-9。 升降機構電機轉子電阻器的載流量，R1、R2、R3可按S3-100%，R4按S3-70%；R1按1.2I2M，R2、R3按1.1I2M，R4按1.0I2M計算。 平移機構轉子電阻器的參數(shù)計算 由于計算實際機械功率下的實際轉子電流往往比較困難，平移機構可根據(jù)額定功率下的額定轉子電壓和轉子電流進行計算，平移機構一般無需進行電阻切換，如圖3-10所示。

 MeIER223=  R=0.3Re 平移機構電機轉子電阻器的載流量，可按S3-100%， R的通流量按1.2I2N計算。  3.1常見故障及處理方法 3.1.1上升失速 對于升降機構，主令在上升檔位時，負載沒有上升，反而快速下降，控制器將立刻封鎖輸出，上升檔速度低于60%時可檢測該故障。 可能的原因及排查方法： l 電機力矩突然不足，可能是這段時間內供電電壓太低。 l 轉子回路一相或二相開路。 l 定子回路缺相。 l 電機繞組斷路。 3.1.2下降制動超時 對于升降機構，主令從下降檔位回到零檔時，電機速度沒有在“制動時間”內減至零，控制器將立刻封鎖輸出。