求高压同步电机的交流励磁机工作原理理及励磁控制装置参数设定并详细讲解,本人急需。

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汇川HD93系列8MVA高压变频器在电励磁同步电机上的应用
摘要:高压大功率同步机的变频改造一直是各高压变频器厂家研究的重点和难点,本文主要介绍了汇川技术在电励磁同步机矢量控制上的技术特点和解决方案,以及汇川HD93系列同步机专用高压变频器在冶金烧结主抽上的应用情况。
一、前言冶金行业向来是耗能大户,尤其在目前产能过剩、利润低的情况下,节能显得尤为重要,钢铁行业中的大功率电动机耗费了大量的电费,由于实际过程导致工频运行大马拉小车现象严重,变频改造成了不二之选。目前钢铁行业中的烧结主抽风机,功率一般为整个钢铁厂除了高炉鼓风机第二大功率的设备,而且多为大功率同步机驱动,同步机的变频改造一直以来就是一大技术难点,下面将介绍一下同步机的改造方案及应用效果。二、有刷电励磁同步机及烧结工艺介绍2.1大功率同步机变频改造难点同步机相比于异步机有诸多优点:(1)对转矩扰动具有更强的承受能力,动态响应快;(2)在极低电源频率下也能运行,调速范围宽;(3)通过改变励磁电流,功率因数可调;(4)稳定性高,转矩与端电压成正比;上述的诸多优点使得其使用越来越广泛,但是大功率同步机变频控制技术一直是高压变频领域的一大难点,各厂家技术参差不齐,导致其最终的控制效果差距较大,以下为有刷同步变频改造需要注意的事项:(1)同步电机的起动问题:电枢电压矢量与转子磁极位置之间的夹角必须在某一范围之内,否则将导致系统失步;(2)同步电机调速期间和励磁装置的协调问题,防止正常调速期间同步机失步;(3)同步电机正常停机和故障灭磁问题。2.2汇川技术HD93同步机控制技术汇川依据自身多年同步机控制经验,在高压大功率同步机控制方面,通过我们大量的仿真实验以及现场实验分析,研发了适用于高压大功率领域同步机的矢量控制方案,依托于磁链闭环矢量控制(SFOC)这一平台,实现了真正的同步机变频无速度传感器矢量控制技术启动方式(SVC),整个启动过程平滑、无冲击,不存在启动整步问题,并且控制精度高、转矩响应快,稳定性好。图1:汇川同步机变频启动过程图基于电机d - q轴 系数学方程,对电机的磁链、电流进行解耦控制,具有磁链、电流、速度三闭环的特点。通过汇川多个大容量同步机变频改造应用现场的调试运行情况来看,汇川同步机控制方案还具有调试简单、调试时间短,以及运行稳定的众多优点,得到了用户的一致好评,汇川的同步机控制技术已经在国内建立了绝对的领先地位。2.3烧结工艺简介图2:烧结工艺简图烧结工艺是指根据原料特性所选择的加工程序和烧结工艺制度,它对烧结生产的产量和质量有着直接而重要的影响。按照烧结过程的内在规律选择合适的工艺流程和操作制度,利用现代科学技术成果,强化烧结生产过程,能够获得先进的技术经济指标,保证实现高产、优质、低耗。本生产工艺流程有原料的接受,兑灰,拌合,筛分破碎及溶剂燃料的破碎筛分,配料,混料,点火,抽风烧结,抽风冷却,破碎筛分,除尘等环节组成。目前生产上广泛采用带式抽风烧结机生产烧结矿。烧结生产的工艺流程如上图所示。主要包括烧结料的准备,配料与混合,烧结和产品处理等工序。三、项目改造方案3.1项目简介本次我司HD93系列同步机专用改造对象为河北省邯郸市某钢铁集团烧结厂烧结主抽风机,此烧结线为200m2规模烧结线,配备有5600kW功率烧结主抽一台,在整个烧结厂属于耗电大户,工频运行采用水阻启动方式,启动冲击大,所以每次启动此电机都比较困难,另外由于要根据生产情况调节风量,平时采用风门调节的方式进行,风门一般在60%~80%调节,能量浪费严重,所以节能改造迫在眉睫。3.2改造系统方案图3:系统一次图3.3系统方案说明系统采用HD93高性能型同步机专用高压变频器、励磁柜、开关柜和旁路柜完成对同步机负载的同步电机控制。整个系统方案在保留客户原励磁系统的情况下,我们重新配备变频励磁柜,在变频器正常运行的情况下,变频器与变频励磁柜配合来控制客户同步电机启动与运行,而为了保证电机的可靠运行,我们配备了工频旁路旁路系统,在变频器出现重故障的情况下,客户还可以利用旁路系统跟原工频励磁系统来进行控制电机的启动运行。总结高压变频器方案如下:(1)系统采周一拖一配手动工频旁路柜,工频运行时,可以配合原有水阻软启动方式运行;(2)控制系统改造,实现新旧高压柜的远程操作及联锁;(3)励磁系统改造,实现工变频状态的励磁控制转换;3.4电气配置说明(1)SM为客户现场电励磁同步电动机,基本电气参数为5600kW/10kV。(2)Mg1为变频运行专用励磁柜。在变频状态下,通过变频器内部运算给定励磁电流指令,励磁柜与变频器实现励磁电流闭环控制,MG2为客户原有工频励磁柜,MG1与MG2之间设置有切换开关,需要工频运行时,励磁系统切换至MG2。&图4:励磁系统切换(3)QS1、QS2、QS3为工频旁路柜内高压隔离开关,用于变频或工频启动同步电机。(4)变频器为汇川HD93高性能型同步机高压变频器,基本型号为HD93-J100/8000-DN,额定频率50Hz,最大运行频率为50 Hz。输入变压器为8000kVA/10kV干式移相变压器,绝缘等级H级,功率单元为两象限两电平单元级联结构,内含每相9个单元,总共27个功率单元。内IO板提供标准IO接口和总线通讯接口(CAN、Modbus485、Profibus-DP)。3.5系统功能说明(变频工况)(1)系统控制电源380V和冷却风机电源上电,变频励磁柜选择并且控制电源上电;(2)对变频器和励磁柜进行相关的参数设定,变频励磁柜和变频器置于“远方”控制;(3)将变频输入隔离刀闸QS1、输出隔离刀闸QS2合闸,励磁切换开关切换至变频励磁,变频器及励磁柜控制系统自检,如无故障,输出“合闸允许”信号;(4)用户开关柜断路器QF1合闸,待水阻柜启动完成后,星点柜QF2合闸;(5)变频器及励磁柜如上电正常,输出“变频器准备就绪”和“励磁柜就绪”信号到总控台;(6)总控台对变频器给定运行频率,发启动指令。(7)变频器接收到启动命令后,发励磁启动指令给励磁柜,同时发出动态励磁电流指令; (8)当运行频率达到50Hz时,变频器输出电压达到10kV。(9)在运行过程中,当变频器出现严重故障时,会同时联跳输入断路器QF,且通知励磁柜进行灭磁。(10)QS2和QS3设有机械联锁,当QS2闭合时,QS3不能合闸。(11)当工艺需要停机时,通过总控台向变频器发送“停机”指令,变频器接受指令后封锁变频器输出。3.6改造后节能对比改造前 改造后 风门开度 平均运行电流 风门开度 平均运行电流 平均节电率 60%~80% 340A 100% 290A 14.7% 变频改造之后实现了较为可观的节电量,为公司的节能减排工作做出了较大的贡献,降低了整个公司的生产成本,得到了客户的一致认可。四、汇川HD93系列高压变频器简介4.1 HD93系统工作原理图5:产品原理图4.1.1主电路拓扑原理 电网电压经主变压器隔离移相后为功率单元供电,每个功率单元为一个单相交-直-交电压型逆变器,单元串联星接后形成三相变频电源给高压电动机供电。根据串联单元级数的不同,产品分为3kV、6kV、10kV三个系列。主变压器采用移相整流方式,输入功率因数高,输入电压电流谐波小。满足IEEE519-1992和GB/T 14549-93对电压和电流最严格的谐波失真要求。无需任何功因补偿和谐波抑制装置。变频器输出采用多重化PWM技术,输出为近乎完美的正弦波,无须加输出滤器。电动机谐波损耗小,转矩脉动小,无明显电动机噪声。电动机不需降额使用。输出dV/dt和共模电压小,对电动机无附加电应力损害。4.1.2功率单元原理功率单元采用三相交流输入,整流滤波后形成直流电压,经IGBT& H桥逆变后输出脉宽调制(PWM)电压。功率单元控制板由IGBT驱动电路和监测保护电路、光纤通信电路、单元旁路电路和控制电源组成。运行中功率单元故障时,变频器可将故障单元自动旁路并继续运行,等情况允许时再停机排除故障。图6:单元原理图4.2 HD93技术特点与优势汇川HD93系列同步机专用高压变频器为完美无谐波型变频器,采用功率单元级联式技术路线,矢量控制高压变频器,控制核心采用DSP+ARM+FPGA组成,指令在纳秒级完成,因此控制波形和逆变波形可以实时校验。具有国际领先的技术! 所有产品均进行满载72小时测试,除一些保护功能外,同磁链闭环矢量控制技术(SFOC)、同步机矢量变频控制、永磁同步高频技术、快速叠频技术、Syn-transfer技术、同步机飞车启动、非对称机械旁路技术、双路控制电源等功能,这些功能技术上处于国际领先水平。公司的电力电子,自动控制和计算机等领域具有理论水平和实践经验的优秀科研队伍,长期致力于电力电子领域各类产品的开发研制,对于关系产品质量的生产工艺也作了大量的完善和改进,如:其中层叠直流母线的制作工艺保证了直流母线的分布电感最小,有效抑制了功率器件在开关过程中的di/dt电压尖峰;高密度FPGA贴片工艺保证了控制器在恶劣环境下能够长期稳定运行;整流桥、功率器件和电解电容的安装工艺使整个系统的离散性达到最小,保证质量和性能的高度一致性。为保障质量和效率,公司还研制了各类具有特色的和方便使用的工艺调试工装,建全了相应的质量管理体系。五、现场应用照片图7:电机及负载图8:变频器上电冲击波形示意图9:动态励磁过程波形(红色曲线为励磁电流)六、总结冶金行业历来属于高耗能行业,大功率电机数量巨大,常年工频运行导致能源浪费严重,变频改造不仅能够实现显著地节能效果,且能够改善运行工艺,达到多重改造效果,经济效益及社会效益显著,烧结主抽风机的变频改造不仅能够实现较高的节能效果,还能够实现大功率同步电机的启动调速问题。汇川技术HD93系列同步机专用高压变频器之所以能够成功的改造此次大功率烧结主抽风机,也是产品高性能、高可靠性的一个证明。汇川技术有限公司依托多年的自动化行业的应用经验,对冶金行业的变频改造具有独到的方案解决能力,HD9X系列高压变频器为采用矢量控制技术的高性能变频器,产品广泛应用于冶金、电力、化工、市政、装备制造业等多个应用领域。&
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约 200 多题,具有一定的实用价值,能帮助读者复习和考试训练。 本培训教材在讲解
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同步电动机起动、停机操作过程:
合上励磁工作电源,励磁在截止状态等待电动机运行
启动电动机,电动机由静止开始运行,转子产生交流磁场,随着电动机的转速渐渐升高,转子交流磁场的频率渐渐降低
当电动机的转速渐渐升高到接近同步时,转子交流磁场的频率降低到符合励磁投励要求,这时励磁系统的灭磁信号解除投入励磁,转子产生直流固定磁场将电动机拉入同步运行
电动机在停机过程,要求励磁输出必须要保持至电动机停定0-10秒钟再截止(可设置)
对励磁控制器的要求:
取消恒功率因数运行功能。
控制器一上电时要求要有灭磁输出,防止一上电就输出励磁。
控制器自动投入励磁的控制点可以选根据电机转子频率的变化或根据电机定子电流的变化来实现。(再好是使用转子频率控制,但测量取样在硬件方面可能有问题)
控制器投入励磁时,励磁输出应由0渐渐升高至设定值(这个值可设定),并可以在运行过程使用“增”“减”按钮随意改变励磁输出的大小
电动机在停机时,励磁输出必须要保持至电动机停定0-10秒钟再截止(可设置)
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本发明涉及一种基于监控或分散控制系统的不同机组间的励磁协调控制方法,包括以下步骤:(A)在监控或分散控制系统和励磁系统的现有硬件平台基础上,增强励磁系统与监控或分散控制系统的通信,获取不同机组的协调信息;(B)在...21、内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置22、内燃机车交流辅助发电机励磁控制装置23、一种自并励励磁触发脉冲附加控制系统24、一种双馈风机励磁控制装置及其控制方法25、谐振励磁电源的电流给定波形的控制方法26、励磁调节装置DSP控制系统27、一种内燃机车相控励磁控制装置及其方法28、基于组态的励磁发电储能控制装置及方法29、无刷双馈电机励磁控制装置30、一种他励直流电动机数字励磁控制装置31、基于二元二次函数拟合的变励磁同步电机MTPA控制方法32、一种基于多线拟合的变励磁同步电机MTPA控制方法33、航空无刷交流同步电机起动过程中的励磁控制装置34、航空无刷交流同步电机起动过程中的励磁控制方法及装置35、电涡流测功机励磁控制电路装置36、一种电励磁风力发电系统低电压穿越控制方法37、航空电励磁式同步电机起动控制装置38、航空电励磁式同步电机起动控制方法及装置39、带励磁控制阀的一体式磁控电抗器40、一种发电机励磁控制系统41、同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统及方法42、同步发电机励磁及PSS控制装置的闭环试验系统及方法43、一种电动轮自卸车无刷发电机励磁控制装置44、一种开关磁阻风力发电机的励磁控制装置45、一种开关磁阻风力发电机的励磁控制装置46、变频交流起动发电系统励磁结构及交、直流励磁控制方法47、大型挖掘机励磁调节控制器48、用于动态模拟实验的发电机励磁控制系统49、一种自并励励磁控制系统50、电流型三单相桥式变流器串联结构的自并励励磁控制系统51、用于内燃机车的故障励磁控制系统52、一种永磁励磁控制装置53、电励磁同步电机初始磁极定位控制装置54、一种电励磁同步电机初始磁极定位控制装置55、一种双馈风机励磁控制装置56、双馈风力发电机励磁控制方法57、励磁同步发电机**功率追踪控制方法58、一种同步发电机励磁控制单元59、一种新型同步电动机励磁控制单元60、基于32位浮点型处理器的数字式励磁控制系统61、间隙式励磁电磁流量计及控制方法62、间隙式励磁电磁流量计及控制方法63、多参量自适应TRT励磁控制装置64、磁阀式可控电抗器励磁控制装置65、电励磁双凸极风力发电系统的结构与控制方法66、一种基于单片机的小型发电机励磁控制装置67、轧机电柜励磁电路控制装置68、基于PID预测函数的励磁控制方法69、无励磁工作型电磁制动器控制装置以及方法70、一种机车交流辅发励磁热冗余控制系统71、一种机车交流辅发励磁热冗余控制系统72、船用同步发电机励磁控制装置73、电励磁同步电动机的转子位置与速度测量方法及控制装置74、电励磁同步电动机的转子位置与速度测量控制装置75、风力发电机励磁控制模块76、余热利用发电机励磁以气定控节能控制方法77、轨道车励磁控制系统78、一种电站励磁风机控制系统79、一种电站励磁风机控制系统81、基于高低压电源切换的电磁流量计励磁控制系统82、基于高低压电源切换的电磁流量计励磁控制系统83、一种基于自抗扰的双馈电机风电并网转子励磁控制装置84、一种基于自抗扰的双馈电机风电并网转子励磁控制系统85、一种基于软开关的励磁控制系统及方法86、一种WK-4型电铲电动机励磁控制电路装置87、光纤传输触发励磁控制装置88、一种基于线性电源的单双频电磁流量计励磁控制系统89、应用于发电机励磁与汽门系统的综合智能解耦控制方法90、变压器的励磁突入电流抑制装置及其控制方法91、电传动重型轨道车工频发电励磁控制装置92、无励磁动作型制动器的励磁控制装置93、电励磁双凸极双速风力发电机系统及其控制方法94、无位置传感器电励磁双凸极电机的控制方法95、包括具有布置在励磁线圈内部的磁性部分的分配滑阀的电动气动控制装置96、用于直流电磁铁中的励磁线圈控制装置97、基于动态同步轴系的双馈感应发电机双通道励磁控制方法98、电励磁双凸极风力发电机系统**风能的控制方法99、抑制励磁冲击电流用的变压器的运行控制装置及方法100、用于交直流发电机的励磁控制装置101、励磁双整流桥智能物理均流控制器102、励磁双整流桥智能物理均流控制器103、一种励磁控制系统动态响应的在线检测方法104、励磁开关电机的励磁电路和控制方法105、一种中小型发电机励磁综合控制器106、双枢或中频发电机的DSP励磁控制装置107、基于非线性鲁棒电力系统稳定器的励磁控制方法108、具有直流励磁功能的交流电机矩阵式控制器109、套叠双转子风力电机控制系统及其励磁控制方法110、变速恒频风电机及其励磁控制系统及其控制方法111、双转子风力发电励磁控制方法及其控制系统112、变速变频风电机及其励磁控制系统及其控制方法113、励磁控制装置及励磁控制方法114、励磁控制装置及励磁控制方法115、励磁控制装置及励磁控制方法116、用于附加励磁阻尼控制器的发电机组轴系扭振模态的检测方法117、风力发电励磁控制方法及串联式双转子发电机118、套叠双转子风电励磁方式及其控制系统及其电机119、套叠双转子风电励磁方法及其控制系统及发电机120、套叠双转子风机变速恒频励磁方法及其控制系统121、双转子变速变频风力发电励磁方法及其控制系统122、双转子变速变频风力发电励磁方法及其控制系统123、嵌入式励磁控制装置124、嵌入式励磁控制系统125、基于双DSP的自抗扰励磁控制装置126、PLC可控硅静止励磁控制装置127、PLC可控硅静止励磁控制系统128、励磁控制装置及励磁控制方法129、双馈式变速恒频风力发电机励磁电源网侧变换器的控制器130、矢量控制同步电动机的励磁方法131、基于双DSP的自抗扰励磁控制系统及其工作方法132、复合励磁同步发电机电压控制器及其控制方法133、励磁线圈型同步电动机的控制装置、电动驱动系统、电动四轮驱动车及混合动力汽车134、一种智能控制励磁可控硅整流桥出力的方法135、用于控制不同额定电压的起重电磁铁励磁装置136、汽车内燃机的发电机励磁及升压控制装置137、用于磁通转换电动机的励磁电路和控制方法138、基于DSP芯片的电机非线性励磁控制装置139、励磁控制装置140、用于吸吊百米重轨的PLC控制的无触点励磁装置141、同步机的励磁控制装置142、同步机的励磁控制装置143、发电机多目标非线性抗扰励磁控制方法及装置144、一种发电机恒压自励磁控制装置145、同步电动机励磁控制装置146、电机矢量控制中励磁电流的动态控制方法147、直流电机励磁控制的功率模块148、一种磁控电抗器励磁控制箱149、磁控电抗器励磁控制箱150、可消除负阻尼的同步发电机励磁控制方法及调节器151、一种抑制励磁涌流的自动投切式变压器运行控制方法152、发电机励磁系统主、辅环协调控制方法153、转子磁场直接控制混合励磁同步电机154、一种混合励磁电机无位置传感器矢量控制方法155、PLC控制的起重电磁铁励磁装置156、无刷励磁发电机过电压控制器157、电机非线性励磁自动控制装置158、电机非线性励磁自动控制装置161、自动切换焊机外特性弧焊发电机励磁电流控制系统162、自动切换焊机外特性弧焊发电机励磁电流控制系统163、自动切换焊机外特性弧焊发电机励磁电流控制系统164、控制参数自动设置的微机励磁调节器165、励磁调节器的控制电路166、一种并列结构混合励磁同步发电机的交流励磁控制系统167、并列结构混合励磁同步发电机及其交流励磁控制系统168、微机智能励磁控制器169、抽水蓄能机组励磁系统四象限无功功率控制方法170、主从式双馈风力发电机组励磁控制器171、一种带有励磁电流控制系统的同步风力发电模拟装置172、转子磁分路混合励磁同步电机驱动系统及其电流控制方法173、抽水蓄能机组静止变频器工况励磁系统启动控制方法174、一种基于发电机微机励磁系统的通讯测量控制系统175、用于两台电磁吊联动的双回路励磁的控制装置176、微机发电机励磁控制装置177、微机智能励磁控制器178、一种励磁系统集中操作控制装置179、发电机励磁系统的逆模型控制方法180、双馈风力发电机的太阳能励磁装置及其控制方法181、基于DSP的微型燃机发电励磁控制和保护装置及方法182、基于DSP的微型燃机发电励磁控制和保护装置及方法183、一种可编程计算机控制器型的励磁调节器184、一种连铸机内的大包回转台及其励磁电流加载控制方法185、自励混合励磁同步电机交流发电系统及其控制方法186、自励混合励磁无刷直流发电系统及其控制方法187、一种用于船用柴油机无刷双馈轴带发电机的励磁控制系统结构及控制方法188、混合励磁发电机电子稳压控制器189、交流励磁电机速度控制系统190、一种利用变流器进行软励磁的高压变频器及其控制方法191、变压器无励磁涌流空载合闸控制器192、混合励磁风力发电系统的**功率与母线电压协调控制方法193、一种车用发电机励磁电流控制方法及装置194、内燃机车恒功率励磁控制装置195、一种用于船用柴油机无刷双馈轴带发电机的励磁控制系统结构196、双馈型风力发电机交流励磁控制电路及其控制方法197、全数字式非线性励磁控制装置198、具有双中央处理器的自抗扰发电机励磁控制器及其控制方法199、内燃机车主发电机的微机控制励磁装置200、发电机微机励磁控制器201、多相整流三相辅助励磁控制的高速感应发电机202、多相整流三相辅助励磁控制的高速感应发电机203、TRT同步发电机无刷励磁控制装置204、TRT同步发电机无刷励磁控制系统205、基于DSP的发电机励磁控制器通信系统及其工作方法206、基于DSP芯片的励磁控制器的USB通讯系统及其工作方法207、使用交流励磁同步发电机的发电装置和其控制方法208、无刷励磁控制器209、基于DSP的参与二次调频的双馈型风力发电机交流励磁控制系统及其工作方法210、基于DSP芯片的励磁控制器的USB通讯装置211、基于DSP的励磁控制器数据采集与处理装置212、基于DSP的励磁控制器数据采集与处理系统及其工作方法213、宽调速双凸极混合励磁无刷电机及其弱磁控制方法214、基于DSP芯片的发电机励磁控制器的USB通讯装置215、基于DSP的数字式励磁控制器的数据采集与处理装置216、基于DSP的数字式励磁控制器的数据采集与处理系统217、基于DSP芯片的励磁控制器通讯系统及其USB协议实现的方法218、发电机起励和励磁控制器的集成装置219、直接励磁控制的开关磁阻发电机220、可在线更换控制器的同步电动机可控硅励磁装置221、交流励磁电机速度控制系统222、交流励磁电机速度控制系统由于篇幅,如果目录没有完全列完,请联系客服索取......如急需也可直接付款,款后请马上致电,查到帐后即马上安排发货!也可通过QQ先将急用的传送过来!中国工商银行 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