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生了非常好的控制效果，兩種方式的優點得到了充分的發揮。

 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為觸發器。

來自Ag、I/V、F/V的信號經過MCU處理通過AT形成觸發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，也即實現對電機轉速的控制。控制器的晶閘管單元有五組反并聯的晶閘管模塊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，由速度反饋實現閉環控制。 不同系列的控制器運行方式基本相同，只是在細節上有所不同。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，系統進入閉環控制狀態。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，系統都能很快使電機達到設定的速度。主令置全速檔時，系統進入開環狀態，晶閘管全導通，電機平穩加速，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，系統重新進入閉環控制。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。和上升相同，系統也是處于閉環控制狀態，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，系統進入開環狀態，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，處于再生發電狀態。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，系統重新進入閉環控制。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，再根據負載運行狀態進行自動調整。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，會出現多次判別，這是正常現象。

轉子電阻器的參數計算 升降機構轉子電阻器的參數計算 1. 步驟1    根據起重機的載荷重量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（%） 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。