1概述

SKLTD 系列全數(shù)字同步電動機勵磁控制器是專為同步電動機起動、運行而設計。它可作為起動、拖動輕載或重載的同步電動機的直流勵磁電源，與同步電動機單機配套使用。

勵磁控制器具有如下特點：

 

*采用高檔單片機作為控制，有豐富的參數(shù)設定、檢測和完善的保護功能；

 

*具有多種投勵方式選擇;

 

*可對給定值、輸出電壓、輸出電流、工作狀態(tài)等參數(shù)進行實時檢測、顯示；

 

*勵磁恒電壓/恒電流特性可選；

 

*具有強勵、空載限制、無功補償?shù)裙δ埽?

 

*具有斷相、低勵、過流、過熱保護功能；

 

*停機逆變滅磁功能；

 

*通訊功能：具有RS422/RS485通訊接口，可與外部進行通訊；

 

*硬件和軟件結合，調速維護方便；

 

*控制板采用的SMT工藝，集各功能于一體，減少了外部接線，可靠性高。

 

注意：本控制器單提供給用戶時，不提供同步電動機高低壓開關柜，分、合閘設備，勵磁整流變壓器，滅磁電阻等其它輔助控制設備。本控制器配套成系統(tǒng)柜提供時，由雙方協(xié)商處理。

2 型號定義




2.1外形及安裝尺寸



圖2-3  200—350A外形及安裝尺寸







圖2-4  450—600A外形及安裝尺寸





3 型號規(guī)格及技術指標

■ 型號規(guī)格

型號
 主回路輸入電壓（VAC）
 額定輸出電流（ADC）
 額定輸出電壓（VDC）
 冷卻方式
 
SKLTD-130/050
 70
 130
 50
 冷卻
 
SKLTD-130/075
 105
 75
 
SKLTD-130/110
 152
 110
 
SKLTD-130/140
 194
 140
 
SKLTD-130/170
 235
 170
 
SKLTD-130/250
 348
 250
 
SKLTD-200/050
 70
 200
 50
 
SKLTD-200/075
 105
 75
 
SKLTD-200/110
 152
 110
 
SKLTD-200/140
 194
 140
 
SKLTD-200/170
 235
 170
 
SKLTD-200/250
 348
 250
 
SKLTD-300/050
 70
 300
 50
 
SKLTD-300/075
 105
 75
 
SKLTD-300/110
 152
 110
 
SKLTD-300/140
 194
 140
 
SKLTD-300/170
 235
 170
 
SKLTD-300/250
 348
 250
 
SKLTD-450/050
 70
 450
 50
 
SKLTD-450/075
 105
 75
 
SKLTD-450/110
 152
 110
 
SKLTD-450/140
 194
 140
 
SKLTD-450/170
 235
 170
 
SKLTD-450/250
 348
 250
 
SKLTD-600/050
 70
 600
 50
 
SKLTD-600/075
 105
 75
 
SKLTD-600/110
 152
 110
 
SKLTD-600/140
 194
 140
 
SKLTD-600/170
 235
 170
 
SKLTD-600/250
 348
 250
 


4 技術指標

 

 

額定輸入

 
 主回路電壓
 3φ、70V、105V、152V、194V、235V、348V/50Hz等級別
 
風機電源
 AC220V/2A、±15%、50Hz
 
工作電源
 AC220V/0.5A、±15%、50Hz
 
 

額定輸出
 電壓、電流
 見“型號規(guī)格”
 
主要控制特性
 控制信號
 1、DC0V~DC2.5V模擬給定； 2、操作面板鍵盤設定；
 
強勵輸出
 按設定輸出強勵電壓？（或電流），強勵倍數(shù)1.2~1.6
 
空載限制輸出
 按設定輸出空載限制電壓（或電流）
 
無功電流補償
 按設定進行補償
 
長期過載能力
 1.2le
 
故障報警
 代碼顯示，報警觸點：AC250V/3A（故障時閉合）阻性
 
通訊功能
 RS422/RS485通訊接口
 
保護
 斷相保護
 輸入電源斷相時保護
 
過流保護
 輸出電流≥3倍額定值時，載止輸出
 
過熱保護
 主回路晶閘管溫度＞75℃，按空載限制設定輸出
 
環(huán)境
 環(huán)境
 溫度：-10~+45℃；濕度：≤90%RH，無水珠凝結
 
海拔高度
 低于1000米（過1000米降額使用）
 
安裝方式
  
 壁掛式
 

在海拔高度過1000米的地區(qū)，由于空氣稀薄造成控制器散熱效果變差，按GB/T3859.2-93標準要求有必要降額使用，額定電流與海拔高度的關系如圖所示。


5 控制原理及功能特性

 

■ 勵磁控制器原理框圖

 

SKLTD系列全數(shù)字同步電動機勵磁控制器，控制電路由以下部分組成：

*CPU微處理器及其邏輯單元；

 

*給定控制單元；

 

*轉差檢測單元；

 

*電流、電壓檢測單元；

 

*通訊接口單元；

 

*顯示、操作面板；

 

*滅磁單元、晶閘管觸發(fā)及整流單元。

 

▲這些電路在CPU的統(tǒng)一協(xié)調和控制下完成所有控制功能。系統(tǒng)方框如下：

 

▲同步電動機起動過程中，滅磁環(huán)節(jié)工作，使轉子感應交變電壓正負半周都通過滅磁電阻RFD1、RFD2，**電機的正常起動。

 

▲起動過程中，晶閘管整流電路處于阻斷狀態(tài)。當電動機速度上升到同步轉速90%時（轉差10%左右），控制器輸出投全壓斷電繼電觸點信號，控制定子側的全壓開關。當電動機速度上升到同步轉速95%時（轉差5%左右），輸出觸發(fā)脈沖，全控橋整流電路輸出電壓，勵磁投入，同步電動機拖入同步運行。

 

▲運行過程中控制器輸出恒定的電壓或電流供勵磁繞組：同步電動機定子有功電流，用來在負載增加時實現(xiàn)自動增磁，使帶沖擊負荷的同步電動機輸出較穩(wěn)定的無功電流。

 

■ 功能簡介

 

▲滅磁環(huán)節(jié)

 

同步電動機起動后至投入勵磁前的一段時間內，全控整流橋處于阻斷狀態(tài)，電動機為異步起動；起動時，勵磁繞組會有較高的感應電壓產生，如不限制感應電壓的幅值，可能會損壞勵磁繞組絕緣，對電機造成損壞，所以在起動時要對感應電壓進行滅磁，圖為滅磁電路部分。

 


*同步電動機起動時，勵磁繞組上感應的交變電壓波形如圖所示，在感應電壓的負半周時，二極管D1將滅磁電阻RFD1、RFD2直接接入，通過二極管、滅磁電阻滅磁；

 

*在感應電壓的正半周時，二極管D1關斷。當感應電壓過一定值時，滅磁晶閘管T7、T8導通，將滅磁電阻RFD1、RFD2接入，通過T7、T8滅磁電阻滅磁。

 

*調整電位器VR3，可調整滅磁晶閘管導通T7、T8的導通點。

 

*直流電壓表PV1跨接于E+、E-，與滅磁電阻RFD1、RFD2串接于整流橋的輸出端，作為整流電壓的測量，同時對滅磁晶閘管的通斷起監(jiān)視作用。

 


轉差檢測、投勵環(huán)節(jié)

*同步電動機在整個起動過程中，（T0-T2），其轉子感應交變電壓的頻率是隨著轉子的加速而變化的，轉速越高，感應交變電壓的頻率就越低，電動機起動瞬間轉子感應電壓頻率與定子回路電網率相同。

 


T0：同步電動機起動時刻：

 

T2：同步電動機起動至同步轉速的95％左右；

 

1、當電動機轉子加速至同步轉速的95％（轉差為S=0．05，如T2處），單片機檢測到轉差S≤5％時，發(fā)出觸發(fā)信號，勵磁整流橋導通，投入勵磁，將電動機拖人同步轉速運行。

 

2、PR-111選擇為0（投勵方式為模擬轉差檢測）：PR-01由設定投全壓時的轉速，PR-02設定投勵磁時的轉速。單片機檢測到投全壓轉速時，投全壓繼電器輸出信號；單片機檢測到投勵磁轉達速時，順極性投入勵磁。

 

3、PR-11選擇為1（投勵方式為模擬轉差檢測）：PR-01、PR-02窗口不起作用，投全壓或投勵磁的轉速由控制板上模擬檢測部分檢測。在轉速達到90％時，檢測部分發(fā)出投全壓中斷信號，單片機控制投全壓繼電器輸出；在轉速達到95％時，檢測部分發(fā)出投勵磁中斷信號，單片機控制投勵磁繼電器輸出，同時順極性投入勵磁。

 

4、由于勵磁電壓是通過滑環(huán)接入勵磁繞組的，如接觸不佳，感應電壓可能出現(xiàn)較多毛刺干擾影響轉差信號的檢測，所以設置了數(shù)字檢測和模擬檢測以供用戶選擇。

 

5、為了正常投勵，還設置了投勵時間限制。即在設定時間內（由PR-03設置）未投入勵磁，設定時間到時，直接將勵磁投入。

 

▲投作壓環(huán)節(jié)

*投全壓環(huán)節(jié)為同步電動機降壓起動而設計。在降壓起動時，同步轉速到達90％左右，發(fā)出投全壓繼電信號，控制定子回路的全電壓開關合閘，電機加速起動；同步轉速到達95％時，投入勵磁。同步電動機采用降壓起動方案時，需要注意以下問題：

 

1、如降壓起動過程中起動轉矩不足，不能加速至同步轉速，則須在電動機至力所能及的轉速下給全壓，電機加速至亞同步轉速時投入勵磁，拖入同步。

 

2、降壓起動至投全壓時，同步電動機加速的起動稱為二次起動，二次起動應在電動機降壓起動至較高轉速下進行，否則將引起對電網的過大沖擊，轉子感應交變電壓過高，并引起二次起動電流過大，引起過流跳閘，電機起動失敗。

 

▲低勵檢測環(huán)節(jié)

*為防止勵磁電流過低造成運行故障，設置了勵磁過低檢測環(huán)節(jié)（低勵檢測），低勵檢測的勵磁設定值在PR-05中設定。

 

*當勵磁電流低于設定值時，報警繼電器1輸出觸點信號，同時故障指示燈閃爍，顯示E一2**信息；當勵磁電流恢復到設定值以上時，報警繼電器1停止輸出，故障指示燈熄滅，故障信息自動清除。

 

▲強勵環(huán)節(jié)

*當定子側電網電壓下降至額定值的80％時（或其他整定值時），由外部送入強勵觸點信號（接于QL、M2端子），控制器根據強勵倍數(shù)（PR-04設定）輸出強力電壓（或電流），直至外部觸點斷開。

 

▲空載限制環(huán)節(jié)

*當KZXZ端子與M2短接時，勵磁控制器輸出空載限制電壓(或電流)。

該功能可用于配合完成同步電動機動力制動，同步電動機動力制動時由電動機運行變?yōu)榘l(fā)電機運行，動力制動時，定子回路接入頻敏變阻器進行能耗制動，供給動力制動時的勵磁電壓（或電流）值一般為同步電動機的空載電壓（或電流）值。

 

*此外，當勵磁控制器散熱器過熱時，不管給定值的大小，而強制按空載限制值輸出，同時故障指示燈閃爍，顯示E一07故障信息。直到散熱器溫度正常后，自動清除該故障信息。

 

▲無功補償環(huán)節(jié)

*拖動沖擊負載的同步電動機，當負載增加時，如勵磁電流不變，其輸出無功電流減小，過額定負載時減小的為嚴重，甚至從電網吸收感性無功電流，這不利于電機的運行和電網電壓的穩(wěn)定。帶沖擊負載的同步電動機對電網的影響大，需要按照電動機負載的大小，自動調節(jié)勵磁。

 

*勵磁控制器監(jiān)測同步電動機定子回路有功電流信號，在負載增加時實現(xiàn)自動增磁，使沖擊負載的同步電動機輸出較穩(wěn)定的無功電流。

 

*此環(huán)節(jié)用二極管開關式相敏橋和雙T 濾波器組成，同步電動機定子回路的回路電壓100V經移相取得與電機定子回路B相同相的電壓，再經降壓后，將兩個與B相同相的電壓Ub1、Ub2作為相敏橋的開關電壓，將同步電動機定子回路B相電流互感器監(jiān)測的電流信號。

 

*若同步電動機定子回路B相電流Ib前B相電壓Ub為φ角（功率因數(shù)角COSφ），則Uib前Ub也為φ角。

 


*相敏橋輸出電壓有效值與同步電動機定子有功電流成正比，經雙T濾波器取得環(huán)節(jié)的輸出電壓，送入單片機，綜合控制，進行勵磁自動調節(jié)。

 

▲停機逆變

*本勵磁控制器的可控硅整流電路采用三相全控橋整流，改變晶閘管的觸發(fā)角（a），就可得到不同的直流輸出電壓。當同步電動機停機時，全控橋從整流狀態(tài)進入逆變狀態(tài)（停留時間為5秒鐘），這樣可快速滅磁。三相全控橋由整流狀態(tài)進入逆變狀態(tài)的輸出波形變化過程入下圖所示：

 


*過流保護功能

當輸出電流大于額定值的300％時，過電流環(huán)節(jié)起作用，載止輸出并報警。

 

7 安裝及配線

 

■ 勵磁裝置的安裝

使用前請認真閱讀本用戶手冊，嚴格按說明要求接線、使用。

請安裝在室內通風良好的場所，一般應采用垂直安裝方式。同時還應注意以下事項：

 

*環(huán)境溫度：要求在-10℃～45℃的范圍內，如環(huán)境溫度為40℃～50℃，應取下蓋板或打開安裝柜前門，以利于通風散熱。

 

*安裝在振動小于5.9米/秒2(0.6G)的場所；

 

*若有特殊安裝要求，請與代理商或我公司聯(lián)系

 

■ 配線方法、步驟及要點：

 

*把滿足要求的電流接到勵磁控制器電源輸入端子(R、S、T)；

 

*勵磁控制器輸出端子A+、A-接到同步電動機勵磁繞組；

 

*輸出端子E+、E-接來磁電阻，滅磁電阻另一端分別接到A+、A-；

 

*將勵磁控制器的“PE’，點安全牢固按地；

 

*盡量使用多芯屏蔽電纜或絞合線連接控制端子，電纜屏蔽層的近端(靠勵磁控制器的一端)應連接到勵磁控制器的接地端子；控制回路用0.75mm～lmm導線連接；

 

*配線時，控制電纜、工作電源(AC220V)，應充分遠離主電路和強電電路(包括主回路電源線，勵磁輸出線，繼電器、接觸器連接線等)并且不能與之并行放置(可采用垂直布線)，避免干擾。

 

 *如果控制板繼電器輸出觸點用于帶動感性負載(例如接觸式繼電器、接觸器)，則應加浪涌電壓吸收電路，如：RC吸收電路(注意它的漏電電流應小于所控接觸器或繼電器的保持電流)、壓敏電阻或二極管(只能用于直流電磁回路，安裝時一定要注意極性)等。吸收電路元件應裝在負載的兩端。

 

■ 接線端子說明

端子號
 功    能
 說 明
 
R、S、T
 主回路電源
 接整流變壓器二測
 
A+、A-
 勵磁輸出
 接同步電動機勵磁繞組
 
E+、E-
 滅磁控制接口
 接滅磁電阻AC220V/2A
 
D1、D2
 工作電源
 AC22V/24
 
F1、F2
 風機電源
 DC +2.5V，負載能力＜5mA
 
+V、M1
 友愛考電壓
 DC 0~2.5V
 
VG、M1
 外部給定
 DC 0~2.5V
 
RUN、M2
 運行控制
 無源節(jié)點輸入。接通：輸出允許 斷開：輸出禁止
 

  

  端子號
     功  能
                     說      明
 
  QL、M2
   強勵控制
 無源節(jié)點輸入。接通：強勵輸出允許 斷開：輸出禁止
 
 KZXZ、M2
   空載限制
       無源節(jié)點輸入。接通：輸出空載限制允許
 
SDMC、M2
   手動滅磁
         無源節(jié)點輸入。接通：接入滅磁電阻
 
RESET、M2
   故障復位
   無源節(jié)點輸入。接通（點動）：復位控制器的故障
 
SHUT、M2
   緊急停車
   無源節(jié)點輸入。接通：輸出允許 斷開：緊急停車
 
 TX+、TX-
   通訊接口
               RS422/RS485通訊接口
 
 RX+、RX-
 全壓投輸出觸點
               控制定子回路全壓開關
 
  11、12
 勵磁投輸出觸點
                   勵磁投入時閉合
 
  21、22
     報警1
         勵磁電流低或晶閘管過熱等報警時閉合
 
  31、32
     報警2
             電源故障、過流等報警時閉合
 

 




 

--------------------------------------------------------------------------------