wlk系列無刷旋轉整流器
工作原理及測試方法
中國核工業電機執行技術開發****
二〇一四年十月
目錄wlk系列無刷同步電動機勵磁系統概述
一、wlk系列無刷同步電動機勵磁系統簡介2
二、wlk系列無刷勵磁同步電動機系統示意圖5
三、wlk-03b旋轉整流器主迴路工作原理6
四、wlk-03b旋轉整流器主迴路原理圖7
wlk-03b型旋轉整流器除錯方法8
一、無刷勵磁同步電動機概述
無刷勵磁同步電動機是目前國際上已廣泛應用的動力拖動裝置，具有結構緊湊、電路簡單、執行可靠、控制方便、維護量小等優點。尤其是相對於我國目前工業現場廣泛應用的勵磁電流需通過碳刷和滑環這一對「動接觸部件」供給的有刷勵磁同步電動機而言優勢明顯，徹底杜絕了因碳刷和滑環接觸不良、碳刷長期磨損而發生的各種電機故障，尤其是取消了需定期維護更換且易產生拉弧、電火花的碳刷和滑環結構，使無刷勵磁同步電動機能夠在有防爆、防塵、防腐蝕等要求的特殊場合使用，故在礦山選礦、石油、化工等行業的應用日趨廣泛，是同步電機應用選型的發展趨勢。
·無刷勵磁同步電動機由主電機、交流勵磁機、旋轉整流器、靜態勵磁裝置四部分組成。前兩部分由電機廠生產，後兩部分由勵磁配套**商配套提供。
正在落地試驗中的主電機
·旋轉整流器：由盤體、控制模組、整流功率模組、啟動功率模組、電阻模組構成。
正在檢測中的旋轉整流器
·控制模組是整流器的核心控制器件，完成電機啟動投勵，輸出觸發脈衝，開通功率模組，並控制啟動模組對啟動電阻的投入與切除。
wlk-03b型控制模組
·整流功率模組是整流器的整流器件，將交流勵磁機發出的交流電經整流向主電機轉子繞組提供勵磁。
tdr型整流功率模組
·啟動功率模組：在電機非同步驅動過程中，投入啟動電阻，改善主電機非同步驅動力矩，實現電機的平穩迅速無脈振啟動，並通過控制模組完成.啟動電阻的自動退出。
td型啟動功率模組
·靜態勵磁裝置：為交流勵磁機提供直流勵磁,同時也對同步電機提供相應的保護。採用全數位化控制技術，具有遠方通訊功能，以適應無人值守的工業現場要求。
可實現勵磁自動調節和手動調節兩種調節方式及兩種執行方式的無擾動切換，並完成勵磁系統的增減磁控制和故障報警。人機介面採用漢化觸控螢幕，文字檔案內建，除錯操作方便。安裝於非**環境。
櫃體採用鋼質單櫃體結構，櫃體前門為玻璃門。櫃體尺寸：700mm（寬）×700mm（深）×2200mm（高）。
安裝方式：櫃體離牆800～1000mm安裝。
wlk-03型無刷靜態勵磁裝置
二、無刷勵磁同步電動機系統示意圖
三、wlk-03b旋轉整流器主迴路工作原理
四、wlk-03b旋轉整流器主迴路原理圖
wlk-03b旋轉整流器現場測試方法
（kzmk-04及kzmk -03模組用）
一·啟動電阻的檢測
1. 檢查啟動電阻接線是否正確（仔細對照原理圖，特別注意啟動電阻與l2有公用接線的電機）。
2. 檢查啟動電阻的總是否正確：在旋轉整流器上解開啟動電阻與rf節點的連線，用直流電橋測啟動電阻的總阻值；再與設計值比較。
3. 檢查啟動電阻對外殼絕緣情況：用1000v左右的兆歐表測量啟動電阻與電阻外殼之間絕緣，阻值應大於0.
5mω；否則要解開每只啟動電阻的接線，逐個測量啟動電阻與電阻外殼之間絕緣，阻值應大於5mω（潮濕天氣應大於2mω）；
二·轉子繞組的檢測
1. 檢查轉子繞組接線是否正確（仔細對照原理圖，特別注意啟動電阻與l2有公用接線的電機）。
2. 檢查轉子繞組接線的是否正確：在旋轉整流器上解開轉子繞組與l1節點的連線，用直流電橋測阻值；再與設計值比較。
3. 檢查轉子繞組對地（軸或盤體）絕緣情況：用1000v左右的兆歐表測量轉子繞組與軸之間絕緣，阻值應大於2mω（潮濕天氣應大於0.5mω）；
三·旋轉整流器接線及元件的固定的檢測
1. 檢查旋轉整流器接線是否正確（仔細對照原理圖）。
2. 檢查旋轉整流器的各個連線處是否有防松措施。
3. 將旋轉整流器的控制模組所有引出線端子用導線短接起來；用1000v左右的兆歐表測量l1與旋轉整流盤金屬盤體之間絕緣電阻，阻值應大於2mω（潮濕天氣應大於0.5mω）.
試驗後拆除短接線。
四·旋轉整流器各節點電阻的檢測
用數字萬用表測量以下專案：（此時未接交流勵磁機電樞及轉子繞組，啟動電阻接入）
用數字萬用表測量以下專案：（此時未接交流勵磁機電樞及轉子繞組，啟動電阻接入）
五·靜態小電流通電試驗
1．接線：採用三相調壓器模擬交流勵磁機，為旋轉整流盤提供工作電源。為了使整流橋輸出為小電流，在滅磁電阻支路中串聯一電燈bd2，在整流橋輸出至電機轉子迴路中串聯一電燈bd1（旋轉整流盤單獨測試時，可不接電機轉子繞組，電燈直接連至整流橋輸出正、負極上）。
下述試驗時，三相調壓器副邊線電壓調至40v~100v(不超過交流勵磁機的額定輸出電壓，一般可從小到大逐步試驗)。
wlk-03b旋轉整流器現場測試接線圖
0.5kva～3kva三相調壓器 1臺
d1 1a二極體1n40071只
bd1、2 白熾燈40w~100w/220v2只
2．自動投勵效能檢測
合刀閘k1，經10~12秒左右，bd1燈亮，整流橋電壓波形為全波整流波形。詳見下表
3. kq開通、關斷效能檢測
電機啟動期間，kq應導通，旋轉整流盤投勵後，kq應由導通轉為關斷。
k1斷開後，將二極體 d1按試驗接線圖與c（或a、或b）相可控矽併聯，合刀閘k1，bd2、bd1燈全為半亮，整流橋波形為失控波形，經10~12秒左右，控制模組自動投勵，bd1由半亮轉為亮，bd2由半亮轉為滅，整流橋波形為全波整流波形。用短接線短接二極體zq的兩端，bd2、bd1燈轉為半亮，整流橋波形為失控波形。詳見下表：
示波器顯示l1、l2之間波形如圖：
全波整流波形（有電感、大電流時波形，僅作參考）
失控波形
試驗結束後拆除電燈、試驗電源及二極體d1。恢復啟動電阻、轉子繞組及交流勵磁機的接線。
六·電機起動試驗（與wlk-03sc系列靜態勵磁櫃配合）
1．勵磁裝置完好性檢查
a、開機前給靜態勵磁裝置送入~380v、直流220v電源，勵磁裝置「交流電源」、「直流電源」燈亮；
b、調節方式旋鈕置「手動」位；
c、合空氣開關lzk，whk置「除錯」位，觸控螢幕上「com」燈閃爍，有正常資料顯示；經延時自動投勵，勵磁電壓表、電流錶出現指示，勵磁電流為初始值；
d、按「增磁」、「減磁」按鈕，觀察勵磁電壓表、電流錶指示應隨之均勻變化；
e、將whk置「0」位，勵磁電壓表、電流錶回零，觸控螢幕關。
2．開機操作
a、whk置「工作」位，觸控螢幕上「com」燈閃爍，有正常資料顯示；
b、調節方式旋鈕置「手動」位；
c、1dl開關合閘後，定子電流錶指標擺向滿刻度，電機開始啟動，「電機執行」燈亮，功率因數表嚴重滯後；（降壓啟動時相似）
d、靜態勵磁裝置自動投勵（延時方式或定子電流降低方式），勵磁電壓表、電流錶指示勵磁初始值；
e、電機加速並進入亞同步狀態，定子電流錶指示減小；
f、旋轉整流器控制模組投勵，電機進入同步，功率因數表超前，定子電流減小到額定值以下，啟動結束；
g、手動按「增磁」、「減磁」按鈕，調節勵磁電流，定子電流、功率因數都隨之改變，pt/ct接線正確時應滿足以下狀態：
㈠定子電流為最小值時，檢查功率因數表指示應在1附近；
㈡如果增大勵磁則功率因數向超前方向擺動、減小勵磁則功率因數向滯後方向擺動；
㈢觸控螢幕有功功率一直顯示為正，當功率因數表超前時，觸控螢幕無功功率顯示為負；當功率因數表滯後時，觸控螢幕無功功率顯示為正；
h、調節方式旋鈕置「自動」位，進入「恆功率因數」自動調節方式；
3．停機操作
a、1dl開關分閘後，勵磁裝置會自動滅磁，勵磁電壓表、電流錶指示回零，儀表板「電機執行」燈滅；
b、whk置「0」位，分斷空氣開關lzk。
4．勵磁系統對電機啟動頻率要求
電機啟動後，至少間隔30分鐘以上才能再次啟動，每天啟動次數不多於3次。
5.旋轉整流器可結合機組的大、中修進行定期維護，維護包括以下專案:
1.清除塵土，保持裝置清潔；
2.對旋轉整流器上的緊固點、接線端子進行檢查；
3.對快速熔斷器、起動電阻、功率模組進行測量；
4.對永磁體及緊韌體檢查（若有）；
5.對轉速感測器進行檢查（若有）；
6.對於啟動頻繁的電機，要定期更換起動電阻。
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勵磁限制單元是勵磁控制器的勵磁限制環節。這些勵磁限制單元在正常情況下是不參與自動勵磁控制的，而當發生非正常執行工況，需要勵磁控制器投入某些特殊的限制功能時，通過綜合放大單元的處理使相應的限制器起控制作用。勵磁控制器中的勵磁限制單元主要包括對勵磁輸出進行限制和對勵磁給定進行限制兩部分，主要實現以下限制...
洛陽熱電勵磁除錯措施
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勵磁系統現場除錯方案
裝置型號 機組編號 除錯人員 一 試驗目的 1 通過對型勵磁裝置現場的各項試驗，校驗裝置的各項效能及指標是否合格，保護功能是否齊全。2 現場執行維護人員熟悉裝置效能，熟悉裝置的各項操作，達到日常正確執行維護的目的。二 試驗注意事項 1 試驗過程中應嚴格遵守安全操作規程，注意人身安全。2 投入操作時應...