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进相器的电路图解析

2020-05-22 11:23:01 水阻柜网 阅读

静止式进相器工作原理

HP静止式进相器,是专为大中型绕线式异步电机节能降耗设计的无功功率就地 补偿装置。它是串接在电机转子回路中,通过改变转子电流与转子电压的相位关系,进而改变电机定子电流与电压的相位关系,达到提高电机自身的功率因数和效率,提高电机过载能力、降低电机定子电流、降低电机自身损耗的目的

HP静止式进相器主要是由四大单元组成,进退相机构,信号采集与单片机处理单元,晶闸管变频装置及操作控制回路。进退相机构的作用,是进相补偿时,将电机转子切换到进相器.退相不补偿或进相器出现故障时,将电机转子切换到电机起动器的星点短接接触器上,防止转子开路。信号采集与单片机处理单元的作用是从采集工频电压的信号和电机转子电流的信号后进行处理,给晶闸管发出触发信号,同时监测工作情况,做出自诊断。变频装置是根据触发信号将工频电源变为与转子电流同频率的附加电势。操作控制回路是用来进行进、退相操作和故障自动退相的。

 工作原理电路图解析

1)绕线式电机转子侧进相补偿原理

异步电机负载运行时的电路分析

异步电机带负载运行时的等效电路图及各物理参数的相量关系图如图(1)、(2a)所示:

 

 

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图(1) 异步电动机等效电路图

由异步电动机等效电路图(1)和相量关系图(2a)可知,电机功率因数cosφ1决定于电网电压U1与电机定子电流I1之间的夹角φ1,电机定子电流的大小决定于电机转子电流I2及空耗电流I0(I1=I2+I0)。由此可见,提高转子电流I2或减小I2与E2的夹角φ2,均可使定子电流I1向逆时针方向转移,亦即φ1减小,电机的功率因数得以提高。

 

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图(2a)异步电动机等效电路的相量关系图

  2) 绕线式电同转子进相补偿的数学模型

根据异步电动机等效电路的相量关系图分析可知,若在转子回路附加一个与转子电流I2同频而相位滞后90°的附加电压U3(相当于电容补偿),如图(2b)所示。则合成转子电压为E3=(E2+U3),因转子功率因数cosφ2只与转差率s有关,s基本不变,则I2与E3夹角不变,故而I2与E2的夹角φ2变小,因此可以达到提高功率因数的效果。

若附加电压适当,从向量图可知不仅可以提高电机功率因数,同时可以减小定子侧电流。

 

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                                      图(2b)

  3)   进相控制要求:

   静止式无环流进相控制装置采用交-交变频器,将50HZ的工频电压转变为与电动机转子电流同频的低频电压附回电机的转子回路,并使该附加电压滞后转子电流90,达到电动机转子侧串接电容器的效果。这个附加电压是由50HZ的基波组成。图(3)为转子电流、附加电压的关系图。图(4)为矢量图。

 

 

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图(3)转子电流、附加电压的相位关系图

 

 

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图(4)转子电流、附加电压的矢量关系图

图(3)中,附加电压实际为两种幅值的矩形波又叠加而成,示意图如图(5)所示,其中正弦波为矩形波的包络曲线。

 

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               图(5)矩形波附加电压

4) 静止式进相器工作原理框图如图(6)所示:

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     图(6)ZHP进相控制装置工作原理方框图

 


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