静止式进相器在磨机上的改进与应用

【摘要】：静止式无环流变负载进相器是用于大中型绕线式电动机功率因数的补偿。解决了已有静止式进相器由于采用分时依次补偿三相转子绕组，在每次循环中每相转子绕组有三分之二的时间是处于无补偿状态。

        静止式进相器是专为大功率绕线式异步电动机设计的就地式无功功率补偿装置，它串接于交流绕线式异步电动机的转子回路，用以提高电动机功率因数和效率，降低电动机和电力系统的损耗，从而达到节能降耗的效果，提高企业的经济效益。

目前多数用于大中型绕线式电动机补偿功率因数的静止式进相器，其结构是十二只晶闸管组成变流器，380V电压经补偿变换器变换成几伏到几十伏的交流电压加在变流器母排上。分时依次补偿三相转子绕组：A相补偿完后补B相，B相补偿完后补C相，C相补偿完后再补偿A相，依此顺序周而复始地循环。转子电流一周期内完成—次循环。由于以上是分时顺序地给电动机三相转子绕组加入补偿电压。在一次循环中每相转子绕组有三分之二的时间内是处于无补偿状态。这种综合分时顺序补偿方式的进相器存在以下问题：

       定、转子电流畸变，转子电流本来是完好的正弦波，因三相之间频繁切换补偿造成三相电流严重畸变。电动机定、转子电流波动大，因为是三相顺序补偿，每相绕组便有三分之二的时间是处于无补偿状态。因此造成电动机定、转子电流波动大。只适用于电机重载不能用于轻载状态时的补偿，因电动机转子电流频率的高低是和电动机转差率相联系的，当电动机重载时，电动机转差率高，转子电流频率高。虽然转子每相绕组有三分之二的时间处于无补偿状态，但因转子电流频率较高，电流波动的频率也高。晶闸管变流器部分环流大，因为是分时顺序补偿，在切换时晶闸管由导通状态变为阻断状态或由阻断变为导通都必须经过一定时间的过渡过程，因此造成较大的环流，晶闸管和补偿变压器及铜排发热严重。

易受干扰，晶闸管受到电磁尖峰脉冲干扰，晶闸管顺间导通混乱。环流也会瞬间上升到很高的数值，严重时可以看到伴随有铜排的振动和声响。补偿效果差，由于每相有三分之二时间是处于无补偿状态，因此电动机功率因数提高的程度达不到理想状态。补偿电压的高低在设备运行中不能随电动机负载的变化而变化，补偿电压只能有固定的三至四档，在设备调试过程中利用改变380V电源接线位置，改变补偿电压高低。

图1

       针对上述不足，对原来的进相器进行改进，实施方案是：如图1所示，采用独立同时连续补偿方式的进相器，采用三个相互完全独立的变流器和补偿变压器4，每个补偿变压器4和一个变流器组成一组，每一组控制一相转子绕组的补偿；补偿变压器4可以是三个单相补偿变压器，补偿变压器4输出端7、8和变流器母排相连，每组变流器均由八只晶闸管V1—V8组成，电动机M的转子绕组出线穿过电流传感器1，电流传感器1和电流变送器2连接，电流变送器2接单相交流调压器3的控制端，单相交流调压器3的输出端接补偿变压器4的初级绕组，电流传感器1将检测的转子电流信号通过电流变送器2控制交流调压器3，使补偿变压器4输出的补偿电压幅值随电动机M转子电流的大小变化；三个变流器由微电脑控制器10控制，微电脑控制器10的电流信号输入端和另三个电流传感器相连，这三个电流传感器检测电动机M的转子电流，图中未画出，该电流传感器将检测的转子电流信号送至微电脑控制器l0，微电脑控制10根据转子电流的变化相应改变加入转子回路的补偿电压极性；微电脑控制器10的脉冲输出端分别和变流器的对应晶闸管V1—V8，即24只晶闸管V的门极和阴极连接，晶闸管V可以采用不可关断晶闸管，可以采用一台微电脑控制器10控制三个变流器。

通过实践应用，静止式无环流变负载进相器具有较优良的性能特点。

（l）定、转子电流无畸变，因为转子三相绕组同时独立连续地进行补偿无需进行相间切换，因此电动机定、转子电流畸变的程度大幅下降。

（2）定、转子电流稳定，因为转子三相绕组各自同时连续补偿，所以电流稳定。

（3）即能适应电动机轻载也能适应电动机重载时的补偿。

（4）因为三相变流器相互独立，因此没有环流。

（5）有较强的抗干扰能力。

（6）因为转子三相绕组同时独立连续进行补偿，补偿电压又可调，所以补偿效果很好。

（7）补偿电压在设备运行中随负载变化而变化。

       静止式无环流变负载进相器适用于水泥、冶金、轧钢、造纸、制药、化工、矿山等行业，能显著降低电动机和电力线路上损耗，节约电能，改善电网供电质量，降低电动机温升，提高了电动机的效率和过载能力，并延长了电动机的使用寿命。企业应该大力推广应用该节电产品，使企业获得最大的经济利益。