专利名称：组合式交流同步电动机励磁电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交流同步电动机励磁电源。
背景技术：
大型同步电动机励磁系统非常复杂，它不仅要承担同步电动机正常运行时的励磁电压供给，而且还要作为同步电动机异步起动时的磁路和电路，即使是当今技术最为先进、结构最为紧凑的无刷励磁系统仍然称得上是一个复杂系统，图I所示为交流同步电动机无刷励磁系统原理图。图I中，交流励磁机的定子也叫励磁绕组，当励磁绕组的A、B两端加入外部直流电源时，在交流励磁机的转子绕组上就会产生三相感应电压，其大小由加入的外部直流电源电压的大小决定，此三相感应电压经过三相桥式整流电路转换成直流电压，然后被加入到同步电动机的励磁绕组上，这就是同步电动机正常运行时励磁系统工作原理。同步电动机的励磁电源指的是为同步电动机的交流励磁机提供直流电的外部电·源，图2所示为交流同步电动机励磁电源原理图，图中在交流输入侧、直流输出侧分别设置了过电压保护回路，目的是抑制瞬时过电压，保护电路中各元器件不被瞬间浪涌电压冲击而损坏，保证同步电动机励磁电源的安全工作。单相交流电源经过由双向可控硅组成的交流调压器，输入到单相桥式整流电路变换为直流电，然后加到同步电动机的交流励磁机的励磁绕组上，这就是同步电动机励磁电源工作原理。图2所示的励磁电源，直流输出电压的调节是通过励磁控制器对交流调压器的双向可控硅的相位控制实现的。如果将二极管整流电路改进为全控或半控可控硅整流电路，那么通过励磁控制器对全控或半控桥上的各可控硅的相位控制同样可以实现直流输出电压的调节，这样可以省去交流调压器。同步电动机励磁调节实质上就是励磁电源直流输出电压的调节，因为只要改变励磁电源直流输出电压的大小，就可使交流励磁机的三相感应电压大小发生改变，即可使旋转整流器的交流输入、直流输出发生改变，即输入到同步电动机励磁绕组的直流电压发生改变，其励磁电流也就随之发生改变。根据同步电动机的运行特性，同步电动机运行在过励状态时，运行电流超前于电源电压，此时同步电动机相当于一个容性负载，能够向电网输送无功功率，因此能支持电网电压和提升电网功率因数。不仅如此，同步电动机运行在过励状态时，工作点远离不稳定区域，其运行稳定性较在欠励状态时要高很多。交流同步电动机在运行过程中容易受到电网扰动的影响，当受到的扰动量值超出电机本身固有的稳定性极限时，同步电动机就会失步运行。同步电动机的失步分为断电失步、带励失步和失励失步三种，电网电压瞬时大幅度下降，将导致励磁电流的快速降低，将会引起同步电机的带励失步，因此可能造成电动机的疲劳损伤，甚至弓I起机械共振，造成定子绕组绑线崩断，起动绕组鼠笼条过热、开焊、断裂、电机滑环松动等故障，这是应该予以避免的问题。要保证同步电动机的稳定运行，就要确保同步电动机励磁电流的稳定，也就是要确保同步电动机励磁电源的稳定供给。基于此，同步电动机励磁电源通常采用两路电源同时供电方式，其中一路作为主励磁电源，其直流输出电压可以通过控制器进行调节，如上所述的励磁电源也就是主励磁电源。另外还有一路作为后备励磁电源，其直流输出电压固定，在主励磁电源发生故障时提供交流励磁机外部直流电压。上述供电方式在稳定性、可靠性方面至少存在下面两大缺陷，一是同步电动机的励磁电流会随电网电压的波动而改变，当电网故障电压跌落时，同步电动机的励磁电流会随之急剧下降，这就很容易使同步电动机引发“低励磁”故障跳机；二是后备励磁电源输出电压不能调节，即使励磁控制器能够快速响应，但因后备励磁电源输出电压不能调节，也就不能进行励磁控制，所以还得进行人工停机处理，这对正常生产的影响是显而易见的。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种组合式交流同步电动机励磁电源，该励磁电源能确保在电网电压出现异常波动时励磁电源输出电压的稳定，从而提高交流同步电动机的稳 定运行。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种组合式交流同步电动机励磁电源，包括可控整流装置，通过励磁控制器对可控整流装置的可控硅相位控制输出同步电动机所需的励磁电压，励磁电压接入交流励磁机；所述励磁电源还包括双电源自动切换装置和不间断交流电源装置，双电源自动切换装置由二路市电供电输入，一路市电输出，双电源自动切换装置输出接不间断交流电源装置，不间断交流电源装置输出交流电接可控整流装置。所述不间断交流电源装置对输入交流电通过整流、逆变两次变换，由逆变器提供负载电压输出。本实用新型在现有励磁电源的基础上增加双电源自动切换装置和不间断交流电源装置，和现有的可控整流装置结合在一起组成新的励磁电源，从而确保在电网电压出现异常波动时励磁电源输出电压的稳定，可以最大程度地确保交流同步电动机的励磁调节和稳定运行。
图I为现有的交流同步电动机无刷励磁系统原理图；图2为现有的交流同步电动机励磁电源原理图；图3为本实用新型组合式交流同步电动机励磁电源结构示意图；图4为本实用新型的双变换UPS基本结构示意图；图5为制氧机同步电动机励磁电源实施例示意图。图中1双电源自动切换装置(ATS)，2不间断交流电源装置(UPS)，3可控整流装置，4励磁控制器，5交流励磁机。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。参见图3、图5，一种组合式交流同步电动机励磁电源，包括可控整流装置3、双电源自动切换装置I和不间断交流电源装置2，双电源自动切换装置I由二路市电供电输入，一路市电输出，双电源自动切换装置I输出接不间断交流电源装置2，不间断交流电源装置2输出交流电接可控整流装置3。所述双电源自动切换装置I采用两路市电供电输入，一路市电输出，本实施例为降低成本，允许双电源自动切换装置I在两路市电输入电源切换时其输出有一定的间断时间。所述不间断交流电源装置2是一种交流输入、交流输出的电源装置，本实施例的不间断交流电源装置2应是在线式、双变换装置，即通过整流、逆变两次变换，正常运行时由逆变器提供负载电压输出的一种装置，交流输入可以是单相电源也可以是三相电源，交流输出为单相电源，输出电压与可控整流装置3输入电压匹配，参见图4。所述可控整流装置3为单相桥式半控整流装置或三相桥式半控整流装置，是将交流电AC转换为直流电DC，通过励磁控制器4对可控整流装置3的可控硅相位控制输出同步电动机所需的励磁电压，励磁电压接入交流励磁机5。 由上述双电源自动切换装置I、不间断交流电源装置2和可控整流装置3组合后的交流同步电动机励磁电源，具有两路市电输入，加上不间断交流电源装置2内置的储能蓄电池，足以能够确保不间断交流电源装置2逆变输出电压的持续稳定，这样也就确保了在电网电压出现异常波动时励磁电源输出电压的稳定，可以最大程度地确保交流同步电动机的励磁调节和稳定运行。一个具体实施例为首先在双电源自动切换装置I接入市电供电为380V的A段母线作为第一路输入电源，另从380V B段母线为双电源自动切换装置ATS引入第二路输入电源，输出为380V，双电源自动切换装置I为市场购买。不间断交流电源装置2输入为三相380V，输出为单相380V，市场购买，型号为EATON 9355-10KVA UPS装置。不间断交流电源装置2单相输出380V通过电缆连接到同步电动机的原励磁装置，如空压机原励磁装置和增压机原励磁装置，参见图5。经现场测试和实际运行检验，空压机、增压机同步电动机的抗电网干扰能力得以极大的提高。以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种组合式交流同步电动机励磁电源，包括可控整流装置(3)，通过励磁控制器(4)对可控整流装置(3)的可控硅相位控制输出同步电动机所需的励磁电压，励磁电压接入交流励磁机(5);其特征是所述励磁电源还包括双电源自动切换装置(I)和不间断交流电源装置(2)，双电源自动切换装置(I)由二路市电供电输入，一路市电输出，双电源自动切换装置(I)输出接不间断交流电源装置(2 )，不间断交流电源装置(2 )输出交流电接可控整流装置(3)。
2.根据权利要求I所述的组合式交流同步电动机励磁电源，其特征是所述不间断交流电源装置(2)对输入交流电通过整流、逆变两次变换，由逆变器提供负载电压输出。
专利摘要本实用新型公开了一种组合式交流同步电动机励磁电源，包括可控整流装置(3)，通过励磁控制器(4)对可控整流装置的可控硅相位控制输出同步电动机所需的励磁电压，励磁电压接入交流励磁机(5)；所述励磁电源还包括双电源自动切换装置(1)和不间断交流电源装置(2)，双电源自动切换装置由二路市电供电输入，一路市电输出，双电源自动切换装置输出接不间断交流电源装置，不间断交流电源装置输出交流电接可控整流装置。本实用新型能确保在电网电压出现异常波动时励磁电源输出电压的稳定，从而提高交流同步电动机的稳定运行。
文档编号H02J9/06GK202435126SQ20122000818
公开日2012年9月12日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者范耀德, 陈小风 申请人:宝山钢铁股份有限公司