WLK-T1励磁柜说明书.doc

成 都 恒 达 工 控 有 限 公 司目 录1.简介02. 用途03 控制柜使用条件04. 装置系列规格表05. 控制柜主要技术性能特点18. 装置主电路49. 微机控制器工作原理510. 调试7参数设置表1011. 主要波形1612. 试操作顺序1613. 试车时注意事项1714.微机控制器插头对外接线表（见附图）1715装置对外接线端子说明（见附图）1716. 订货有关事项17151.简介 WLK-T型同步机微机励磁控制柜（以下简称：控制柜）采用当前最先进的电机专用32位DSP数字信号处理器，严格按照工业控制机标准生产，满足GB12667-90 同步电动机半导体励磁装置总技术条件和GB10585-89同步电动机励磁系统基本技术要求，具有稳定性好，控制功能强，调试简单，维护方便，优良的抗干扰性能等优点，采用液晶彩色触摸显示屏，可在线监视设备的运行状态，修改运行参数，中（英）文菜单显示，人机接口好，操作简单方便。该装置彻底解决了其它励磁装置存在的起动脉振、投励冲击大、投励滑差捕捉不到、运行中起动电阻发热等问题，能实现闭环调节和控制，整机可靠性高。2. 用途控制柜供同步电动机（20010000KW）单机配套励磁使用，对象如拖动各类压缩机、球磨机、鼓风机、水泵机、制冷机等同步电动机场所。3 控制柜使用条件3.1 应安装在室内使用。3.2 安装地点海拔高度不超过1000米。3.3 运行地点温度不低于10，不高于40。3.4 运行地点相对湿度不大于90，无凝露。3.5 运行地点应无导电和爆炸尘埃，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸汽。3.6 安装倾斜度不得超过5。4. 装置系列规格表 电流电压130A200A300A450A600A柜体外形尺寸mm安装尺寸mm宽厚高50V090070020004孔1180066086060075V0110V00140V00170V000 200V000注：1、表中标有“0”者，表示整流变压器装在柜外。 2、柜体外形尺寸可据用户要求定做。 图一 WLK-T型同步机微机励磁控制柜外形及尺寸5. 控制柜主要技术性能特点5.1 励磁采用全数字机控制三相全控桥式整流方式，并配有交流侧浪涌吸收、可控硅换相过电压吸收及均压电路等保护 。5.2 控制器主芯片采用32位DSP电机专用数字信号处理器，配备8寸彩色触摸显示屏，功能选择及参数设定采用菜单操作。配备RS485、Mobus通讯接口与综合自动化系统实现联网通讯，综合自动化系统可实时显示、记录现场的运行参数；也可通过输入密码在线设定、修改控制器的实时运行参数，改变其运行的方式。能够满足自动化系统的远程调节控制要求。5.3与同步电动机定子回路没有直接的电气联系,因此,同步电动机可根据电网情况设计为高压3-6-10KV或低压380V,全压起动或降压起动不受限制。5.4励磁柜功率单元采用的可控硅模块和平板式散热器结合而成，这样的设计大大地增加了整个装置运行的稳定性和可靠性。5.5 具有顺极性滑差投励和定时投励自动投励控制功能，投励时加短时整步强励，牵入同步迅速、可靠、平稳，投励时无冲击。并具有降压启动自动投全压功能。5.6 具有快速可靠的低通双重灭磁系统，在同步电机启动及停机过程中，灭磁电阻投入以实现异步起动或停机自动灭磁。5.7 励磁系统采用数字式同步和脉冲形成技术。相移精度高，三相输出平衡。5.8具有恒功率因数、恒励磁电流双闭环PID自动调节功能：可任意设定为闭环可调的恒功率因数、恒电流、恒电压或恒触发角度运行方式，且四种运行方式自动跟踪工作点，可实现无扰动切换。5.9励磁柜提供强励功能由用户选用。当电网电压下降至某一百分比(如80%)时,进行突加强励,强励电流倍数和强励时间可设定，强励电流一般为额定值的1.4倍，强励时间一般不超过60秒钟。5.10具有保护和限制功能：如最大、最小励磁电流（或控制角）限制，各种失步（带励、失励、断励等）保护功能。PT，CT断线保护等。5.11具有故障自检测、报警或自恢复功能：如脉冲异常、软硬件异常、超温、可控硅故障等。对相应故障具有记忆及显示报警功能。5.12具有强大的参数显示、实时数据曲线，和历史曲线显示查询功能，对电机运行中出现的细微异常变化都能及时发现和查询，保证电机的稳定可靠运行。6. WLK-T型同步机微机励磁控制柜操作面板各仪表,指示灯及按钮说明 图三 WLK-T型同步机微机励磁控制柜面板操作图WLK-T型同步机微机励磁控制柜面板各元件名称功能一览表序号符 号名 称功 能 说 明1PV1直流电压表指示励磁电压2PA1直流电流表指示励磁电流3PF1功率因数表指示电网功率因数4PA2交流电流表指示同步电动机定子电流5SA1调定开关装置工作置三状态：调试、停机、允许运行6SA2电源开关装置的控制电源开关7SB1按钮消音8SB2按钮开车联系9HL1指示灯交流电源指示10HL2指示灯电机运行指示11HL3指示灯风机运行指示12HL4指示灯故障指示13HL5指示灯开车联系指示147. 工作原理简述 本装置由主电路、控制电路、彩色触摸屏三大部分及风机、指示、开关、继电器联锁线路组成。当同步电动机起动时，灭磁环节首先工作，使转子感应交变电流两半波都通过放电电阻RMC，保证电机的正常起动，起动过程中整流主电路晶闸管无脉冲，处于阻断状态，当电机起动至亚同步速度时（转子滑差为0.05）或定时时间到，微机自动发出投励信号，使触发脉冲加到主回路晶闸管触发极上，装置立即向电机投入励磁电流，把电机拖入同步运行，同时灭磁结束。8. 装置主电路 主电路部分包括：交流供电及整流环节，主电路过电压与电流保护环节。8.1 交流供电及整流环节 由整流变压器TB提供整流所需电压，调节“上升”、“下降”，控制晶闸管触发极的控制角，便可调节整流桥输出所需直流电压Ud。 直流电压表PV1跨接于二级管VD7及晶闸管VT7两端，作为测量输出励磁电压，对VT7也起到监视作用。电动机起动过程中，转子将感应正负半波电压，微机输出信号将VT7导通，PV1被短接无指示，投励后VT7关断，PV1指示出励磁电压值。直流电流表PA1接于分流器FL1两端，电机起动过程中（未投励前），PA1在转子感应正负半周的交流电流作用下，而没有电流值指示，投励后，PA1指示出励磁电流值。8.2主电路过电压与电流保护环节电机异步运行时，转子绕组感应过电压由灭磁回路（放电电阻RMC、晶闸管VT7、二级管VD7）保护。整流变压器TB一次侧过电压和谐波，由阻容吸收电路（R11,R12,R13，C11,C12,C13）和压敏电阻（RV1,RV2,RV3）进行保护。主电路晶闸管换相产生过电压，加装1R1、1C1,2R1、2C1,3R1、3C1,4R1、4C1,5R1、5C1,6R1、6C1阻容保护。为使同相两桥臂上（如VT1与VT4）平均分担同步电机起动时的转子感应电压，加装1R2、2R2、3R2、4R2、5R2、6R2作为均压保护。快熔FU1FU3是作为直流侧短路和整流元件本身短路保护之用。微机具有缺相监测功能，FU1FU3熔断时，本装置将声光报警。空气开关QF1，主要作为TB一次侧过载及短路保护作用，其电流满足强励电流50秒不脱扣。9. 微机控制器工作原理 （控制原理图参考接线原理图）9.1 各单元功能简介：(1)彩色触摸屏由彩色触摸屏显示电机运行状态、运行方式和参数设定。可根据需求选择电机的运行方式，并可在运行中改变运行方式，微机可据此自动调节励磁；也可通过面板上的【增磁】、【减磁】手动调节励磁。AD采样及控制主板机端电压、定子电流经TV1,TA1隔离;励磁电流由霍尔传感器变换得到0100mA的信号，再经过滤波、放大。同步信号由比较器比较，光耦隔离输出。由主板完成各种开关量的判断，各种运行参数的计算及脉冲输出和继电器动作的控制；与液晶显示器及上微机的通讯。输出及灭磁板经光耦隔离，达林顿管驱动脉冲变压器输出触发脉冲；经光耦隔离，达林顿管驱动继电器的动作。由灭磁回路完成：灭磁控制，灭磁检测，滑差、缺相检测。所有信号都经光耦隔离，避免高压侵入主板。9.2同步移相原理： 同步信号是通过A1、B1、C1交流电源，经电阻限流，过零比较器比较而取得。微机根据不同参数的设置情况进行移相，经光耦隔离，达林顿管驱动，及脉冲变压器的再次隔离变换，分别输出三相脉冲触发信号直接触发六只整流可控硅。9.3恒励磁电流、励磁电压及恒功率因数控制：恒角度运行实际上是开环运行，实用于试车、调试、轻载等场合。恒励磁电流、恒功率因数采用双闭环控制原理，内环为恒励磁电流， 可提高励磁系统调节的快速性，在外部扰动时迅速调节励磁，充分发挥同步机自身极限同步能力而避免电机失步；外环为功率因数控制，充分保证电机负载波动或电网波动时功率因数恒定运行。9.4失步检测及整步：励磁装置的失步保护是通过检测定子电流幅值，及功率因数来实现的，当检测电机失步后，微机立即封锁脉冲输出并灭磁，待电机进入临界滑差，微机按准角强励实施整步，使电机恢复同步。若整步失败，装置动作于跳闸。失磁失步时，装置也动作于跳闸。9.5励磁限制与保护强励限制，欠励限制，功率因数上线限制，功率因数下线限制；相序错乱，失步，KQ误导通，PT，PC断线，同步信号断线，输出脉冲缺相，可控硅未触发、停风、超温都有报警提示。9.6继电器的用途介绍：在控制器中，共用了四个继电器J1、J2、J3、J4，控制器外,共用四个继电器KA1、KA2、KA3、KA4起隔离作用,防止外部电路电流过大，从而损坏控制器内继电器，介绍如下： J1：降压启动投全压继电器。当电机转速达到90%或定时的时间到，J1吸合，输出投全压信号。（注：当转换开关SA1置于“调试”挡位时，即使J1吸合KA1也不动作，无投全压输出信号，防止电机误启动）。如果同步电动机的功率较小，不需要降压启动，则无继电器KA1，降压软启动时间须设为零。J2：当装置发生故障时，J2驱动KA2吸合，使励磁柜的电铃和故障指示灯和电铃得电报警，若按下消音按钮SB1,则电铃停止。有下列情况时，励磁装置会报警：.失步跳闸。.KQ误导通4秒钟仍不能消除。.有缺相情况。按下“复位”键能解除报警，但上述故障未消除，会重新报警。J3：J3为风机合闸继电器，当散热器温度高于设定温度时,风机自动合闸;当散热器温度低于设定温度时,风机自动分闸.J4：J4为控制跳闸继电器，当微机接通电源，J4吸合，同时KA4得电吸合，其常闭触点509、511断开。在系统故障跳闸或励磁装置系统失电后，KA4失电后其常闭触点509、511闭合，驱动油断路器跳闸。9.6灭磁检测原理： 在正常运行或灭磁试验中，当KQ导通，励磁电压加于RMC上。通过检测此电压的有无就可知KQ灭磁情况。 10. 调试 按图三的接线原理图接完线并检查无误后，即可进行调试。 该控制器充分发挥微电脑功能，调试简单。 10.1 彩色触摸屏介绍：触摸屏上方有“运行状态”、“控制设置”、“参数设置”、“报警记录”、“关于”五个触摸按键，下方有“增磁”、“减磁”、“灭磁”、“复位” 四个触摸按键。 图四 微机操作屏 . “增磁”、“减磁”键：用于调节励磁电压或励磁电流。按住“增磁”或“减磁”键，电流电压表应平滑上升或下降。 . 灭磁试验：在调定时或在运行中（电压在十几伏以上），按下此按键，励磁电压指示为零，励磁电流几乎不变，说明灭磁回路工作正常。该控制器不用整定KQ导通电压，在电机异步或失步运行时KQ在很低的电压下就导通，而在电机正常运行时，KQ不会误导通。 . “复位”键：当系统出现故障，发生声报警，按下复位键后才能消除报警。 触摸屏界面菜单操作：. 触摸屏界面上端的触摸键为“运行状态”、“控制设置”、“参数设置”、“报警记录”、“关于”五个触摸按键。当按下触摸键后进入相应的显示界面。. 运行状态界面：运行状态界面可显示电机的定子电压、定子电流、励磁电压、励磁电流等参数，并有实时曲线可显示，清晰直观。同时也可查找历史曲线。参数设置：技术工程师可根据现场情况设置相应的参数，以满足现场的需要。控制设置：技术工程师可根据现场的需要选择控制方式，和控制参数，实现恒功率因数、恒电流、恒电压或恒触发角度等运行方式的无扰动切换。参数设置表名称设定范围及说明出厂设定更改欠励励流range=0-500 A50过励励流range=0-500A300定子电压系数range=020098定子电流系数range= 020090投励时间range=010s4投励角度range=0-180度110最大控制角range=90-180度170最小控制角range= 0-90度10励流系数range= 0-20015额定励流range=0-500A200强励系数range=11.51.2强励时间range=015s10通讯地址range=0-2555波特率range=0-30: 波特率为2400bps1: 波特率为4800bps2: 波特率为9600bps3: 波特率为19200bps2通讯方式range=0-30: 8 Data, 1 Stop, No Parity1: 8 Data, 1 Stop, Odd Parity2: 8 Data, 1 Stop, Even Parity3: 8 Data, 2 Stop, No Parity0恒励磁电压Prange=0-5010恒励磁电压Irange=0-250200恒励磁电流Prange=0-5010恒励磁电流Irange=0-25090恒功率因数Prange=0-501恒功率因数Irange=0-250150恒无功功率Prange=0-507恒无功功率Irange=0-250180注:微机的设置密码,必须将密码设置正确后才能进行参数的修改，密码在产品出厂资料中.报警记录：可记录最近的几百条故障情况和故障时间，为故障查找和维护提供了重要依据。关于：此界面有公司介绍和说明书两个按钮，分别按下后可方便、直观的显示公司的介绍和本产品的说明。10.2 通讯参数的设置:微机励磁控制柜具有标准RS485接口，采用MODBUS通讯协议，支持励磁控制器与上位机的串行通讯。通过菜单设置中的通讯地址,选择微机励磁控制器的序号,范围是0255,确定序号以后,上位机即可与相应的控制器通讯, 通讯时,主从机的波特率和通讯方式也应一致,才可进行正常通讯。10.3 投励角度参数的设定：投励电压参数的设定是通过菜单设置中的投励角度选项修改的，将励磁柜的调定开关打到调试状态，按上升、下降键使励磁电压调节到投励所需电压，观察此时的控制角度，将投励角度设置成该角度即可。10.4投励时间参数的设定： 该控制器同时具有滑差投励和定时投励双重功能。滑差在机内已固定为5%，若在电机启动过程中转速滑差达不到5%，定时时间一到就定时投励。投励时间参数是通过菜单设置中的投励时间选项修改的，投励时间可设置在1-10秒之间。10.5 恒磁跟踪实验： 若有调压设备条件的单位可作以下试验：把控制方式设定成恒励磁电压或恒励流，当电压调节到标准380V电压，开启励磁输出，调节好所需励磁电压或励磁电流。再调节调压设备，使输出电源变化（下调到340V或上调到420V），微机将自动跟踪调节，使输出励磁电压或励磁电流同调定值相等。 10.6 欠励失步、失励失步及保护跳闸试验：模拟电机起动后，按下“减磁”键，降低励磁电流，当降到低于所设定的“欠励电流”后液晶显示“欠励跳闸”，同时控制设备跳闸，按下“增磁”键，提高励磁电流，当上升到高于所设定的“过励电流”后显示“过励跳闸”，同时控制设备跳闸，请注意检查接线是否正确。10.7缺相试验： 错相实验：根据试操作顺序的12.2、12.3，空气开关QF1合上，主令开关置“开”位置，微机具有相序判断功能，如果微机输出“相序错”报警，则说明是逆相序，这时只需交换空气开关QF1任意两根输入电源线。缺相实验：开启电源，将“调定开关”旋转至“调试”位置，待励磁输出，此时可断开G1G6中的任意一个，使该可控硅无输出，此时液晶显示“缺A1或B1、C1、A2、B2、C2相”，并有报警指示。 整流工作时的波形 当其中有一臂发生故障时的波形 11. 主要波形12. 试操作顺序12.1 将同步电动机转子励磁绕组接至装置XL+、XL-两输出端上。12.2接入AC 380V电源于L1、L2、L3、N端，空气开关QF1合上，指示灯HL1亮，表示线路正常。12.3主令开关置“开”位置，微