無刷同步電動機(jī)欠壓跳閘問題的解決方案

摘要：針對西門子無刷同步電動機(jī)拖動系統(tǒng)存在的控制系統(tǒng)對電網(wǎng)電壓波動敏感，抗干擾能力差，系統(tǒng)易欠壓跳車問題，提出了解決方案，經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用，取得良好的安全效益。

關(guān)鍵詞：無刷同步電動機(jī) 欠壓 可靠性

1 控制系統(tǒng)存在的問題

主通風(fēng)機(jī)是煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，必須實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，其電氣傳動系統(tǒng)必須具有高可靠性，淮滬煤電有限公司丁集煤礦、潞安集團(tuán)余吾煤業(yè)等主通風(fēng)機(jī)均采用先進(jìn)的英國豪頓液壓動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，配置西門子無刷同步電動機(jī)拖動系統(tǒng)，電機(jī)額定功率3200kW，同時可對電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。然而，該系統(tǒng)并非針對煤礦等應(yīng)用而設(shè)計，當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)電網(wǎng)電壓波動欠壓時，系統(tǒng)即發(fā)出指令使系統(tǒng)跳車。西門子無刷同步電動機(jī)拖動系統(tǒng)對電網(wǎng)波動敏感跳車問題，對于安全重于泰山的煤礦等重要場合而言，是重要的安全隱患。

2 西門子無刷同步電動機(jī)電控系統(tǒng)概況

西門子無刷同步電動機(jī)電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。10kV斷路器的控制，斷路器合/分閘狀態(tài)反饋等均由可編程邏輯控制器S7-300 PLC來實(shí)現(xiàn)邏輯控制。同步機(jī)勵磁采用SIMOREG DC Master 6RA7018驅(qū)動，DC MASTER是全數(shù)字控制晶閘管整流器，它具有電流閉環(huán)控制、功率因數(shù)閉環(huán)控制、無功功率閉環(huán)控制功能，一般選擇功率因數(shù)閉環(huán)控制方案，電機(jī)定子電壓和電流6路交流信號由SIMEAS P采集。

3 解決方案

3.1 提高拖動系統(tǒng)供電可靠性

對于典型的10kV分段供電系統(tǒng)，西門子無刷同步電動機(jī)拖動系統(tǒng)系統(tǒng)供電和其它負(fù)荷混合，當(dāng)任一地點(diǎn)的供電線路或設(shè)備發(fā)生故障，均可引起電網(wǎng)電壓波動，很容易引起系統(tǒng)的跳車。因此，減少其它負(fù)荷對西門子無刷同步電動機(jī)拖動系統(tǒng)供電的影響，提高拖動系統(tǒng)的供電質(zhì)量，可以提高拖動系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性?？蓪╇娤到y(tǒng)進(jìn)行改造，改造后供電系統(tǒng)。改造后的供電系統(tǒng)由一臺主變壓器獨(dú)自承擔(dān)西門子無刷同步電動機(jī)拖動系統(tǒng)，另一臺主變壓器帶其它所有負(fù)荷，從供電源頭上減少其它負(fù)荷故障導(dǎo)致的電網(wǎng)電壓波動對無刷同步電動機(jī)拖動系統(tǒng)影響，無疑可以提高其運(yùn)行可靠性。

3.2 西門子無刷同步電動機(jī)控制系統(tǒng)改造

當(dāng)10kV電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定時，控制柜檢測到400V進(jìn)線欠壓繼電器失電，可引起控制系統(tǒng)發(fā)出跳車命令，根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)電網(wǎng)波動欠壓時，可使控制系統(tǒng)跳閘延時500ms，這樣就可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。因此，可修改勵磁柜控制柜程序如圖2所示，使其欠壓延時500ms跳車。

由于同步機(jī)勵磁驅(qū)動器DC-MASTE對電網(wǎng)電壓進(jìn)行監(jiān)控，可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，調(diào)整驅(qū)動器欠壓保護(hù)設(shè)定值-5%～-20%，使其承受較寬的電壓波動范圍。

4 結(jié)論

通過對西門子無刷同步電動機(jī)拖動系統(tǒng)供電改造及控制系統(tǒng)程序的修改，經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用，解決了其電網(wǎng)波動欠壓易跳車的問題，對于安全高于一切的煤礦等重要應(yīng)用場合，可以大大提高系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的可靠性。

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作者簡介：

俞靜（1982-），女，安徽淮南人，助理工程師，現(xiàn)從事機(jī)電技術(shù)管理工作。