提高离心式锅炉引风机暂态稳定性

　　电气传动同步电动机的强励是保证同步电动机暂态稳定性的关键，提高暂态稳定性的效果又取决于强励电流的上升时间，所以尽可能提高强励电流上升速度是保证同步电动机稳定运行的主要因素。

　　提高离心式锅炉引风机暂态稳定性□中国铝业青海分公司第三电解厂王智堂海铝业公司净化系统离心式锅炉引风机采用800kW的青同步电动机，它采用TH*MLF励磁电源，主要用于三相交流同步电动机励磁控制，其核心部件采用美国生产的高性能、高密度、大规模逻辑器件，使脉冲的移相、定宽、调制均实现数字化，触发器部分不需要任何调整，而且具有可靠性高，脉冲对称度高，抗干扰能力强，反应速度快等特点。

　　但由于该离心锅炉引风电动机的转子回路转子绕组的电感与电阻的比值较大，在该电源下，定子绕组在空载的状态下，转子回路中电流上升时间常数达10s左右，强励电流上升速度极慢，在起动中需要较长时间才能实现定转子磁场达到同步，也就是存在较长时间的暂态过程，较大程度地破坏了电气设备的各种性能，不同程度地缩短了同步电动机的使用寿命，所以尽可能地提高转子强励电流上升速度，缩短强励时间常数，是实现定转子磁场尽快达到同步的途径之一，也是使同步电动机尽快达到稳定运行状态的较好途径。所以在该电源系统中，很有必要采取措施提高离心锅炉式引风机强励电流上升速度，使该电动机较快地达到稳定状态。

　　间可以看作发生阶跃，转子电流增量的变化过程近似表达为AI=AI转子电流表达式为间常数，/RI.为转子电流初始值。

　　根据（1）、⑵、⑶式可知，强励电流上升速度为可见，影响强励电流上升速度的因素有2个：①强励稳态电流。②转子时间常数。所以，提高强励稳态电流和减小转子时间常数，都可以提高强励电流上升速度，即缩短同步电动机暂态过程，使其较快达到稳定。

　　提高强励电流上升速度的措施影响强励电流上升速度的因素分析同步电动机转子回路可以看作1个电阻和1个电感元件串联组成的电路，如所示。

　　曲I步4劢机《芋电路其中，为励磁电源向转子提供的电压R为转子绕组电阻；i为转子绕组的等效电感；I为转子电流。在U上升较快时，其时间常数相对于转子时间常数很小的情况下，强励时提高强励稳态电流要提高强励稳态电流，就要设法提高强励电压，但我国励磁装置标准提出，励磁顶值电压一般为额定励磁电压的2倍，可较好地保证同步电动机转子绕组的热稳定性。因此，在离心式锅炉引风机起动时，调整强励电压为额定励磁电压的2倍为佳。

　　调整转子时间常数减小转子时间常数简单的方法是在转子回路中串入附加电阻AR，当AR =R时，时间常数减半，但由于这时AR上的功率损耗与R上的相等，故这种方案难于被接受。所以，可以采用励磁控制的方法来实现转子时间常数的调整，如所示，在励磁控制中引入转子电流负反馈以提高励磁回路等效电阻。

　　电气传动EA应用与方案中，将励磁装置视为线性放大器，将控制电压U.放大为励磁电压U，f/=*pU.，为励磁反馈系数。

　　泪2引人转了SIEE*的进拉制当无励磁电流反馈时，控制电压和输入电压相等，即Ui励磁系统微分方程为当常数时，转子电流上升时间常数r=L/R.引入电流反馈后励磁电压=一I.励磁系统的微分方程变为=常数时，转子电流上升时间常数转子等效电阻为，等效附加电阻增量ARe =kpki，由电流反馈系数来调整等效电阻。与前述实际附加电阻AR的差别在于△Re不消耗功率，等效电阻反映为单位输入电压可生成的输出电流的能力。由于电流负反馈而使相同的输入电压有较小的输出稳态电流，为了保持相同的稳态电流，需要有更高的输入电压。在恒定的输入电压下，电流负反馈使强励电流上升过程中有不同的控制电压U.，从而有不同的励磁电压U对照式（2）、（3），在保持稳态励磁电压为强励顶值电压的条件下，可将励磁电流变化过程变为对应的控制电压变化过程为通过上述分析表明，这种控制方式在整个强励过程中，保持给定电压U.不变，控制系统简单，实施方便，提高了强励电流上升速度，并保持了稳态强励电流不越限，因此，匕较经济可行。

　　结论依靠强行励磁提高同步电动机的暂态稳定性主要取决于强励电流上升速度，提高强励初值电压可以提高强励电流上升速度。为保持转子绕组热稳定性，需及时限制强励电流顶值。采用转子电流负反馈的励磁控制可减小转子电流上升时间常数，其物理本质表现为：在到达稳态电流之前，自动提高强励电压，并自动限制稳态电流为标准值，这是提高强励电流上升速度的一种较好方案。EA（上接第78页）增加供电电源的内阻抗，即变压器的短路阻抗。内阻抗越大，谐波分量越小。

　　安装电抗器在变频器的输入输出端安装合适的电抗器或谐波滤波器，滤波器应为IC型，以吸收谐波，增大电源或负载的阻抗，达到抑制谐波的目的。

　　选用产生谐波较小的变频器，从源头上减少谐波。

　　设置专用滤波器检测谐波的幅值和相位，并产生一个与谐波幅值和相位相反的电流，有效抑制谐波的产生。

　　使用专用变频调速电动机以解决散热问题。

　　负载的匹配生产机械的种类繁多，性能和工艺要求各异，转矩特性各不相同。因此，在应用变频器时，首先应分清负载的性质，然后选择变频器和电动机。负载的类型有3种恒转矩负载、风机水泵负载及恒功率负载。

　　恒转矩负载又分为摩擦类和位能类负载。摩擦类负载的起动转矩一般要求为额定转矩的150左右，制动转矩一般要求为额定转矩的100，所以应选择具有恒转矩特性，起动和制动转矩较大，过载能力较大的变频器。位能类负载如电梯，一般要求大的起动转矩，以保证快速实现正反转，并具有能量回馈或能量消耗功能以抑制发电类过电压。

　　风机水泵负载是典型的平方型转矩负载，在低速情况下负载较小，转矩与转速的平方成正比，这类负载对变频器的要求不高，一般仅要求经济性和可靠性，只要选择具有u/f=常数控制模式的变频器即可。

　　恒功率负载指转矩与转速成反比，但功率保持恒定的负载，如机床。配用变频器时应注意：在工频以上范围，变频器的输出电压为定值，负载表现为恒功率特性，标准电动机与通用变频器配用不存在问题在工频以下范围为//=常数方式控制，标准电动机与通用变频器配用可能难以适应，必要时应考虑专门设计。EA