交流同步电机高压变频调速装置成功投运及技术

1.引言

    由于交流同步电机（简称同步电机）在可靠性与维护量、功率因数、电机尺寸与转动惯量、控制精度、弱磁比等方面有其自身的优势，对于大容量电机，世界各国已 基本趋向于使用同步电机。比如工业应用上大功率空气压缩机、水泵、煤炭与有色金属行业中的大功率提升机和钢厂大容量轧钢机等均采用同步电机驱动。

    交流同步电机的调速是电气驱动领域的一大难题，我国从20世纪70年代开始进行交流同步电机调速技术的研究，80年代初已研制成功交—交变频同步电机的实验样机，但大功率交流变频调速装置直到90年代后期才得到发展。

    2.同步电机变频调速技术的难点分析

    同步电机与普通异步电机运行上主要的区别是同步电机在运行时，电枢电压矢量与转子磁极位置之间的夹角必须在某一范围之内，否则将导致系统失步。因此同步电 机变频调速时必须时刻控制这一夹角在允许的范围内变动，这一点就是同步电机变频和异步电机变频的主要区别。以下将简要介绍同步电机变频调速过程遇到的难点 及maxf变频装置相应解决措施：

    （1）同步电机的启动投励过程

    通常同步电机启动有两种方式：一种先投励，同步启动；一种异步启动，后顺极性投励。对于同步电机变频启动均采用先投励，同步启动，但常会出现转子位置判断 不正确导致电机启动失败。针对同步电机变频调速改造，很容易采用异步启动，顺极性投励方式，所以maxf变频装置对同步电机进行异步软启动，实现额定启动 力矩，将同步电机启动到8hz左右进行顺极性投励，具体所投励磁大小及投励时频率可以根据不同应用场合调试确定。至此，电动机转子磁场和定子磁场间夹角经 过小量有阻尼震荡后，电机转子磁极被定子磁极可靠吸引，同步电机进入同步运行状态。变频器按照预先设定的加速度，逐渐加速到给定频率。此时，同步电机电枢 电压矢量与转子磁极位置之间的夹角逐渐拉大到某一常值，电机转子磁极在定子磁场的吸引下逐渐加速至期望转速，同步电机起动过程完成。