电机职业成长社区

    电动机在纺织厂得到广泛的应用。电动机断相变成缺相运行是电动机常见的故障之一，通过对电动机断相原因危害进行分析，采取积极措施，保证电动机正常的运行。     2三相电动机发生断相造成缺相运行的原因     2．1三相电动机的定子绕组一相断线或电动机的电源电缆、架空进线一相断线；     2．2三相电动机电源的熔断器一相熔断或一相接触不良；     2．3三相电动机的开关、刀闸一相接触不良或一相断开等。     3 三相电动机发生断相造成缺相运行的现象     3．1原来停着的三相电动机发生断相时，一旦通电不但起动不起来，而且还会发出“唔唔”作响的声音，用手拨一下电动机转子的轴，也许电动机能慢慢转动起来；     3．2正常运转的三相电动机，发生断相造成缺相运行时，电动机转子的电流突然增大，电动机温升会由此加剧，严重时甚至烧毁电动机。     4 三相电动机正常运转的条件     三相电动机在正常运转时主要有两个力矩：一个是电动机转动的电磁力矩，它是由电动机的定子绕组中流过三相电流产生的。另一个是阻碍电动机转动的阻力力矩，这个力矩是由电动机所带的机械负荷(如风机、水泵等)产生的，它的方向与电动机转子转动方向正好相反。要使三相感应电动机起动并且升速到额定转速，其条件是：必须使电动机的电磁力矩在电动机转速自零上升到额定值的整个变化过程的范围内大于电动机的阻力力矩。     5 三相电动机发生断相变成缺相运行的危害分析     5．1原来是停着的三相电动机，发生断相造成缺相时，电动机的正向力矩等于反向力矩，合成力矩为零，说明电动机没有起动力矩，这就是当电动机一相断电后起动不起来的原因。这时因为电动机部分定子绕组有电流通过，因此电动机的铁芯中仍有磁通产生，所以电动机发出“唔唔”作响的声音。     5．2正常运行的三相电动机发生断相造成缺相运行时，它的转子上作用着两个电磁力矩：一个正向力矩扭动着电动机的转子要使其继续转动，另外出现一个反向力矩，起制动作用，使电动机总的合成力矩减小。但只要电动机的电磁合成力矩尚大于电动机转轴上的阻力力矩时，电动机还是可以转动的，只是电动机的转动速度陡然变慢罢了。     5．2．1若三相电动机在正常状况时的最大力矩倍数(最大力矩／额定力矩)大于2，那末三相电动机在一相断电后将能继续运行；三相电动机变成缺相运行，因反向磁场的存在，电动机的无功电流上升、功率因数降低，电动机的效率也就降低了。     5．2．2若三相电动机一相断电后仍带额定负载运行，电动机的转子、定子电流将增大，电动机的转子、定子损耗都会显著增加，电动机的发热加剧而造成过热，严重时将烧毁电动机。     6 防止三相电动机发生断相造成缺相运行烧毁电动机的措施     6．1值班人员须加强对运行中设备的巡视以及电动机运行参数的监视，发现三相电动机发生断相变成缺相运行时，应尽快启动备用设备运行，及时对发生故障的电动机进行检查处理。   6．2采用热继电器兼作电动机的过载或断相保护。     6．2．1对绕组为星形连接的三相异步电动机系列，三相电源线路上只需在两相上装设热继电器或普通型三相热继电器，则可对电动机任一相断相起保护作用。     6．2．2对绕组为三角形连接的三相异步电动机系列，则应装设三相热继电器。当电动机重载或满载的情况下，三相普通型热继电器可起到断相保护作用；但是当电动机轻载(如58%)的情况时，当电动机一相断路，其线电流不会超过电动机的额定值，而某一相的相电流可超过电动机的额定值(约为额定值的1．15倍)，运行时间稍长，电动机仍会烧坏。因此，普通型热继电器不能可靠地对所有运行情况下三角形连接的电动机进行断相保护。此时应采用带有差动机构的断相保护继电器(如末尾带D字的JRO—20／3D或JR16—60／3D等)。     6．3正确地选配热继电器作为电动机运行中过载或断相保护装置，在目前不失为一种有效而切实达到解决电动机断相保护的措施之一。收起↑

    电动机在纺织厂得到广泛的应用。电动机断相变成缺相运行是电动机常见的故障之一，通过对电动机断相原因危害进行分析，采取积极措施，保证电动机正常的运行。     2三相电动机发生断相造成缺相运行的原因    ...展开↓

感应电动机的功率因数有两种，即自然功率因数和总功率因数。自然功率因数就是设备本身固有的功率因数，其值决定于本身的用电参数(如：结构，用电性质等)。倘若自然功率因数偏低，不能满足标准和节约用电的要求，就需设置人工补偿装置来提高功率因数，这时的功率因数叫总功率因数。由于设置人工补偿装置需增加很多投资，所以提高电动机自然功率因数是首要的任务。在农网中消耗无功功率比重最多的是感应电动机，约占60%以上，因此，研究如何提高农网中电动机的自然功率因数，减少输送的无功负荷，降损节能，提高运行效率，很有必要。本文拟探讨这个问题。     1 严格控制电动机容量，提高设备负载率，达到合理运行     (1)合理选用电动机容量，提高自然功率因数和效率，降低功率损失。     "大马拉小车"、轻载和空载运行情况，造成电动机自然功率因数偏低，耗用无功比例较大，损失电能增加。因此，合理选择电动机容量，使之与机械负载功率相匹配，提高电动机的负载率，是改善其自然功率因数的主要方法之一。     随着负载率的提高，电动机自然功率因数也就提高了，也就是说，合理选择电动机容量，能提高其功率因数，达到节约电能之目的。     电动机当其处于最佳负载率状态下运行时，其效率最高，自然功率因数最大。     (2)合理使用电动机，提高自然功率因数和效率，降低功率损失。     可以对轻负荷电动机容量下调，即将负荷不足的大容量电动机进行替换。     当电动机的负载率kfz＜40%时，可以调换：当40%＜kfz＜70%时，则需通过技术经济比较后，再做决定，其主要判定条件是：     ΔPd1-ΔPd2＞0     式中ΔPd1-原有电动机的有功损失，kW     ΔPd1-替换电动机的有功损失，kW     2 对轻负荷电动机实行降压运行，提高自然功率因数和效率，降低功率损失     当负载系数kfz＜50%时，应对电动机采用降压运行，具体做法是将定子绕组由Δ改接为Y接线。     不同负载率改接前后效率和功率因数的变化，如表2、表3所示。    当电动机负载系数kfz＜0.5时，由Δ改变Y接线降压运行后，可提高电动机的自然功率因数和效率，达到降低电能损耗的目的。由于农网中绝大部分是小容量轻载异步电动机，故此法很适于农网中使用。     3 低压网络电能(功率)损失的降低     由于异步电动机自然功率因数的提高，可以减少低压网络中输送的无功负荷，从而降低其电能损失。收起↑

感应电动机的功率因数有两种，即自然功率因数和总功率因数。自然功率因数就是设备本身固有的功率因数，其值决定于本身的用电参数(如：结构，用电性质等)。倘若自然功率因数偏低，不能满足标准和节约用电的要求，...展开↓

　　1 多电机同步拖动系统    一种典型的连续加工机械多单元电机同步拖动系统如图1所示，其中M1为主令单元电机，其它的为从动单元电机，在物料的连续加工过程中，根据工艺的不同要求，各单元的线速度（V）要按（1）式关系保持“同步”协调运行。         前两类加工控制要求最为普遍，在加工中要求保持各单元之间加工物料的张力恒定或者保持 的关系。在造纸和纺织、印染行业采用多电机同步调速方案的设备非常之多，传统设备采用笨重的直流电动机加变速箱传动，如图1所示，各单元之间采用摆式或辊式松紧架[3]，旋转变压器，自整角机等同步装置调节电机的转速，或者采用张力传感器构成恒张力控制系统。虽然这些方法可以实现同步控制，但精度较低，可靠性较差[4]。究其原因，这是由反馈闭环控制系统的固有特性所决定的，即其动态品质依赖于良好的控制参数配合，而其稳态控制精度则取决于给定装置和检测反馈装置的精度和稳定度。但是，这些模拟装置经常受到电位器接触不良，元件参数变值，放大器温度漂移，线路漏电和各种电磁辐射等许多因素的干扰。如果采用高精度、高质量的传感器和控制器则因所需要的数量太多而使设备成本大大增加。    这种负载转矩属恒转矩负载性质，并且在正常运行过程中一般都保持不变，虽然生产工艺要求调速，但是对速度的精度要求并不高，主要是对同步控制的要求高，另外由于主要扰动即电网电压波动对同步系统来说属于共模扰动，对同步不会有多大的影响，况且变频器具有很强的抗电源电压波动的能力。据此，我们研究了基于网络，由计算机控制变频器实现的，不用松紧架或张力等传感器的新型多电机同步控制方案。    2 系统总体方案设计    系统的总体设计方案如图2所示，其中RS-232/RS-485转换器如图3所示。对于要求同步的那些多单元拖动电机都采用交流变频调速，并且将这些智能型变频器分成一个组（最多31台），由工控制机IPC（现场工作站）通过RS-485总线通讯设定各变频器的运行参数实现同步控制。上位PC机和IPC分别安装网络版MCGS工控组态软件，这样由计算机和变频器群组通过网络组成集散控制系统即DCS。通过上位机和工作站可以对每一台变频器的运行参数进行读取，改写和显示，同时对电动机的运行情况，如定子电流、电压、频率等参数，进行监视、显示、存储和打印等。    3 新型多电机同步系统的同步原理与方法    由于变频技术的成熟和变频器功能的逐步完善，有些原来很难完成的工作，现在借助于变频器可以很容易地实现。例如，无速度传感器矢量控制变频器既可以工作在速度模式，也可以工作在转矩模式，可以检测和输出电机的转速、线速度、电压、电流和转矩等信号。借助于这些功能，可以设计出一些变频调速同步方法。           （1）变频器永磁同步电机群调法。如果几个单元的功能和结构相似，每个单元要求驱动的功率不大、相距也不太远，则可以考虑每个单元各用一台永磁同步电机拖动，共用一台变频器来驱动，那么这些电机的转速都相等。如果各主动辊的直径都完全相等则能严格同步；如果需要保证一定的加工张力则直径应略有差别，前面的比后面的依次稍微大一点点。    （2）变频器电流负反馈软机械特性法。对于每个单元各有一台异步电机和一台变频器驱动，并且要求有一定加工张力的情况，可以引入矢量控制变频器的电流输出负反馈来设计拖动系统的软机械特性实现同步。假设某台电机转速上升，则其负载转矩因后面与前面加工料的张力差增大而增大，而电磁转矩却减小，转速又会降低。那么，转速有上升倾向的电机因负载加重而使转速升不起来；同理，转速有下降倾向的电机因负载变轻使转速也降不下去，结果使各轧辊线速度都保持一致，这样就使电机间保持良好的同步。注意，各单元的线速度一般应设定得前面的比后面的依次稍大一些，以此调节物料加工所要求的张力大小。      （3）大小电机变频调速法。一个单元用功率大小不同的两台电机变频调速驱动，功率大的电机足以驱动该单元，决定该单元的速度大小，其变频器工作在速度模式；功率小的电机其变频器工作在转矩模式，可以提供一定的辅助驱动转矩，用来调节张力的大小。    设加工车速为V，由（1）式有  即  Vj= kj V，j =0、1、2…m （2）  设轧辊的直径为d，电机的转速为n，则有V=V1=πd1n1和 Vj=πdjnj，代入（2）式并整理得  nj = pjn1， j =0、1、2…m （3）  pj =kjd1/dj， j =0、1、2…m （4）  n1为基速即主令电机转速，由加工要求的车速确定，即n1=V/（πd1），从动电机的转速按（3）式设定，pj为对基速的转速系数，其值按（4）式计算。不用松紧架或张力传感器，各台电机的转速由计算机通过RS-485控制总线分别设定其变频器的转速（频率）实现同步。    4 系统控制及与变频器之间的通信实现    系统控制软件用MCGS组态软件编程实现，系统按优先级来管理多个任务进程，通过每个任务的时间片轮回，宏观上实现多个进程的并行处理，如串口通讯、数据存盘及处理、控制算法、工艺动画显示、趋势曲线、报警画面和打印等。上位PC和IPC主机操作采用一系列友好直观的人机交互界面，使得对整个DCS的操作管理变得非常的灵活和方便。    上位机与现场工作站之间采用TCP/IP通讯协议，由MCGS通讯设备组态功能实现通讯。IPC与变频器之间通过RS-485总线采用主从方式进行多机通信，网上的每一次通信都由主机控制完成，由地址码确定和识别各台变频器。下面以三菱公司的FR-E500型变频器为例阐明计算机与变频器之间通讯的实现方法。         该变频器设有PU接口，通过它可进行面板控制或电脑串行RS-485通信。PU口实际上是一个水晶头插槽，当装上控制面板操作时，用到了所有的8个金属引脚；当通过RS-485总线与计算机通信时，只要使用其中的RDA，RDB，SDA，SDB，SG5个引脚。该型号变频器提供了全双工RS-485通信，而通常所使用的都是半双工型RS-485接口，所以用RS-232/RS-485转换头提供的T/R+，T/R-，GND三个引脚，通过将RDA，SDA线对连接至T/R+，RDB，SDB线对连接至T/R-，变频器上的GND连接转换头的GND，这样就完成了电器规格的全双工串行RS-485到半双工串型RS-485的转换。    在计算机与变频器通讯前，需用面板控制器对关键的运行控制参数进行通讯条件设定，设定值如表1所示。FR-E500型变频器的通讯帧格式分为两大类。   （1） 表1变频器运行控制参数通讯条件设定           接收帧即计算机传送给变 频器的指令格式为：ENQ+地址码+指令代码+等待时间+数据+总校验和+回车换行符；其中，ENQ为表示命令开始的控制符；地址码可为0一31，这里设为1一31；指令代码：对应对变频器各种操作的命令代码，如读出频率为6F。注意，当计算机发送读取命令时，格式中无数据这一项。    （2） 应答帧即变频器反馈给计算机的指令格式为：①若上位机向变频器发出写数据命令，则应答帧格式为：ACK+地址码+回车换行符；其中，ACK为表示变频器被成功写入的控制符，若发生错误，控制符为NAK，并返回错误代码；②若上位机向变频器发出读数据命令，则应答帧格式为：STX+地址码+读出数据+ETX+总校验和+回车换行符；其中，STX为表示变频器成功读出的控制符，ETX为表示数据结束的控制符，若发生错误，控制符为NAK，并返回错误代码。注意，不同型号的变频器其通讯帧格式往往不同，故最好尽量选用相同的型号。    在IPC的串口通讯实现中，可以用Windows的API函数来编写通信程序[6]，也就是分别用CreateFile（），ReadFile（）和WriteFile（）函数来对一个串口分别进行打开，读和写的操作；也可以用MFC类库或ActiveX控件方式来对串口进行操作 [7]；如果用MCGS的设备组态功能来实现[8]，则无需编写复杂的通信程序，可利用厂家提供的变频器或控制变频器的PLC/DSP的设备通信驱动程序进行通讯。 收起↑

　　1 多电机同步拖动系统    一种典型的连续加工机械多单元电机同步拖动系统如图1所示，其中M1为主令单元电机，其它的为从动单元电机，在物料的连续加工过程中，根据工艺的不同要求，各单元的线速度（V）要按（...展开↓

一  晶闸管产品特点简介       从本世纪 50 年代我国生产晶闸管器件问世以来 经历了 50 多年历史 刚开始时 制造工艺水平不成熟 性能很不稳定 那时有人称之为 可怕硅 现制造水平提高 各种性能相当稳定 已朝着大电流 3000A 以上 高电压 6000V 以上方向发展。       英文为 Thyristor,也称为可控硅 Silicon Controlled Rectifier 它是一种具有 P-N-P-N四层三个 PN 结功率半导体器件 它有三个电极 阳极 A 阴极 K 控制门极 G 是一种电流控制型器件 要使其导通必须具备两个条件 一是阳极电位高于阴极电位 即正偏置 二是控制门极施加足够功率和宽度触发脉冲信号 晶闸管具有如下特点 导通后控制门极触发信号撤去 流过器件正向电流大于维持电流 一般几十个毫安 它还能导通  也就是说关断触发信号来关断晶闸管是不行 这点与 IGBT GTR MOSFET 不同 要想关断它 必须将维持导通电流减小至维持电流以下 需要进行强迫关断,即需关断时,对它施加反偏置电压(即反压) 直至其关断       相对其他功率器件 晶闸管因其具有低导通压降 过流能力强 耐冲击 耐高压 各种不同类型电力电子变换装置中被广泛使用 交流电机软启动就是一个典型应用             二  晶闸管参数说明       作为使用者来说 要正确使用晶闸管 首先就要对晶闸管各项电气参数有一个详细了解这样就可以正确选型 但往往实际工作中 大多数人并不完全了解 如晶闸管额定电流标称是平均值概念 实际工作中负载标称额定电流是有效值 两者之间是有根本区别 有必要对几个主要参数作出一些说明         晶闸管额定电流平均值 IT(AV)  IF(AV)                                                                                                     从图 a 中可以计算出额定通态电流平均值 IT(AV)和正弦半波电流峰值 Im 之间数学表达式为:   1 单只晶闸管额定通态电流方均根值(即有效值) IRMS  2 两只单独封装晶闸管反并联交流有效值:IRMS      如图 b 两只独立封装可控硅反并联后形成一个双向可控硅 因双向可控硅晶闸管额定电流不能用平均值标称 因流过电流为交流电 平均值为零 只能用交流有效值 IRMS 标称   由公式(1) 每个晶闸管半波峰值均为 Im= IT(AV) 正负两个半波刚好组成一个完整正弦波 该正弦波峰值为 x IT(AV) 流过 MTX 模块额定有效值(方均根值)   π ×IT(AV) IRMS= =2.22  IT(AV)--------------------------------(3) 3 MTX 型号模块交流有效值 IRMS      如图 c MTC 型号模块从外部将电极 1 和 2 联接一起后 就是 MTX 型号模块 反并联形成一个双向可控硅晶闸管 也只能用交流有效值 IRMS 标称 公式 3 同样适用  但考虑到 MTX 内部每个晶闸管额定平均电流 IT(AV)值是单独测试情况测,双管芯同时工作时(严格说相差 10ms 交替导通),管芯之间热量相互会有一点影响 故按IRMS=(1.6-2.0)  IT(AV)考虑平均值和方均根(即有效值)为宜      晶闸管耐压参数 VDRM;VRRM; VDSM;VRSM      晶闸管电压指标有 断态正向不重复峰值电压 VDSM 断态正向重复峰值电压VDRM 断态反向不重复峰值电压 VRSM 断态反向重复峰值电压 VRRM 以上概念中重复意味着晶闸管阴阳极承受电压一定漏电流范围内是可以重复施加 不重复意味着晶闸管阴阳极承受电压最大峰值 超过此最大值漏电流变大 超过额定值 室温和结温时漏电流额定值不一样 讲耐压指标时 不能脱离漏电流 漏电流指标生产商产品说明书中或合格证中都给出了明确范围 一般说 室温漏电流 2mA 以下 结温漏电流 20mA 以下   对重复峰值电压和不重复峰值电压 国外一般按 VDRM= VDSM-100V VRSM= VRSM-100V标称 国内一般按 VDRM= VDSM-200V VRRM= VRSM-200V 或 VDRM= VDSM 80-90 %VRRM= VRSM 80-90 %标称  三  晶闸管电机软起动中应用       电机起动时起动电流一般为额定电流 Ie 6-7 倍 起动瞬间对电网冲击很大 对变压器容量要求更高 同时也对其它用电设备造成很大影响        实际工作中容量超过 7.5KW 电机都要求降压启动 传统降压启动方式有磁控降压启动器 自耦降压启动 /Y 变换降压启动等 那种方式对电网存一或两次大电流冲击 采用晶闸管数字控制软启动器 具有比上面介绍启动器更加优越好处 主要表现降低电机起动电流 降低配电容量 避免增容投资 降低起动机械应力 延长电机及相关设备使用寿命 起动参数可视负载调整 易于改善工艺 保护设备   1  晶闸管电机软起动器工作原理       晶闸管电机软起动器中应用是一种利用晶闸管进行交流调压应用 利用晶闸管可以相控 改变晶闸管导通相位角 调压特点 我们知道电机转子上力矩是与加定子上电压平方成正比 改变加电机定子绕组上电压 可改变电机转子上转矩 可电机负载具体情况 设定电机起动电流 电机起动电流按与额定电流 Ie 比例 可设定电机起动电流为 0.5 Ie; Ie;; 2 Ie; 3 Ie; 4 Ie 即限电流起动方式 其工作原理如下图     2  晶闸管选择       晶闸管是电机软起动器中最关键功率器件 整机装置是否工作可靠与正确选择晶闸管额定电流 电压等参数有很大关系 选型原则应该首先考虑工作可靠性 即电流 电压余量倍数必须足够 其次应考虑经济性即性价比 最后应考虑安装美观 体积尽量减小等低压电机 线电压为 380V 晶闸管正反向重复额定电压 VDRM VRSM 选择为 1200V足够 高压 660V 电机 则应至少选择电压为 2200V 以上晶闸管 高压 1100V更高压电机 晶闸管耐压至少选择电压为 3500V 以上       对晶闸管额定电流选择 必须考虑电机额定工作电流 一般来说 三相电机每相额定电流有效值 Ie 按 Ie=(2.5-3) Pe(安培) 电机额定功率 KW 即每一个千瓦 KW相当于两个安培电流 例如 一个 55KW 三相交流电机 其每相额定电流有效值是 110A考虑两倍以上放大余量 选择额定平均电流为 275A/2.22 125A 以上平板式晶闸管 或选额定平均电流为 275A/1.8 150A 以上晶闸管模块 MTX 系列       各系列电机对晶闸管选择列表如下 仅供参考 装置仅仅是用于电机软起动 即装置带旁路接触器 装置还用于电机节能经济运行 即装置不带旁路接触器 则对应电流值应按 2 倍以上考虑 还必须保证足够散热条件           电机软起动装置中,多是采用两个独立晶闸管器件反并联组成交流相控调压 正负半周各对应一个晶闸管工作 对两个反并联器件参数一致性要求较高 包括晶闸管触发参数 维持电流参数等也都尽量要求挑选一致 尽量让正负半波对称 否则会有直流成分电流流过电机 电机为线圈绕组 负载为电感性 过高直流份量会使电机定子发热严重 会烧毁电机线圈绕组 使电机报废 从这点来看 晶闸管模块管芯装配之前已进行过严格挑选 其一致性有所保障 另 触发线路设计中 尽量采用强触发方式 以能兼容器件触发参数差异  四  晶闸管保护      晶闸管击穿电压接近工作电压 线路中产生过电压易造成器件电压热击穿 同时其热容量小 工作时自身发热严重 不及时将这些热量排除 器件内 PN 结温 Tj 势必超过晶闸管结温极限值 一般 TjMAX= 125Co ,造成晶闸管永久性损坏.,实际使用中除合理选择器件额定电压和额定电流值以外,还必须采取足够散热措施,保证器件长期可靠工作   过电压保护       凡超过正常工作时晶闸管应承受最大峰值电压称为过电压 电路产生过电压外部原因主雷击 电网电压激烈波动或干扰 内部原因主电路状态发生变化时积累电磁能量不能及时消散 产生原因可分为两类 开关过电压和雷击干扰过电压 必须采取必要措施 使晶闸管承受过电压限制正反向不重复峰值电压 VRSM VDSM 值以下     晶闸管关断过电压 换流过电压 保护      当晶闸管关断 正向电流下降到零时 管芯内部会残留许多载流子 反向电压作用下会瞬间出现反向电流 使残存载流子迅速消失 形成极大 di/dt 线路中串联电感很小 反向电势 V=-Ldi/dt,也能产生很高电压尖峰(或毛刺),这个尖峰电压超过晶闸管最大峰值,就会损坏器件。  这种尖峰电压一般常用方法是器件两端并联阻容吸收回路 利用电容两端。电压不能突变特性吸收尖峰电压 阻容吸收回路要尽可能靠近晶闸管 引线要尽可能短 最好采用无感电阻 千万不能借用门极中辅助阴极线 因辅助阴极线线径很细 回路中过大电流会将该线烧断 阻容元件选取值按以下表格中经验值和公式选取         表中电阻功率由下式确定   PR= f CU m x 10      电容耐压一般为晶闸管电压 1.3 倍  式中 f----频率 50HZ PR---电阻功率 W Um---晶闸管工作峰值电压 V C---串联电容 μ F  交流侧过电压极其保护       交流侧电路接通 断开时会产生过电压 这类过电压保护 目前主要采用压敏电阻和瞬态电压抑制器 Transient Voltage Supperessor ,简称 TVS 压敏电阻是一种非线性器件 它是以氧化锌为基体金属氧化物 有两个电极 极间充填有氧化铋等晶粒 正常电压时晶粒呈高阻仅有 100uA 左右漏电流,过电压时引起电子雪崩呈低阻使电流迅速增大吸收过电压. 其接法与阻容吸收电路相同 交 直流侧完全可以取代阻容吸收 但不能用作限制 dv/dt 保护 故不宜接晶闸管两端 -12TVS 类器件当其两端受到瞬时高压时 能以极高速度 10 /S 从高阻变为低阻吸收高达数千瓦浪涌 TVS 部分型号性能参数如下表       过电流保护          串接交流进线或采用漏抗大整流变压器 利用电抗限制短路电流 但此种方法交流电流较大时存交流压降   电流检测和过流继电器      电流检测实际电流值并与设定值进行比较 当实际电流值超过设定值时 比较器输出电压值控制移相角度增大或拉逆变方法减少电流 须停机   快速熔断器      与普通熔断器比较 快速熔断器是专门用来保护半导体功率器件过电流 它具有快速熔断特性 流过 6 倍额定电流时其熔断时间小于 50Hz 交流电一个周期 20 ms  快速熔断器可接交流侧 直流侧或与晶闸管桥臂串联 后者直接效果最好 一般说来快速熔断器额定电流值 有效值 应小于被保护晶闸管额定有效值 同时要大于流过晶闸管实际有效值  电压及电流上升率保护  电压上升率 dv/dt       晶闸管阻断时 其阴阳极之间相当于一个结电容 当突加阳极电压时会产生充电电容电流 此电流可能导致晶闸管误导通  对管子最大正向电压上升率必须加以限制 一般采用阻容吸收元件并联晶闸管两端办法加以限制.  电流上升率 di/dt       晶闸管开通时 电流是从靠近门极区阴极开始导通然后逐渐扩展到整个阴极区直至全部导通,这个过程需要一定时间 如阳极电流上升太快 使电流来不及扩展到整个管子 PN结面 造成门极附近阴极因电流密度过大 发热过于集中 PN 结温会很快超过额定结温而烧毁 故必须限定晶闸管电流上升临界值 di/dt 一般桥臂中串入电感或铁淦氧磁环      温度保护      模块产品它功率器件一样 实际工作中 自身功耗 会引起管芯温度升高结温急剧上升 直至达到或超过额定结温 (Tjm) 不采取措施将这种热量散发出去 就会致使管芯特性变软 漏电流增加 直至完全过热击穿损坏 晶闸管损耗主要由导通损耗(导通平均电流与导通平均压降乘积) 开关损耗 门极损耗三部分组成 其中最主要是正向导通损耗        晶闸管实际使用中 必须加以冷却(自然冷却或强迫风冷) 有条件时采用热管或水冷方式 综上所述 考虑散热问题总原则就是控制模块中管芯结温 Tj 不超过手册中给定额定结温 (Tjm)       实际工作中 结温不容易直接测量到 不能用来作为是否超温判断依据 控制散热器最高温度处(壳温 Tc)来控制结温是一个有效方法  PN 结温和壳温存着温度梯度关系 温控开关可以很容易测量出晶闸管与散热器接触处表面最高温度处温度用温控开关测量出壳温是否超过额定值来保护晶闸管正常工作 实际线路设计中增加一个或两个温度控制电路 分别控制风机开启或主回路断电 停机 一般控制散热器最高处温度不超过 75 这样就可以保护晶闸管额定结温下正常工作 收起↑

一  晶闸管产品特点简介       从本世纪 50 年代我国生产晶闸管器件问世以来 经历了 50 多年历史 刚开始时 制造工艺水平不成熟 性能很不稳定 那时有人称之为 可怕硅 现制造水平提高 各种性能相当稳定 已朝着大电...展开↓

处理过程： 1、检查给定信号和使能信号均正常 2、将机械挂空档，启动系统，发现电枢电流比正常时高，电枢电压升不去（当给定达到  50%，电枢电压仍只能升到10%） 3、考虑到昨天运行时电机无异常，分析励磁可能有问题，检测电机上励磁电压为0V，检查励磁整流桥输出为180VDC 4、后查出该励磁电压一继电器后再送到电机，继电器触点接触不良导至电机上无励磁电压。 5、更换继电器触点后，恢复正常。 结论：电机空载时能慢慢转是剩磁，磁场太弱，才导致电枢电流过大故报F16。收起↑

处理过程： 1、检查给定信号和使能信号均正常 2、将机械挂空档，启动系统，发现电枢电流比正常时高，电枢电压升不去（当给定达到  50%，电枢电压仍只能升到10%） 3、考虑到昨天运行时电机无异常，分析励磁可能有...展开↓

焦化生产工艺中广泛使用的风机、水泵和皮带输送机等设备，一般都需在重载下直接起动电动机，存在启动电流高达8 = ; 倍、供电网络电压降过大、对被带动设备的冲击力大和控制设备故障率高等问题。为解决大功率电动机的启动问题，一般采用频敏变阻器、自藕变压器、B C %转换和延边三角形等启动方式。但这些传统的降压启动方式普遍存在起动设备复杂、启动电流偏大和启动转矩偏小等弊端。而且在电机的运行保护方面，存在着功能不甚完善或不灵敏的情况。 近年来，随着电力电子技术及其相关器件的发展，三相异步电动机的软启动技术已日趋完善，并已得到了广泛应用。软启动器由微处理器和大功率晶闸管组成，用微处理器控制晶闸管的导通角，以控制其输出电压。因此，软启动器实际上是可自动控制的降压启动器。由于能够随意调节输出电压，作电流闭环控制，因此要优于串电阻和自耦变压器等传统的降压启动方式。 现以我厂鼓冷工段制冷机循环水泵电机为例，该电机功率56，供电线路755(，电缆主截面收起↑

焦化生产工艺中广泛使用的风机、水泵和皮带输送机等设备，一般都需在重载下直接起动电动机，存在启动电流高达8 = ; 倍、供电网络电压降过大、对被带动设备的冲击力大和控制设备故障率高等问题。为解决大功率电动...展开↓

   1、初始化参数     在接线之前，先初始化参数。     在控制卡上：选好控制方式；将pid参数清零；让控制卡上电时默认使能信号关闭；将此状态保存，确保控制卡再次上电时即为此状态。     在伺服电机上：设置控制方式；设置使能由外部控制；编码器信号输出的齿轮比；设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说，建议使伺服工作中的最大设计转速对应9v的控制电压。比如，松下是设置1v电压对应的转速，出厂值为500，如果你只准备让电机在1000转以下工作，那么，将这个参数设置为111。     2、接线     将控制卡断电，连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的：控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后，电机和控制卡（以及pc）上电。此时电机应该不动，而且可以用外力轻松转动，如果不是这样，检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机，检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化，否则检查编码器信号的接线和设置     3、试方向     对于一个闭环控制系统，如果反馈信号的方向不正确，后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动，这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数，看电机的转速和方向是否可以通过这个指令（参数）控制。如果不能控制，检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数，电机正转，编码器计数增加；给出负数，电机反转转，编码器计数减小。如果电机带有负载，行程有限，不要采用 这种方式。测试不要给过大的电压，建议在1v以下。如果方向不一致，可以修改控制卡或电机上的参数，使其一致。     4、抑制零漂     在闭环控制过程中，零漂的存在会对控制效果有一定的影响，最好将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数，仔细调整，使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性，所以，不必要求电机转速绝对为零。     5、建立闭环控制     再次通过控制卡将伺服使能信号放开，在控制卡上输入一个较小的比例增益，至于多大算较小，这只能凭感觉了，如果实在不放心，就输入控制卡能允许的最小值。将控制卡和伺服的使能信号打开。这时，电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。     6、调整闭环参数     细调控制参数，确保电机按照控制卡的指令运动，这是必须要做的工作，而这部分工作，更多的是经验，这里只能从略了。收起↑

   1、初始化参数     在接线之前，先初始化参数。     在控制卡上：选好控制方式；将pid参数清零；让控制卡上电时默认使能信号关闭；将此状态保存，确保控制卡再次上电时即为此状态。     在伺服电机上：设置控...展开↓

　　随着电气自动化逻辑控制程度的提高．在电台发射机中固态、电磁、光耦继电器、可控硅在逻辑控制电路中大量使用，而这些元件的好坏，无法用万用表去准确判别。一旦此类元器件有问题时，只能将其从线路板上焊下，用替换法检修，才能找到故障部位。这既浪费时间，又有可能联锁烧毁其他元器件。为了快速判别此类器件的好坏，我们自行设计了多种电子器件测量仪．从机器上焊下器件或新购上机使用的器件，经过此测量仪相应的测试，就可判断出器件的好坏。对保障整机的运行很有意义。附图为测量仪原理图。 一、测试电路原理   当合上开关 K 时， 220V 交流电经过变压器 B 输出 15V 交流电压，然后经 D1 ～ D4 桥式整流，C1电解电容滤波，再经过 7812 稳压输出 +12V ，作为本电路的工作电源。该电路是以NE555t时基电路为核心组成多谐振荡器。用来控制被测器件导通和关闭。当 +12V 电源供给 NE555 时，由于电容 C3上的电压不能突变，即N=E555 ②、⑥脚为低电平，则③脚输出高电平。 +12V 电源经 R1 、 RW 向电容 C3 充电，当：NE 555C②、⑥脚电位达到电源电压三分之二时， NE555 ③脚输出电平由高变为低，工作指示发光二极管V2导通发光，此时测试固态、电磁、光耦继电器和可控硅的输入端或线包应呈导通状态。与此同时， NE555 ⑦脚内部放电管导通，C3开始放电，当 C3 两端电压降至电源电压的三分之一时，NE555的③脚输出又变为高电平，固态、电磁、光耦继电器和可控硅的输入端或线包应呈截止状态。周而复始，循环交变。   图中 S 为普通电源开关。 J 为小型电源变压器，交流次级输出为 15V 即可。 Dl ～ D4 为整流桥或四只整流二极管。N1稳压集成块为 LM7812 。电解电容 C1 为 10000 μ F/25V ． C2 为 100 μ F ／ 16V ． C3为100 μ F ／ 16V ， C4 为 0 ． 1 μ F 。 N2 为时基电路 NE555 ， R1 为 5 ．6kΩ，限流电阻 R2 ～ R16 为 1k Ω， R17 为 120 Ω， RWl 为 100k Ω， RW2 为 4 ． 7kΩ．V1 ～ V13 为高亮度发光二极管， S1 为双刀双掷开关，用来控制交、直流被测器件。   二、测试方法   本测试仪用来测量交／直流固态、电磁、光耦继电器、交／直流可控硅，在交流 220V 市电电源开关K接通后，经桥式整流、滤波、稳压电路后输出 +12V 电压， V1 发光指示。测量时接通电源输出 +12V 直流电压。   1 ．测试光耦：光耦 4N25 有 6 个脚，①、②脚是输入端 ( ①接正②接地 ) ，④脚和⑤脚是输出端(④脚接地、⑤脚接高电位 ) ，测量时将其插到相应的管座上，接通电源开关 S ，电源指示发光二极管 V1 发光。时基电路NE555输出低电平 V2 发光，进入工作状态，正常时 4N25 输入电路导通， V3 发光，时基电路 NE555 输出高电平，4N25输入电路截止， V3 不发光。所测结果反之，则表明 4N25 损坏。测⑥脚光耦 4N35 、 4N36 ，TTL117同理。   2 ．测 2GO3D ：这种光耦有8个脚，是两个光电耦合器件，①、②脚和③、④脚分别是两组输入端，⑧、⑦脚和⑥、⑤脚分别是两组输出端(②、⑦、④、⑤接地端，①、⑧、③、⑥接正电压端 ) 。被测元件插上后．时基电路 NE555 输出低电平 V2 发光， 2G03D光耦输入电路导通，若 V4 和 V5 都发光，说明 2G 03D 光耦正常，若 V4 和V5两个都不发光或者有一个不发光，说明元件损坏或部分损坏。时基电路 NE555 输出高电平， 2G 03D 光耦输入电路截止， V4和V5 两个都不发光，说明 2G 03D 完好，若 V4 和 V5 两个都发光或者有一个发光。说明 2G03D损坏或部分损坏，必须将其更换。 2G 03D 光耦测试插座也可测④脚光耦PC817．将其插入相应的管脚，如①、②、③、④插到①、②、⑦、⑧位置上。   3 ．测试继电器：小型电磁继电器 JRC -19F / 012M ，线包电压+12V，继电器具备两组常开接点和两组常闭接点，当测量此器件时。先插上 JRC -19F ，时基电路 NE555 输出低电平V2发光，进入工作状态后，若 V8 和 V9 都亮，说明此继电器吸合正常；若 V8 或V9不亮，说明对应的接点没有吸合上．若两个指示灯都不亮，而 V6 、 V7 都亮，证明两组接点吸合不好或线包损坏。时基电路NE555输出高电平， V6 、 V7 都亮，说明继电器释放良好，若 V6 、 V7都不发光或只有一个发光，说明不释放或部分不释放。   4 ．测试固态继电器：固态继电器 ( 如 JGX -2F)是一种无触点电子开关，一般施加输入信号后，其输出端呈导通状态。无输入信号时，输出呈阻断状态。它也是一种光电耦合器件，分为直流固态继电器和交流固态继电器，直流输出固态继电器的测量与4N25的测量方法雷同。   5 ．测试交流固态继电器：交流固态继电器 SSR( 如 BT136 MAC-100) ，输入端接 +12V电源，输出端接交流220V 控制回路，这里用交流 15V 电压与两个发光二极管 V12 、 V13 ，分别代替交流220V和负载，使操作人员能安全地进行测试。测量时将固态继电器插入相应的自制管座(因为固态继电器是四脚器件，一定不要插错位置，否则会损坏器件 ) ，时基电路 NE555 输出低电平V2发光，进入工作状态后，交流固态继电器 SSR 输入电路导通，发光二极管 V12 、 V13 都发光。时基电路NE555输出高电平，交流固态继电器 SSR 输入电路截止 V12 、 V13 都不亮，说明交流固态继电器SSR工作正常。反之为此元件损坏。直流固态继电器 SSR 测试方法相同，但 K1 开关要打向直流端。交、直可控硅的测试方法相似。 收起↑

　　随着电气自动化逻辑控制程度的提高．在电台发射机中固态、电磁、光耦继电器、可控硅在逻辑控制电路中大量使用，而这些元件的好坏，无法用万用表去准确判别。一旦此类元器件有问题时，只能将其从线路板上焊下...展开↓