鄭廷佳

摘 要：同步電動機在結構形式上被劃分為兩大類，一類是旋轉電樞式，另一類是旋轉磁極式，該類型可以按照旋轉速度再分為高速型的凸極式、低速型的隱極式）。本次研究以第二類為準，說明西門子無刷勵磁凸極式類型的基本原理，然后，以此為主要研究對象對其系統(tǒng)的維護措施、易發(fā)生的故障及故障處理方法等做出具體討論。

關鍵詞：同步電動機；勵磁系統(tǒng)；維護；故障處理

同步電動機也稱定轉子雙邊勵磁交流電動機，主要以完成電能向機械能的轉換為基本任務，在比較優(yōu)勢方面高于異步電動機。從特征方面分析，它有超強的抗過載能力，具備恒定的轉速，可以根據(jù)需要而調整功率因數(shù)，在轉矩方面較少受到電源電壓之影響。由于同步電動機采用了無刷勵磁技術，因此能夠將滑環(huán)、碳刷、火花等問題加以克服。在石油業(yè)、化工業(yè)、聚烯烴造粒機組、空分廠壓縮機組等類似場所及大型機組中就得到了較好運用。

一、勵磁系統(tǒng)的基本原理

同步電動機中的勵磁系統(tǒng)構成有兩大部分，一部分是勵磁控制盤，其功能在于針對同步電動機的運行進行狀態(tài)檢測，并對旋轉勵磁機輔助電流實施有效控制，以此達到對于轉子電流與電磁力矩的有效控制。另一部分是旋轉勵磁部分，其功能在于實現(xiàn)轉子控制，包括勵磁電流、限流電阻投退方面的有效控制等。

勵磁系統(tǒng)相對復雜，但可以根據(jù)其恒定系統(tǒng)做出基本原理的簡要描述。具體而言勵磁系統(tǒng)中有電源變壓器實現(xiàn)觸發(fā)脈沖、逆變環(huán)節(jié)、電壓負反饋、移向給定，投勵環(huán)節(jié)，由此而達到投全壓環(huán)節(jié)，再以定子、沖擊負載達到滅磁環(huán)節(jié)，然后將其與整流變壓器方面的可控硅整流進行全面關聯(lián)，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的聯(lián)動。比如，在啟動時，電機的正常起動即依靠滅磁環(huán)節(jié)實現(xiàn)（具體是通過轉子感應交變電流兩半波通過放電電阻加以完成）；再如，投勵環(huán)節(jié)能夠有效的以其投勵脈沖對S=0.05時速電機加以脈沖，令其整流電路可控硅獲得脈沖，沖破阻斷，進而完成脈沖環(huán)節(jié)作用最終實現(xiàn)同步電機向同步運行狀態(tài)的拖入等。

二、維護措施

在該系統(tǒng)中，維護措施通常采取“按部就班”的原則對勵磁柜、旋轉勵磁部分實施維護。

1、勵磁柜維護

在勵磁柜維護部分，維護主要采用檢查方法，具體柜面檢查其是否處于正常狀態(tài)，包括指標儀表、信號燈、工作狀況。第二步檢查緊固情況、過熱情況，具體包括接線端子、接地，以及所謂的“三大變壓器”，即整流變壓器、穩(wěn)壓電源變壓器、同步變壓器，以及電抗器等。第三步檢查存在的破損情況，包括對各類開關，如電源、組合開關及其操中的靈活程度等。第四部主要檢查插件、電路板等存在的污染情況、線路正常狀況等。歸納起來講，即要求在勵磁柜維護中對所有部件進行檢查，并針對不同的部件可能出現(xiàn)的過熱情況、回路情況、灰塵狀況、緊固狀況等進行全面的檢查，以此確保勵磁始終處于正常運行狀況。

2、旋轉勵磁部分維護

在旋轉勵磁維護部分，除了按照勵磁柜維護的檢查方法進行各構成部件及工況的檢查之外，主要集中于對二極管、晶閘管、觸發(fā)器的測試方面。以二極管為例，在測試中可以采用萬能表實施測試，具體是抓住其“正向導通反向不導通”對其進行測試判定。以晶閘管為例，一般也采用萬能表實施測試，其測試標準即是通過陽極、陰極，即從A-K區(qū)間的正反電阻做出判定。以觸發(fā)器為例，則主要是通過直流能斷測試儀完成測試，具體根據(jù)端子間電阻的測量做出判定。由于三種器件的測試屬于常規(guī)測試，所以不予贅述。

三、故障處理

經驗表明故障往往出現(xiàn)在勵磁系統(tǒng)停止、電流異常、輔助勵磁輸出電流波動、旋轉勵磁裝置內部過熱等。

1、勵磁系統(tǒng)故障

同步電動機勵磁系統(tǒng)中采用PLC控制，因此其本身就有針對同步機正常停止或故障跳閘方面的問題預警及自動處理，如逆變狀態(tài)就是為了達到對異常情況下的能量釋放等。這種停止的表現(xiàn)包括輔助勵磁輸出電流或正常輸出為零、勵磁機與轉子線圈故障、二極管或晶閘管或觸發(fā)器故障、Snubber circuit緩沖電路故障。處理方法以檢查、測試為主，對可修復的實施修復，無法修復則進行器件更換，如二極管、晶閘管、觸發(fā)器故障往往表現(xiàn)為被擊穿現(xiàn)象，因此需要采用更換方法；若是電路故障則需要對線路進行測試，將損壞的加以修整，對于中斷的重新接通過等。

2、勵磁電流故障

勵磁電流故障表現(xiàn)為電流異常，如勵磁輸出電流太小或太大均屬異常范圍。比如，電流太大時就會導致勵磁電流增加；其故障原因多由該部分的二極管、晶閘管性能不良或功能異常所致，所以通常的處理方法即是在測試后對于元件進行更換處理。再如，在電流太小時，就會造成同步機失步停機。通常導致電流太小的原因包括電源、參數(shù)、多功能表、旋轉勵磁部分晶體閘管等異常所致，處理方法即是檢測后對發(fā)生異常的部件進行更換處理。

3、其它故障

其它故障包括輔助勵磁輸出電流波動、旋轉勵磁裝置內部過熱等。前者主要是系統(tǒng)供電電壓低、線路受磁場干擾、勵磁線圈短路、電流波動等，所以處理時需要從供電調整、接地處理、線圈短路情況改善、示波器觀察及脈沖插件更換等為準。在后者則多為滅磁回路誤導情況下限流阻接入所致，處理方法以觸發(fā)器更換為準。

結束語：

綜上所述，在現(xiàn)代石油化工等易燃易爆的工業(yè)領域對于同步電動機的使用日益增多，一些大型機組的生產制造中也將其作為重要的組成部分。由此同步電動機越來越受到市場的青睞。然而由于該電動機存在不同類型、應用著不同的系統(tǒng)，所以在實踐生產中對其進行應用往往需要明確使用的對象，并采取對應的方法對其進行管理維護，確保其能夠正常運行并為安全生產提供重要保障。因此建議在當前增強對其相關系統(tǒng)的維護、故障處理等方面的研究。

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