静止式无环流进相器工作原理详解

        在我国，电机所耗电能占整个工业用电的 60％～68％，电机等感性负载所引起的无功损耗是电网无功损耗的主要来源，而大中型电机又是许多工矿企业的主要用电设备，因此，如何减少大中型电机造成的无功损耗成为许多工业企业节能降耗的关键。
      静止式无环流进相器是专为大功率绕线式异步电动机设计的就地式无功功率补偿装置，它串接于交流绕线式异步电动机的转子回路，用以提高电动机的功率因数和效率，降低电机的能量损耗，从而达到降耗节能的效果，提高企业的经济效益。在这进相器厂家兆复安电气为你详细介绍进相器工作原理。

（一）基本工作原理

1. 绕线式电机转子侧进相补偿原理
异步电机负载运行时的电路分析
异步电机带负载运行时的等效电路图及各物理参数的相量关系图如图（1）、图（2a）所示：

图（1）异步电动机等效电路图
由异步电动机等效电路图（1）和相量关系图（2a）可知，电机功率因数COSΦ1决定于电网电压1与电机定子电流1之间的夹角φ1，电机定子电流1的大小决定于电机转子电流2/及空耗电流0（1=-2/+0）。由此可见，提高转子电流I2`或减小I2`与E2`的夹角Φ2，均可使定子电流1向逆时针方向转移，亦即Φ1减小，电机的功率因数得以提高。

图（2a）异步电动机等效电路的相量关系图
2. 绕线式电机转子进相补偿的数学模型
    根据异步电动机等效电路的相量关系图分析可知，若在转子回路附加一个与转子电流I₂^、同频而相位滞后90º的附加电压U₃^、（相当于电容补偿），如图（2b）所示。则合成转子电压为E₃^、（=E₂^、+U₃^、），因转子功率因数 cosΦ₂ 只与转差率 s 有关，s 基本不变，则I₂^、与E₃^、夹角Φ₂不变，故而I₂^、与E₂^、的夹角变小，因此可以达到提高功率因数的效果。
若附加电压适当，从向量图可知不仅可以提高电机功率因数，同时可以减小定子侧电流。
 
 
 图（2b）异步电动机转子回路附加补偿电压后的相量图
3. 进相控制要求
     静止式无环流进相器采用交—交变频器，将50Hz的工频电压转变为与电动机转子电流同频的低频电压附加在电机的转子回路，并使该附加电压滞后转子电流90°，达到电动机转子侧串接电容器的效果。这个附加电压是由50Hz的基波组成。图（3）为转子电流、附加电压的关系图。图（4）为矢量图。

               图（3）转子电流、附加电压的相位关系图
      
图（4）转子电流、附加电压的矢量关系图
图（3）中，附加电压实际为两种幅值的矩形波叠加而成，示意图如图（5）所示，其中正弦波为矩形波的包络曲线。

                     图（5）矩形波附加电压
 
4. 工作原理框图
工作原理框图如图（6）所示：

图（6）MP型进相器工作原理方框图

（二）电气工作原理

         MP型静止式进相器主要是由四大单元组成，进退相机构，信号采集与单片机处理单元，晶闸管变频装置及操作控制回路。进退相机构的作用，是进相补偿时，将电机转子切换到进相器．退相不补偿或进相器出现故障时，将电机转子切换到电机起动器的星点短接接触器上，防止转子开路。信号采集与单片机处理单元的作用是从采集工频电压的信号和电机转子电流的信号后进行处理，给晶闸管发出触发信号，同时监测工作情况，做出自诊断。变频装置是根据触发信号将工频电源变为与转子电流同频率的附加电势。操作控制回路是用来进行进、退相操作和故障自动退相的。
MP型静止式进相器原理图如下：
 
      从上图可以看出MP型静止式进相器是串接在电机转子回路中的。当电机运行进相时，进相器通过转子电流传感器采集到的转子电流信号及工频电压提供的同步信号经过单片机的处理，适时发出触发指令经过触发板的放大，控制由 12 只晶闸管组成的交交变频装置，将工频电源变为和转子电流同频率，并且相位超前的电势叠加到电机转子回路中。
        兆复安电气是一家专业进相器生产厂家，MP型静止式无环流进相器是我公司机电一体化的新技术，它采用交—交变频和微机控制技术开发而成，可用于取代感应式旋转进相机。它克服了旋转式进相机“整流子”结构特别怕尘埃、使用寿命短、维修频繁、规格少、难以与电动机达到最佳匹配等缺点。而无环流进相控制装置具有参数调节容易，不怕尘埃、使用寿命长、维护方便等特点。欢迎广大客户来电咨询订货。