專利名稱：一種同步電動(dòng)機(jī)的晶閘管在線監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步電動(dòng)機(jī)的晶閘管在線監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
同步電動(dòng)機(jī)晶閘管勵(lì)磁裝置廣泛應(yīng)用于各種類型的同步電動(dòng)機(jī)上，它采用 晶閘管等電子元器件組成無(wú)觸點(diǎn)電路控制勵(lì)磁電流，省去了勵(lì)》茲發(fā)電機(jī)、特殊 勵(lì)磁接觸器，與勵(lì)磁發(fā)電機(jī)比較，其勵(lì)磁系統(tǒng)的可靠性、投勵(lì)成功率、勵(lì)磁效
率有了極大的提高；同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過(guò)程按運(yùn)行狀態(tài)可劃分為起動(dòng)、運(yùn)行、 停車三個(gè)過(guò)程。在設(shè)計(jì)中，起動(dòng)過(guò)程中采用兩個(gè)數(shù)字量輸入信號(hào)亞同步信號(hào) (轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未達(dá)亞同步/達(dá)到亞同步)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓極性信號(hào)；輸出信號(hào)有滅 磁控制信號(hào)、投勵(lì)控制信號(hào)。運(yùn)行過(guò)程中勵(lì)磁裝置的輸入信號(hào)有同步信號(hào)、勵(lì) 磁輸出電流反饋信號(hào)和同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)信號(hào)，同步信號(hào)是數(shù)字量， 勵(lì)磁輸出電流反饋信號(hào)需要處理的唯一的一個(gè)模擬量；運(yùn)行過(guò)程中勵(lì)磁裝置的 輸出信號(hào)有移相、觸發(fā)脈沖；移相就是以控制角對(duì)應(yīng)的時(shí)間定時(shí)，定時(shí)時(shí)間達(dá) 到的時(shí)刻，發(fā)出觸發(fā)脈沖。停車過(guò)程分為逆變停車和非逆變停車，逆變停車過(guò) 程中勵(lì)磁裝置的輸入信號(hào)是同步信號(hào)電壓過(guò)零時(shí)刻的開關(guān)量；輸出信號(hào)則是把 移相角設(shè)定為逆變狀態(tài)，發(fā)出觸發(fā)脈沖。 一般多采用非逆變停車過(guò)程，僅考慮 輸出信號(hào)，即滅磁晶閘管的觸發(fā)信號(hào)，使停車過(guò)程的感應(yīng)電流經(jīng)放電電阻泄放。
一般的勵(lì)磁裝置，其所有環(huán)節(jié)普遍都是為實(shí)現(xiàn)對(duì)整流晶閘管進(jìn)行有效控制 而設(shè)置的。但是在靜態(tài)檢測(cè)時(shí)，由于工作人員調(diào)節(jié)勵(lì)磁電壓電流的操作和系統(tǒng) 的閉環(huán)控制掩蓋了故障的現(xiàn)象，使得整流晶閘管的失效、損壞很難被發(fā)現(xiàn)；勵(lì) 磁裝置中的狀態(tài)不穩(wěn)定的晶閘管對(duì)同步電動(dòng)機(jī)有很大的影響，為維持所需的勵(lì) 磁電壓電流，必須使正常的晶閘管的移相角前移，以便用來(lái)補(bǔ)充因晶閘管損壞 而不能提供的電壓電流，此時(shí)即會(huì)造成電壓波形不對(duì)稱、瞬間電壓過(guò)高、勵(lì)磁 電流波動(dòng)、對(duì)電網(wǎng)造成不平衡的影響的狀況，長(zhǎng)期持續(xù)則會(huì)燒壞同步電動(dòng)機(jī)。 因此，倘若勵(lì)磁裝置具有對(duì)晶閘管的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)及狀態(tài)顯示功能，則可保證同步電動(dòng)^L的正常運(yùn)^f亍，從而也維護(hù)了整個(gè)系統(tǒng)。
另外，在晶閘管整流橋的所有晶閘管必須全部都處于完好的情況下，勵(lì)磁
裝置才能夠采取逆變停車方式進(jìn)行停車；否則，在停車過(guò)程期間，如果有任何 一個(gè)晶閘管使用不佳或已損壞，則采取逆變停車方式必然導(dǎo)致逆變顛覆，立即 燒毀其余全部的晶閘管，以至產(chǎn)生上下橋臂短路而燒壞電機(jī)的現(xiàn)象。因此，利 用現(xiàn)有技術(shù)而采取逆變停車的方式，存在著較大的風(fēng)險(xiǎn)且達(dá)不到良好的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種同步電動(dòng)機(jī)的晶閘管在線監(jiān)測(cè)方法，具有晶閘管 在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及狀態(tài)顯示功能和晶閘管預(yù)檢測(cè)功能，以'便在同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn) 行之前即可以檢測(cè)出晶閘管的好壞，以克服現(xiàn)有技術(shù)不能較早的發(fā)現(xiàn)晶閘管故 障、易造成勵(lì)磁裝置帶病運(yùn)行、不能及時(shí)檢修、逆變停車不穩(wěn)定的不足。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種同步電動(dòng)機(jī)的晶閘管在線監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟在每個(gè)觸發(fā)脈沖 發(fā)出時(shí)刻的前后，各測(cè)取一個(gè)電壓值，然后進(jìn)行比較、運(yùn)算，判定相應(yīng)的晶閘 管是否被有效觸發(fā)；如果晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之前測(cè)取的電壓小于在晶閘 管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之后測(cè)取的電壓值，表明晶閘管被觸發(fā)后有效開通；如果 晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之前測(cè)取的電壓大于在晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之后 測(cè)取的電壓值，說(shuō)明晶閘管被觸發(fā)后未有效開通。例如在每個(gè)20ms周期的電壓 波形圖上對(duì)應(yīng)的位置，對(duì)勵(lì)磁電壓采樣12次，晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之前， 測(cè)取電壓值V12,在晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之后，再測(cè)取一個(gè)電壓值V21,然 后將電壓值V12、 V21相比較，如果V2DV12，表明晶閘管被觸發(fā)后有效開通； 如果V21〈V12，說(shuō)明晶閘管被觸發(fā)后未有效開通；依次檢測(cè)完六個(gè)晶閘管，然 后才艮據(jù)這六個(gè)晶閘管的狀態(tài)判斷出晶閘管正常或損壞。
晶閘管的在線監(jiān)測(cè)用同一個(gè)單片機(jī)來(lái)完成，在每個(gè)脈沖發(fā)出時(shí)刻的前后， 通過(guò)勵(lì)磁電壓采樣電路測(cè)取兩個(gè)勵(lì)磁電壓值，經(jīng)模數(shù)電路轉(zhuǎn)換后，送入單片機(jī) 運(yùn)算，檢測(cè)出所有晶閘管的狀態(tài)；用單片機(jī)中的一個(gè)8位數(shù)據(jù)寄存器記錄晶閘 管的好壞狀態(tài)，數(shù)據(jù)寄存器的第l位至第6位分別記錄每個(gè)晶閘管的好壞狀態(tài)，正常狀態(tài)下將該位置于l,反則將該位置于o。
在同步電動(dòng)機(jī)開車之前測(cè)試勵(lì)磁裝置的滅》茲和投勵(lì)環(huán)節(jié)，人工扳動(dòng) 一個(gè)開
關(guān)或按動(dòng)一個(gè)按鈕，使JC端點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)高電平指令；根據(jù)這個(gè)指令使單片機(jī)發(fā) 出晶閘管觸發(fā)脈沖，并4企測(cè)勵(lì)磁電壓，從而沖企測(cè)出晶閘管的好壞。
本發(fā)明有益效果為具有對(duì)全控橋整流晶閘管的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)功能及晶閘 管狀態(tài)顯示功能；在無(wú)需增加任何附加設(shè)施或^l喿作程序的情況下，即可在開車 前對(duì)整流晶閘管的狀況進(jìn)行預(yù)檢測(cè)，以杜絕厲加茲裝置帶病投入運(yùn)行；同步電動(dòng) 機(jī)的起動(dòng)過(guò)程由單片計(jì)算機(jī)控制滅磁晶閘管，使轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓正負(fù)兩半波完全 對(duì)稱，無(wú)振蕩轉(zhuǎn)矩；停車方式可自動(dòng)切換，避免發(fā)生逆變顛覆，有效的保護(hù)了 整流晶閘管。


下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的數(shù)控勵(lì)^磁裝置的原理方框圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的滅磁電路原理圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述的亞同步轉(zhuǎn)速?zèng)_企測(cè)電路原理圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述的過(guò)零信號(hào)檢測(cè)電路原理圖5是本發(fā)明實(shí)施例所述的觸發(fā)電路原理圖6-1是本發(fā)明實(shí)施例所述正常狀態(tài)晶閘管勵(lì)石茲輸.出電壓的波形測(cè)點(diǎn)圖； 圖6-2是本發(fā)明實(shí)施例所述的非正常狀態(tài)晶閘管勵(lì)磁輸出電壓的測(cè)點(diǎn)圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例所述的晶閘管在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路原理圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例所述的功率因數(shù)檢測(cè)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖6-1與6-2所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的同步電動(dòng)機(jī)的晶閘管在線監(jiān)測(cè) 方法，主要包括在每個(gè)觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻的前后，各測(cè)取一個(gè)電壓值，然后 進(jìn)行比較、運(yùn)算，判定相應(yīng)的晶閘管是否被有效觸發(fā)。圖6-1中，在每個(gè)周期 (20ms)的電壓波形圖上對(duì)應(yīng)的位置，對(duì)勵(lì)/磁電壓采樣12次；如果全部的晶閘 管都處于正常狀態(tài)，由圖6-1中可見，必然存在這樣的比值關(guān)系V21〉V12， V31〉V22, V41〉V32, V51〉V42， V61〉V52， V11〉V62;如果存在狀態(tài)不良的晶閘管， 即為如圖6-2所示的情況。例如，在晶閘管SCR2觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之前，測(cè)取 電壓值V12，在SCR2觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之后，再測(cè)取一個(gè)電壓值V21，然后將 電壓值V12、 V21相比較，如果V21〉V12，表明SCR2被觸發(fā)后有效開通；如果 V2KV12，說(shuō)明V21取在V13處，SCR2被觸發(fā)后沒(méi)有有效開通，SCR2的波形丟 失，測(cè)取的不是SCR2的波形電壓，而是SCR1的波形延續(xù)；依次檢測(cè)完六個(gè)晶 閘管，根據(jù)這六個(gè)晶閘管的狀態(tài)，通過(guò)軟件運(yùn)算以及波形情況，判斷出哪個(gè)晶 閘管正常，哪個(gè)晶閘管損壞。
如圖7所示，在晶閘管在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路中，單片機(jī)的右部連接模數(shù)轉(zhuǎn)換 器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的右部連接同步電機(jī)，同步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，用單片機(jī)中的一個(gè) 8位數(shù)據(jù)寄存器記錄晶閘管的好壞狀態(tài)；每個(gè)晶閘管的觸發(fā)時(shí)刻在程序中可以 直接使用，不用另加電路；在每個(gè)脈沖發(fā)出時(shí)刻的前后，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換測(cè)取兩個(gè) 勵(lì)磁電壓值，送入單片機(jī)運(yùn)算，檢測(cè)出所有晶閘管的狀態(tài)。
如圖1-2所示，在起動(dòng)過(guò)程中，其滅磁環(huán)節(jié)中增加兩個(gè)光電耦合器Qll、 Q12，光電耦合器由單片機(jī)控制。通過(guò)調(diào)整電位器的阻值，可使滅磁晶閘管(7SCR、 8SCR)在不同的感應(yīng)電壓下導(dǎo)通，根據(jù)整流裝置額定電壓的不同來(lái)整定滅^f茲晶閘 管的開放電壓，滅磁晶閘管在起動(dòng)過(guò)程中作為二極管，由于同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回 路的有效電阻對(duì)電機(jī)的異步轉(zhuǎn)矩特性影響很大，勵(lì)磁繞組回路的放電電阻是按 最佳值配置的，異步起動(dòng)特性最好；當(dāng)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流順.時(shí)針流動(dòng)時(shí)，在滅磁晶 閘管未開通階段，轉(zhuǎn)子回路增加了電阻R,使電機(jī)的異步轉(zhuǎn)矩特性變壞；而滅 磁晶閘管開通以后，以及在感應(yīng)電流逆時(shí)針流動(dòng)時(shí)，電阻R又被短接，使異步 轉(zhuǎn)矩特性改善從起動(dòng)方面考慮，滅磁晶閘管的開放電壓整定得越低越好，如同 二極管，勵(lì)磁回路就不再串接電阻R。從運(yùn)行方面考慮，滅磁晶閘管的開放電壓整定得越高越好，使滅^茲晶閘管完全截止，如同開路一樣。因此，把滅磁晶
閘管開放電壓的瞬時(shí)值確定在額定電壓的2. 5-2. 8倍較為理想；在同步電動(dòng)機(jī) 起動(dòng)時(shí)，單片機(jī)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，通過(guò)光電耦合器Qll、 Q12來(lái)接通Sl、 S2,在 轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓4艮低的情況下，能觸發(fā)滅,茲晶閘管7SCR、 8SCR,此觸發(fā)信號(hào)一直 維持到招:勵(lì)時(shí)刻；當(dāng)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓G1〉G2時(shí)，晶閘管7SCR、 8SCR因一直存在觸 發(fā)電壓，使得轉(zhuǎn)子回路中僅接入了放電電阻Rfdl、Rfd2;當(dāng)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓G1〈G2 時(shí)，晶閘管7SCR、 8SCR因電流反向而截止，轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)電流通過(guò)二極管GZ, 則僅接入了放電電阻。因此，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓電流兩半波是完全對(duì)稱的，起動(dòng)過(guò) 程中不存在異步轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，從而改善了起動(dòng)性能。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到亞同步時(shí)， 單片機(jī)發(fā)出投勵(lì)指令，同時(shí)關(guān)閉晶閘管7SCR、 8SCR的觸發(fā)脈沖。
如圖3所示，在數(shù)控勵(lì)磁裝置中，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否達(dá)到亞同步轉(zhuǎn)速的 方法通常是檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)交變電壓的極性變化，同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中， Gl、 G2的感應(yīng)電壓達(dá)數(shù)百伏，而當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近亞同步轉(zhuǎn)速時(shí)，Gl、 G2的感 應(yīng)電壓又非常低，難以;險(xiǎn)測(cè)到。為此，可用一個(gè)電阻和一個(gè)穩(wěn)壓管降壓，測(cè)取 穩(wěn)壓管兩端的電壓，最大值才是穩(wěn)壓管的擊穿電壓；再選用一個(gè)電壓比較器集 成電5各LM339，測(cè)取亞同步信號(hào)，LM339的失調(diào)電壓為2mv，能測(cè)出才及低的電位 差，光電藕合器Q21用來(lái)隔離單片機(jī)與同步電動(dòng)機(jī)的電氣聯(lián)系，74LS04兩次反 相，以增大電壓比較器的驅(qū)動(dòng)能力，該電路能準(zhǔn)確檢測(cè)出亞同步狀態(tài)。同步電 動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的感應(yīng)交變電壓的頻率接近50Hz,如果把同步 電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)速的95°/"見為亞同步轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓的頻率降至2. 5Hz為 亞同步轉(zhuǎn)速，此時(shí)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓的周期為400ms,轉(zhuǎn)子感應(yīng)G2端電壓通過(guò)電壓 比較器被轉(zhuǎn)變成方波信號(hào)，依次經(jīng)過(guò)反相器放大、光電耦合器Q21隔離、送入 單片機(jī)計(jì)時(shí)，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的加快，方波的寬度逐漸加寬，當(dāng)檢測(cè)到G2端方 波高電平的寬度達(dá)到200ms時(shí)，同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就達(dá)到了亞同步轉(zhuǎn)速。根據(jù) 勵(lì)磁裝置的工作原理，投勵(lì)就是在同步電動(dòng)機(jī)加速至亞同步轉(zhuǎn)速時(shí)刻，開放三 相全控整流橋晶閘管的觸發(fā)脈沖；用單片機(jī)設(shè)計(jì)的數(shù)控勵(lì)磁裝置，發(fā)送投勵(lì)信 號(hào)不需要專門的插件，僅在控制軟件中設(shè)置一條指令既可完成投勵(lì)操作。為滿 足順極性投勵(lì)，在同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到了亞同步的時(shí)候，還要檢測(cè)此刻轉(zhuǎn)子的 感應(yīng)電壓是否滿足順極投勵(lì)的條件，即轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓的極性是否滿足G2 > Gl,仍采用檢測(cè)G2端方波信號(hào)的極性的方法；取G2端信號(hào)檢測(cè)亞同步與順極性條 件，可以優(yōu)化硬軟件設(shè)計(jì)，G2〉G1期間為順極性，滅磁晶閘管關(guān)斷，G2〉G1持 續(xù)200ms的時(shí)刻，既是達(dá)到亞同步信號(hào)，也是滿足順極性條件的信號(hào)，可立即 投勵(lì)；因此，用4企測(cè)G2端信號(hào)的方法同時(shí)完成亞同步檢測(cè)與順極性檢測(cè)；順極
性投勵(lì)對(duì)單滅磁晶閘管電路非常重要，若不滿足順極#:情況而投勵(lì)后，由于總
是存在G1〉G2的直流電壓，滅磁晶閘管無(wú)法關(guān)斷，則使同步電機(jī)不能正常工作。
如圖4所示，在投勵(lì)之后同步電動(dòng)機(jī)被牽入同步運(yùn)行，同步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn) 行的條件是為三相全控橋晶閘管按一定的控制角、每隔60°觸發(fā)一個(gè)相應(yīng)的晶 閘管，觸發(fā)脈沖必須與主電路同步，本裝置以電源的A相過(guò)零時(shí)刻作為同步信 號(hào)，同步信號(hào)通過(guò)光電隔離器轉(zhuǎn)變成方波信號(hào)，送入單片機(jī)處理。移相角由兩 部分組成移相角給定值和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)值；本裝置的參數(shù)采用的是 電壓信號(hào)，即用一個(gè)電位器調(diào)節(jié)，然后將此電壓信號(hào)經(jīng)單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn) 換成移相角，再由單片機(jī)運(yùn)算；電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)值分為兩種情況恒電 流控制方式和恒功率因數(shù)控制方式；當(dāng)恒電流控制方式時(shí)，勵(lì)磁電流發(fā)生波動(dòng)， 控制系統(tǒng)就根據(jù)電流波動(dòng)值的大小調(diào)節(jié)移相角，使勵(lì)磁電流維持穩(wěn)定；當(dāng)恒功 率因數(shù)控制方式時(shí)，功率因數(shù)發(fā)生波動(dòng)，控制系統(tǒng)就根據(jù)功率因數(shù)波動(dòng)值的大 小調(diào)節(jié)移相角，使功率因數(shù)維持穩(wěn)定。
如圖5所示，采用雙脈沖觸發(fā)方式，雙脈沖在脈沖變壓接線電路上實(shí)現(xiàn)。 觸發(fā)脈沖由單片機(jī)中的定時(shí)器TO、 Tl中斷產(chǎn)生，經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)集成電路輸出，取 得電源A相過(guò)零信號(hào)之后，以控制角對(duì)應(yīng)的時(shí)間值定時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器；在定時(shí) 器發(fā)生中斷時(shí)，每間隔60°則依次觸發(fā)+A、 -C、 +B、 -A、 +C、 -B六個(gè)整流晶閘 管。本觸發(fā)脈沖是由傳統(tǒng)勵(lì)磁裝置的從由六個(gè)脈沖插件發(fā)出，改進(jìn)為由一片單 片機(jī)發(fā)出，有效的解決了脈沖插件之間的不協(xié)調(diào)。
如圖8所示，在無(wú)功補(bǔ)償環(huán)節(jié)中，同步電動(dòng)機(jī)從三相電源中吸取電流的大 小和相位不僅與負(fù)載大小有關(guān)，還與轉(zhuǎn)子勵(lì)^茲電流的強(qiáng)弱有關(guān)，在電動(dòng)機(jī)的電 源電壓恒定，而且負(fù)載不變的情況下，改變轉(zhuǎn)子勵(lì)^磁電流的大小，可以改變定 子電流的大小和相位COSO,從而改變供電網(wǎng)路的功率因數(shù)；當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流等于額定厲水磁電流時(shí)，定子電流最小，C0S①-1，電流與電厚相位相同，此時(shí)同
步電動(dòng)機(jī)對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)電阻負(fù)載，從電網(wǎng)吸取的都是有功功率。如果 減少轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流，則定子電流增加，且相位落后，此時(shí)電動(dòng)機(jī)對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)相 當(dāng)于一個(gè)感性負(fù)載；如果增加轉(zhuǎn)子勵(lì)i茲電流4吏其大于額定值，則定子電流增加， 電流相位超前于電壓，是容性電流。拖動(dòng)有沖擊負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)負(fù)載增
加時(shí)，如果保持恒定勵(lì)-茲，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)降低；當(dāng)負(fù)載超過(guò)額定負(fù)載時(shí)，
功率因數(shù)降低幅度加大。功率因數(shù)檢測(cè)電路的輸出引腳接入單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn) 行移相角的運(yùn)算，改變勵(lì)磁電流的大小，使同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)保持穩(wěn)定， 從而實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償。
在同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)之前，需要測(cè)試勵(lì)磁裝置的滅磁和投勵(lì)環(huán)節(jié)，勵(lì)磁裝置
在測(cè)試投勵(lì)操作時(shí)，可檢測(cè)出全部晶閘管的使用狀態(tài)，可發(fā)現(xiàn)損壞的晶閘管； 此外，系統(tǒng)所受的干擾一般來(lái)自電源、空間電》茲、輸入輸出通道等途徑，可用 開關(guān)電源解決電源干擾；在控制程序中采取軟件抗干擾方式，并且由金屬罩隔 離，可用來(lái)抗空間電》茲干擾；勵(lì)-茲感應(yīng)交變電壓^r測(cè)、電源電壓過(guò)零4全測(cè)、停 車信號(hào)、斷電信號(hào)均為開關(guān)量，全用光電隔離器隔離來(lái)消除輸入通道干擾；輸 出通道千擾則采用全控整流橋晶閘管的觸發(fā)脈沖，由光電隔離器和功率。在停 車過(guò)程與起動(dòng)過(guò)程中均設(shè)有一滅磁電路，同步電動(dòng)機(jī)正常停車或事故跳閘的情 況下，采用逆變停車方式時(shí)，由軟件控制使整流晶閘管的控制角調(diào)節(jié)到140° ; 采用非逆變停車方式時(shí)，由軟件控制關(guān)斷整流晶閘管觸發(fā)脈沖，同時(shí)觸發(fā)滅磁 晶閘管，使轉(zhuǎn)子感應(yīng)交變電流通過(guò)附加電阻泄放。同步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，單片機(jī) 一直對(duì)整流晶閘管進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并用單片才幾中的一個(gè)8位數(shù)據(jù)寄存器記 錄晶閘管的狀態(tài)，其中第l位至第6位分別記錄每個(gè)晶閘管的好壞狀態(tài)，正常 狀態(tài)下將該位置于l,反則將該位置于0;在停車時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)晶閘管的好壞 狀態(tài)寄存器，如果該寄存器為0，則全部晶閘管完好，可以進(jìn)行逆變停車，立 即將觸發(fā)脈沖的控制角放到逆變角區(qū)域，進(jìn)行逆變停牟；如果晶閘管的好壞狀 態(tài)寄存器不為0,則表示某個(gè)晶閘管有故障，不可以進(jìn)行逆變停車，立即關(guān)閉 晶閘管觸發(fā)脈沖，運(yùn)行一般停車方式。
權(quán)利要求
1、一種同步電動(dòng)機(jī)的晶閘管在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟在每個(gè)觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻的前后各測(cè)取一個(gè)電壓值，然后進(jìn)行比較、運(yùn)算，判定相應(yīng)的晶閘管是否被有效觸發(fā)；如果晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之前測(cè)取的電壓小于在晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之后測(cè)取的電壓值，表明晶閘管被觸發(fā)后有效開通；如果晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之前測(cè)取的電壓大于在晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之后測(cè)取的電壓值，說(shuō)明晶閘管被觸發(fā)后未有效開通；依次檢測(cè)完六個(gè)晶閘管，根據(jù)這六個(gè)晶閘管的狀態(tài)判斷出晶閘管正?；驌p壞。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電動(dòng)機(jī)的晶閘管在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于 在每個(gè)20ms周期的電壓波形圖上對(duì)應(yīng)的位置，對(duì)勵(lì)^磁電壓采樣12次；晶閘管 觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之前，測(cè)取電壓值V12,在晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之后， 再測(cè)取一個(gè)電壓值V21,然后將電壓值V12、 V21相比較，如果V21〉V12，表明 晶閘管被觸發(fā)后有效開通；如果V2KV12,說(shuō)明晶閘管被觸發(fā)后未有效開通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步電動(dòng)機(jī)的晶閘管在線監(jiān)測(cè)方法，其特征 在于晶閘管的在線監(jiān)測(cè)用同一個(gè)單片機(jī)來(lái)完成，在每個(gè)脈沖發(fā)出時(shí)刻的前后， 通過(guò)勵(lì)磁電壓采樣電路測(cè)取兩個(gè)勵(lì)磁電壓值，經(jīng)模數(shù)電路轉(zhuǎn)換后，送入單片機(jī) 運(yùn)算，檢測(cè)出所有晶閘管的狀態(tài)；用單片機(jī)中的一個(gè)8位數(shù)據(jù)寄存器記錄晶閘 管的好壞狀態(tài)，數(shù)據(jù)寄存器的第l位至第6位分別記錄每個(gè)晶閘管的好壞狀態(tài)， 正常狀態(tài)下將該位置于l,反則將該位置于0。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的同步電動(dòng)機(jī)的晶閘管在線監(jiān)測(cè)方法，其特征 在于在同步電動(dòng)機(jī)開車之前測(cè)試勵(lì)磁裝置的滅,茲和投勵(lì)環(huán)節(jié)，人工扳動(dòng)一個(gè) 開關(guān)或按動(dòng)一個(gè)按鈕，使JC端點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)高電平指令；才艮據(jù)這個(gè)指令使單片機(jī) 發(fā)出晶閘管觸發(fā)脈沖，并檢測(cè)勵(lì)磁電壓，從而檢測(cè)出晶閘管的好壞。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種同步電動(dòng)機(jī)的晶閘管在線監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟在每個(gè)觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻前后各測(cè)取一個(gè)電壓值，然后進(jìn)行比較、運(yùn)算，判定相應(yīng)的晶閘管是否被有效觸發(fā)；如果晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之前測(cè)取的電壓小于在晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之后測(cè)取的電壓值，表明晶閘管被觸發(fā)后有效開通；如果晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之前測(cè)取的電壓大于在晶閘管觸發(fā)脈沖發(fā)出時(shí)刻之后測(cè)取的電壓值，說(shuō)明晶閘管被觸發(fā)后未有效開通；依次檢測(cè)完六個(gè)晶閘管，根據(jù)這六個(gè)晶閘管的狀態(tài)判斷出晶閘管正?；驌p壞。本發(fā)明有益效果為具有對(duì)全控橋整流晶閘管的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、狀態(tài)顯示及預(yù)檢測(cè)功能；可在開車前對(duì)整流晶閘管的狀況進(jìn)行預(yù)檢測(cè)，以杜絕勵(lì)磁裝置帶病投入運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01R31/02GK101295003SQ20071009793
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者王三漢 申請(qǐng)人:北京順北方科技有限公司