电机电流

电机电流（精选九篇）

电机电流 篇1

三相异步电机运行时, 任意两相间的电流差值不应大于额定电流的10%。否则, 说明电机有故障, 必须立即切断电源, 查明原因后才能再投入运行。对容量较大的电机都装设电流表监视运行电流, 而容量较小的电机较少装设电流表, 须开机后用钳形电流表测量电机的线电流, 但大多数电工测量电机三相电流是否平衡的方法, 都是分三次分别测出A、B、C三相各相的电流, 然后进行比较, 这种逐相测量的方法, 不但欠精确, 而且费事费工, 可采取以下简法测量。

将三相异步电机的三根电源线同时夹在钳形电流表的钳口里, 如果电流表显示有数值, 则说明电机三相电流不平衡;如果电流表没有显示电流数值, 则说明电机三相电流平衡, 此法不但测量精度高, 而且简便。

电机三相电流不平衡, 一般情况下, 不是由三相电源引起的, 而是电机有故障。严重的三相电流不平衡, 大多是由一相保险丝熔断造成或电机单相运行所致。电机三相电流不平衡的常见原因与处理方法: (1) 电压不平衡, 测量电源线电压, 一般电压波动不得超过-5%～+10%, 三相电压不平衡不得超过5%。若三相电压不平衡超过5%, 就应设法消除不平衡; (2) 定子绕组线圈短路, 检查电机有无局部过热现象, 如有极有可能是绕组线圈短路; (3) 绕组首尾端接错, 检查并纠正; (4) 定子绕组匝数不相等, 可用万用表或电桥测量绕组电阻, 根据电阻大小检查匝数是否有错, 对有错误的重新绕制定子绕组; (5) 定子绕组部分线圈接线错误, 打开电机, 检查绕组接线是否有错, 对接错的重新连接。

电机电流 篇2

(上海海事大学物流工程学院，上海 201306)

0 引言

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)以其结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等特点，广泛应用于国防、工农业生产和日常生活等各个方面，目前正向大功率、高功能和微型化的方向发展.PMSM大多采用直接转矩控制方法调速，仅根据已知矢量表进行控制，一般不对系统未来采样时间内可能产生的负载电流进行预测.［1-6]此外，直接转矩控制中的滞环控制器导致开关频率变化，当测量值与参考值的误差大于限定阈值时进行一次控制以减小误差，但在后续控制中误差可能再次超出阈值.长时间的控制计算会导致转矩和磁通超出滞环限制.［7]

采用预测电流控制方法对PMSM进行调速可解决上述问题.电机调速系统中三相脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)逆变器对电流的控制有一个周期延迟，预测电流控制的思想是在一个PWM周期内实现实际电流趋近并最终等于参考电流，具体方法是在每个周期内选取与参考电流误差最小的电流控制电压矢量，预测性地控制电流矢量.［8-12]预测电流控制实时优化开关配置，每次选择配置可以控制电流矢量轨迹相对于参考电流矢量轨迹保持最小的空间误差，并在未来的每个采样计算周期内重新选择配置状态，实时减小电流矢量误差.［13]预测电流控制能在尽可能短的时间内高精度地控制定子电流，这使得PMSM调速系统的动态性能更佳、谐波影响更低.

1 PMSM建模

1.1 PMSM数学模型

PMSM的三相绕组分布在定子上，永磁体安装在转子上.PMSM运行时定子与转子始终处于相对运动状态，永磁体与绕组以及绕组之间的相互影响使得电磁关系十分复杂，再加上磁路饱和等非线性因素，很难建立 PMSM精确的数学模型.为简化PMSM数学模型，假设:(1)忽略电机的磁路饱和，认为磁路是线性的;(2)不考虑涡流和磁滞损耗;(3)当定子绕组加上三相对称正弦电流时，气隙中只产生正弦分布的磁势，忽略气隙中的高次谐波;(4)开关管和续流二极管为理想元件;(5)忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响.［14]

PMSM的数学模型主要由电压方程、磁链方程和转矩方程组成，为简化运算、便于建模，采用两相旋转d-q坐标系下的数学模型，并通过坐标变换得到三相静止a-b-c坐标系下的方程.

PMSM在d-q坐标系下的电压方程为

式中:Rs为定子电阻;ud和uq分别为d和q轴的相电压;id和iq分别为d和q轴的相电流;Ld和Lq分别为d和q轴的电感;Ψd和Ψq分别为d和q轴的磁通;ω为电角速度.

由于d-q轴不是由真实物理量组成的坐标轴，在仿真试验中通过坐标变换得到a-b-c坐标系下的电压方程

式中:ua，ub，uc分别为 a，b，c轴的相电压;θ为 d-q坐标系与a-b-c坐标系之间的电角度.

永磁同步电机的磁链方程为

式中:Ψf为永磁转子产生的磁链.

永磁同步电机的转矩方程为

式中:p为电机的极对数.

把式(3)代入式(4)可得

式中等号右侧:第1项是定子电流和永磁体产生的转矩，称为永磁转矩;第2项是转子凸极效应引起的转矩，称为磁阻转矩.若Ld=Lq，则不存在磁阻转矩且永磁体磁链为常数，此时电机转矩只与iq有关，转矩方程简化为

1.2 PMSM模型离散化

离散化PMSM模型是为降低连续系统的时间复杂度，实现离散时间内的信号采样，为电流预测控制作理论准备.

根据式(1)可得PMSM在d-q坐标系下的状态方程

设Ld=Lq=Ls，可以推出

式中:Rs，Ls和Ψf为与时间无关的常数.

利用泰勒公式的一阶展开，得到PMSM模型的离散化方程［15]

为便于实现离散模型，需排除d，q轴电流的耦合效应.在仿真过程中选取满足香农采样定理的足够小的采样时间T，从而可以忽略采样时间内电机的旋转角度.因此，可以忽略矩阵F和H中T与ω相乘的项.

1.3 逆变器及其电压矢量

PMSM的驱动电流为三相相差120°的正弦电流，目前常用MOSFET或IGBT等电力电子器件构成的三相逆变电路对其进行矢量控制.三相电压型逆变器的拓扑结构见图1.

图1 三相电压型逆变器拓扑结构

图1 中，三相半桥电路控制三相电压(ua，ub，uc)的高低相位输出.每相半桥内两个开关通断相反(如ua和1－ua)，即仅有一个开关可以闭合，以避免半桥内部短路.同时，每相半桥电路可以输出高低两种电平，当上端开关闭合时输出高电平，反之为低电平.因此，单相半桥可能产生2种开关配置，三相半桥则有8(23)种开关配置.每种开关配置对应一组输出电压，见表1.

表1 逆变器开关配置与相间电压

当三组开关配置相同(即每相同时闭合上端或下端开关)时，逆变器无法形成电流回路，此时相间没有电压.这两组开关状态产生的矢量称为零矢量(U0与U7等价)，在后文中U0将不被应用于仿真模型.逆变器6组电压矢量和2组等价零矢量的分区和合成见图2.

图2 逆变器电压空间矢量的分区和合成

2 PMSM预测电流控制

PMSM预测电流控制的结构见图3，该闭环系统的主要控制变量为d，q轴电流.实时采集转速信号ω和三相定子电流ia，ib，ic，并通过坐标变换得到id，iq，与给定的参考电流 id0，iq0一起作为预测电流控制模块的输入.

图3 PMSM预测电流控制结构

PMSM预测电流控制遵循滚动优化思想，其原理是利用控制器内的动态模型，实时预测控制过程的未来趋势和变化.具体实施步骤如下.

步骤1 在采样时刻k，测量得到id(k)，iq(k)，ω(k)，并由7组电压矢量Ui(i=1，…，7)经坐标变换得到Ud(k)和Uq(k).

步骤2 利用 id(k)，iq(k)，Ud(k)，Uq(k)，ω(k)，根据式(9)得到7组预测电流 Id(k+1)，Iq(k+1).

步骤3 分别计算7组预测电流与参考电流id0，iq0的误差

步骤4 根据预测代价函数［15]

从7组预测电流矢量Ii(k+1)(i=1，…，7)中选取最逼近(即误差ei(i=1，…，7)最小)参考电流矢量I0的一组，作为采样时刻k+1的预测电流矢量.预测代价函数在线计算流程见图4.

图4 预测代价函数计算流程

步骤5 选择最优预测电流矢量Is(k+1)所对应的电压配置Ui(i=1，…，7)，决定图3中逆变器模块的开关状态，实现PMSM调速的预测电流控制.

步骤6 实时测出采样时刻k+1的电流id(k+1)和iq(k+1)，从k+1时刻开始重复使用上述步骤滚动优化.

3 PMSM调速系统仿真

3.1 PMSM调速仿真系统

采用MATLAB/Simulink仿真软件建立PMSM调速仿真系统，其主体结构见图5.

图5 PMSM调速仿真系统

参考电流id0，iq0和反馈电流id，iq被送入离散系统(Discrete System)模块，根据预测电流控制方法计算7组预测电流Ii(k+1)(i=1，…，7)，求出它们与参考电流的误差ei(i=1，…，7).将7组误差送入S函数编写的逻辑运算模块(Logic)中，求出最小误差后输出该组对应的电压矢量，通过直流电压模块(Udc)得到电机实际的三相电压，输入PMSM模型，其主要参数见表2.

表2 PMSM模型主要参数

3.2 预测电流控制仿真结果

在PMSM调速Simulink仿真系统中验证预测电流控制方法的性能.设定电机运行的初始转速为100π rad/s，在10 ms时引入10 000π rad/s2的加速度.为防止转速无限增加给系统带来危害，在40 ms时电机达到限制的最高转速400π rad/s，并持续30 ms.在70 ms时电机以－10 000π rad/s2的加速度开始减速，至90 ms时转速减至设定的200π rad/s后维持恒定.为更有效地观察PMSM调速系统的动态性能，除改变转速设定外还在仿真过程中加入负载变化.0～50 ms时电机空载运行，在50 ms时引入2.16 N·m的负载转矩.

仿真得到PMSM的电磁转矩曲线，见图6.10～40 ms时电机的加速转矩为1.8 N·m;50 ms时由于外部引入负载转矩，为维持转速恒定，电机的电磁转矩也升至2.16 N·m;70 ms时电机减速，电磁转矩相应减为0.36 N·m，以提供－1.8 N·m的减速转矩;90 ms时电机完成减速过程，电磁转矩恢复到2.16 N·m，以匹配外部负载，维持转速恒定.

图6 PMSM电磁转矩曲线

PMSM静止a-b-c坐标系三相定子电流曲线见图7.由图可知三相电流为相位相差120°的正弦纹波曲线.电流频率快速响应电机转速变化:随转速增大而变大、减小而变小.电流幅值快速响应电磁转矩变化:随转矩增大而变大、减小而变小.电流频率和幅值的快速响应均符合PMSM三相电流的控制规律.

图7 静止a-b-c坐标系三相定子电流曲线

PMSM旋转d-q坐标系两相电流曲线见图8.由图可知，d，q轴电流是以参考电流id0，iq0为基准的纹波曲线，随转速变化无较大波动，证明预测电流控制方法对电流控制的有效性.d轴电流一直在0附近振荡，在突加负载转矩时的瞬时振荡略增大.q轴电流与电机电磁转矩的变化趋势一致:在10～40 ms时保持在10 A;50～70 ms时保持在12 A;70～90 ms时保持在2 A;此后回升至12 A.

PMSM的转速曲线见图9.由图可见，预测电流控制方法可以使电机转速很好地跟随设定值，并且在增加负载转矩时仍能维持设定转速不变，证明该法对PMSM具有良好的调速特性.

图8 旋转d-q坐标系两相电流曲线

图9 PMSM转速曲线

4 结论

在分析和建立 PMSM模型的基础上，利用MATLAB/Simulink实现PMSM的预测电流控制.仿真结果表明:波形符合理论要求，系统可以平稳运行，具有较好的动态性能.采用预测电流控制方法不仅可省去整定参数的复杂过程，而且可实时预测电流，具有一定优越性.通过仿真可有效地分析PMSM的特性，也可为实际电机控制提供可行策略和思路.

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浅析轴电流对电机的危害 篇3

关键词：电机,轴电流,轴承

1 设备概况及存在问题

广州珠江电厂总装机容量为4×300MW, 投产于20世纪90年代, 随机配套锅炉一次风机电机型号为Y560-4-W, 额定电压6KV, 额定功率710KW。电机配有轴承两个, 负荷端为NU226, 非负荷端为6226, 均为进口SKF轴承。由于一次风机电机使用时间较久, 电机主绝缘绝缘强度下降, 电厂外委电机维修厂家进行了电机主绝缘改造更换工作。电机维修工作完成后, #3炉B一次风机电机日常运行中轴承出现了异常响声, 并出现了响声及电机振动逐渐增加的现象。

2 设备解体检查及原因分析

检查情况:将#3炉B一次风机电机解体检查发现, 轴承内圈及外圈弹道出现较为明显的“搓衣板”状的腐蚀痕迹, 此为典型的轴电流腐蚀引起, 如图1所示。另外发现非负荷端端盖与轴承室连接处螺丝有一颗未用绝缘套管, 使用电工绝缘胶布代替, 如图2所示。

原因分析:电机出现异常响声是由于电机轴承损坏引起的。观察电机轴承内外圈弹道腐蚀痕迹 (“搓衣板”状的腐蚀痕迹) 是典型的轴电流长期腐蚀轴承引起的状况。一次风机电机更换线圈改造过程中, 维修厂家对一次风机电机非负荷端轴承室绝缘部分进行了改造, 由于检修安装工艺等方面存在的问题 (非负荷端端盖与轴承室连接处螺丝有一颗未用绝缘套管, 使用电工绝缘胶布代替) , 造成了绝缘部分不够良好, 运行过程中产生轴电流对轴承造成了损伤。以至出现电机异音的情况。

3 轴电流产生的原因及预防

电动机在运行过程中由于磁路不平衡, 电动机测温元件等静电荷积累等情况会在电机轴两端产生轴电压。轴电压经电机、轴承、机座形成闭环回路产生轴电流。正常情况下轴电压很低, 轴承内的油膜起到绝缘作用, 不会产生轴电流。当轴电压较高时或者静电荷积累到一定程度击穿绝缘油膜产生电火花, 腐蚀电机轴承弹道, 在弹道或滚珠子上形成一些微小的凹槽, 从而使轴承产生异响, 振动变大情况, 如不能及时发现处理, 轴承损伤持续恶化, 最终造成轴承烧毁。

轴电压的产生是无法避免的, 减少轴电流对电机轴承的损害一般采用将电流引至大地的方法或者隔断电流回路。将轴电流引至大地一般加装接地系统, 普遍为在电机转轴上加装接地碳刷, 起到保护作用。隔断电流回路的方式一般为使用绝缘轴承, 即使用滚珠子为特殊绝缘材料制成的特殊轴承, 从而起到隔断电流回路的方式, 由于此种特制轴承造价较高, 现阶段使用率不是很高;或者在电机非负荷端轴承室外加装绝缘套, 并相应的在轴承室与端盖固定螺丝处加装绝缘套管及绝缘垫片, 使得轴承室与电机端盖及本体处于绝缘状态, 隔断电流回路。广州珠江电厂的一次风机电机就是采用这种方式, 如图3所示。但由于检修工艺不到位等情况, 造成了绝缘部分不够良好, 轴电压击穿绝缘薄弱处, 产生轴电流损伤电机轴承。由此可见保持绝缘部分的良好性能是十分关键的。

4 结论

电机电流 篇4

关键词：增压风机 电机轴电流 轴承烧损 防范措施

中图分类号：TM32 文献标識码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0047-01

目前，伴随着轴承在电机中的应用越来越广泛的是高压电机轴承的损坏愈加频繁。这就在很大程度上制约了企业的发展和盈利，相应地，也就逼迫我们加紧分析轴承损坏的原因，并寻找出有效的防御措施。现阶段，通过长期的调查研究发现，轴承的频繁损坏是由多种因素造成的，包括轴承制造质量问题、轴承安装工艺问题，以及人们经常会忽略的轴电流对轴承损坏所起到的作用。就轴承损坏情况来说，具体表现为轴承保持架磨损，出现大量的铜屑，有的轴承滚道还出现较大的麻点。下面主要就增压风机电机轴电流引起轴承烧损的原因及对策研究进行了简要的分析。

1 轴电流烧毁轴承的特征、分析

就滚动轴承来说，具备着多方面的优点（维护简单、运行稳定），它在中小型电机中被普遍的应用。并且，伴随着时代的进步和科学技术的不断发展，在越来越多的大中型电机中也应用到了滚动轴承，但是由于轴电流的影响，使得大中型电机中的轴承破损极为严重。它们的使用寿命最长只能达到一个多月，甚至有的轴承使用几个小时就会因温度、振动和噪音等因素必须进行维修或者更换，这就会给现场安全生产带来极大的影响。

在对轴承损坏问题进行检修和分析的时候，我们首先要关注的问题是轴承表面的痕迹特征。一旦在轴承内外圈上发现条形的烧损痕迹，就说明该轴承的烧损是由于轴电流引起的。具体拿搓板样的条形烧痕来说，它是由于滚珠、滚柱在碾压轨道的时候，电阻小、油脂不充足，出现间隙，进而伴随着放电现象，致使电火花形成烧毁跑道的表面。该线条的个数主要取决于轴电流频率、电机转速和轴承内部情况。由于滚动体是在不断地做着重复事情，所以，再有滚动体从这些烧痕上面经过的时候，会对这些痕迹进行压平和压光。为此，一般情况下，跑道会出现一定程度的光亮，并且出现麻点（麻点的存在会造成摩擦阻力的不断增加，并引起轴承温度的升高），甚至裂纹的现象。此外，伴随电机轴承的温度明显升高的还有润滑油脂的逐渐流出。

2 防止轴电流产生的防范措施

2.1 防止轴电流方案

轴电压是伴随设备的设计、制造、安装、运行而产生的，对于用户来说是无法避免的。那么，既然轴电压无法彻底消除，就应重点关注轴电流的防治。

（1）对于由轴交变磁通所产生的轴电压。我们采取的措施是在轴承座与支架之间阻隔适当的绝缘垫（绝缘性良好）来达到避免轴电流形成的目的。其核心是阻断转子轴承与电动机定子之间的联系，以禁止回路的产生。

（2）对于由静电荷引起的轴电压。我们采取的措施是在电机负荷侧的轴上加一块接地碳刷，当然，必须确保该碳刷的接地性是极好的。如此，在静电荷产生的时候就可以最大限度的将它们引入大地，阻断轴电压的形成，避免出现电荷放电形成轴电流的问题发生。

（3）均衡接地电压。在分布电容存在的前提下，不能保证同一根电缆屏蔽层（都已经接地）的两端具有相同的对地实际电压，如此，便肯定会在电缆中存在一定的降压情况，也就相应的会出现电流的存在。而一旦我们能够均衡接地电压，就必将有效避免电缆屏蔽层压降的问题出现，进而防止流经轴承的电流过高造成一些不必要的麻烦和损失。就均衡接地电压而言，具体的做法为，一方面，在现场安装一个公用接地母排，然后将各电机接地端子与之相连接，从而降低电压降。另一方面，严格按照标准选用地线（1.5～2.5倍电源线径）和电缆的屏蔽层（用铜材料编制的总截面积要大于相线的一半）。

（4）辅助措施。对逆变器供电的调速系统加装高频滤波器，或者给变频调速装置加设共模滤波电路，以便能够使得宽带的频率处于10 kHz以上。此外，如果在变频电机轴头部分安装有一些精密仪器（测速计、编码器等）的时候，就必须保证电动机的非传动端轴承和传动端轴承都有着一定的绝缘措施处理，以便避免回路通过传动端轴承形成。除此之外，也可以通过分流轴承电流的措施来达到减小轴电流流经轴承的目的。这样不但保证了电动机轴承不会那么容易被烧毁，也能够提高辅助装置和检测装置的安全性。

2.2 电机修复

就风机电动机在投入使用之前的完善来说，我们制定的具体修复方案为：（1）在电机后轴承侧配备上防轴电流绝缘端盖。（2）更换电机轴承、电机外风扇和外风罩。（3）确保电动机中一些零部件的同心度准确。（4）就设计电机的磁极数来说，要进行合理的铁心分割数的组合，以便最大限度的降低轴电压的产生。（5）电动机在出厂的时候要严格检查器总装程度是否合格。

2.3 绝缘端盖的制成品及总装

就绝缘端盖来说，它的功能主要是用来阻隔轴电流对电机轴承的电腐蚀的。由端盖、轴承套、螺钉、轴承室几部分构成。其中，螺钉是连接轴承套与端盖的桥梁。在端盖和轴承套之间我们还配备有绝缘垫圈，螺钉外套有绝缘管，并且还在螺钉的头端与端盖接触处设有绝缘垫圈。这些绝缘的管及垫圈的应用很好地将端盖和轴承套及轴承室隔开了。此时，还要注意的一个问题就是，绝缘端盖在应用之前一定要严格检查其结合处是否有脏污短路的问题，以避免对其绝缘能力的影响。

3 结论

实际经验总结发现，在经过上述措施改进之后，测得电动机各项参数都是在正常范围内连续生产运行的。观察其改善效果极为明显，并且其还能正常运行很长时间。就交流大型电动机来说，它在运行的过程中，肯定会产生一定的轴电压，而轴电压的产生必然会形成轴电流，要知道，轴电流对于设备的危害是极为严重的。为此，我们必须寻找、实施有效地防止轴电流产生的办法，以便将损坏降到最低。如此，就提高了电动机的安全性，使其使用寿命由原来的几十小时翻上数百、数千倍，保证设备能够安全、稳定、高效的运行。

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正弦波永磁同步电机静态电流概述 篇5

正弦波永磁同步电机具有定子三相分布绕组和永磁转子,工业应用中一般称之为交流伺服电机,本文简称伺服电机。所谓静态电流就是指已经加载使能的伺服电机,在没有启动命令情况下,流经电机定子绕组的电流。

伺服电机静态电流重要性不言而喻,然而教材中仅有对伺服电机定子和转子电流模型的描述,没有伺服电机静态电流的详细描述和计算方法,也就无法计算出静态电流的正常范围。

2 理论分析

如图1所示为控制原理图。伺服电机转子上安装有高精度编码器,能精确检测出磁极位置和转子相对于定子的精确位置,用以控制伺服驱动器电流的频率和相位,从而使定子和转子磁动势保持确定的相位关系,进而产生恒定的转矩图[1]。

伺服电机在dq坐标系中磁链方程为[1,4]:

为了达到负载扭矩仅与定子电流幅值大小相关的控制目的,需要精确检测转子d轴与定子绕组A轴之间的夹角,同时确保伺服驱动器三相定子的合成电流矢量位于q轴上(领先于d轴90°),如图2所示,且。

令id=0、is=iq,Lsd=0,联立方程式(1)~(5),可得永磁同步电动机在dq坐标系转矩方程为:

式中:ψr为永磁转子磁通量,np为定子极对数,is为dq坐标系中定子电流,σ为电机功角。

根据“扭矩=转矩×力臂”可知

实际工业生产中,对伺服电机电流影响最大的为转子承受力,为了分析方便,这里忽略力臂影响,则由公式(9)可以得出:

通过查看伺服电机说明书,一般可以查到正常状态下伺服电机相关参数:静态扭矩(M0)、静态电流(I0)、最大扭矩(Mmax)、峰值电流(Ipeak),故由公式(10)可知伺服电机空载时,静态电流为:

则最大静态电流占峰值电流的百分比为:

η0为静止扭矩减小系数。

因此很容易得静态电流百分比范围为:

由式(6)可知,永磁同步电机转子磁通量恒定,随着负载的增加,电流is直线上升,导致电机总磁通量上升,严重时,电机实际实时扭矩或实时电流超过M0和I0,造成ψs≥ψr,这时由可以推断出φ大于90°,这样永磁同步电机进入弱磁状态,同时-ψr方向还产生一个电流,该电流将造成永磁磁通量的下降,严重时甚至造成永磁体永磁去磁。进入弱磁状态的伺服电机很快将进入停止状态,并引发伺服驱动报警,报警代码一般为300608故障。

3 案例计算

某车床Z轴采用840D、611D与1FK7080-5AF71-1AA0电机驱动,其伺服系统参数如下:

根据公式(12)可推算出:

由于该电机转子识别时驱动参数MD1020(电机识别转子旋转角度)10°,也即

联立公式(14)和(15),可知0.023≤η≤0.13。

通过现场查阅机床轴MD1708参数,MD1708为0.038,该值与理论值相差不大,基本上可以证明该轴处于正常工作状态。如果时间监控该值,发现其超出理论值过多,则证明该轴存在故障隐患,应及时安排相关检修。

4 结束语

通过正弦波交流永磁同步电机理论分析和理论计算,并结合生产维修实践经验,提出一种伺服电机静态电流计算方法。基于这种算法,可以很好地分析数控机床故障现象,并及时发现机床进给轴过载隐患,为机床状态维护提供理论依据。

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无刷直流电机的电流闭环控制 篇6

理想情况下,BLDCM的三相反电势是互差120°电角度的梯形波,该梯形波的平顶宽度为120°电角度,三相电流为互差120°电角度的矩形波,该矩形波的宽度也为120°电角度。此时,BLDCM的输出转矩脉动较小。但是,在实际情况中,反电势和相电流并非理想的梯形波和矩形波。因此,根据转矩脉动产生的根源,可以将BLDCM的转矩脉动分为齿槽转矩脉动、斩波转矩脉动和换相转矩脉动三种[1]。

在BLDCM调速中,一般采用PWM技术[2]。在采样控制理论中有一个重要的结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。该原理称为面积等效原理,它是PWM控制技术的重要理论基础。即通过一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的电压波形,以改变施加在电机绕组上的相电压。BLDCM的驱动器其实就是三相逆变器,PWM控制技术在逆变电路中的应用最广泛,对逆变器的影响也最深刻。现在大量应用的逆变电路中,绝大部分都是PWM型逆变电路[3]。

不同的PWM开关状态将导致电机相绕组上施加不同的外加电压,不同的外加电压将产生不同的电流上升或下降速度,从而引起转矩随开关状态的变化而脉动,即斩波转矩脉动[4]。

在不考虑换相的过程中,斩波转矩脉动主要和PWM斩波模式(开关状态)、占空比、电机反电势、母线电压和电机本体参数有关[5]。本节以斩波模式入手,研究BLDCM的斩波转矩脉动。

综上所述,最有效的方法就是采样非换相电流,通过实时调节三相逆变器开关管的PWM占空比,改变施加在绕组上的瞬态电压,从而保持非换相电流的恒定,以减小转矩脉动。

2 相电流闭环控制方法

BLDCM相电流闭环控制框图如图1所示。整个系统主要由电流环和转矩计算等环节构成。

(图1)中,iset是外部的电流给定。由于电机三相绕组星形连接,在任何时刻三相电流之和为零,测量两相电流,即可计算出第三相电流。对于单方向旋转的泵类系统,一般没有剧烈的加减速过程,电机永远输出单方向的转矩。因此在转矩计算中,仅计算反馈的幅值,不考虑反馈电流的方向。此时,转矩计算模块如(图2)所示,将三相电流绝对值相加除以2,得到实际流过功率管的电流记为反馈电流if。由于BLDCM的电气时间常数很小,积分控制的延迟时间较长,无法及时抑制电流的脉动,电流环可采用纯比例控制。

对于伺服系统,为了满足电机加减速、正反转、起动制动以及电动发电运行对双方向转矩的要求,转矩计算不单单指电流幅值大小的计算,还包括电流方向的判断。从本质上讲,BLDCM属于交流电机,三相电流随着电机的旋转而交变,其相电流产生转矩的方向与电机转子的位置有关。

根据BLDCM电磁转矩Tem与相电流的公式,得

当电机顺时针旋转,在0～60°-60～120°换相阶段中,根据式(1),即

在60～12 0°非换相阶段,不考虑非导通相电流,,转矩公式为

当电机逆时针旋转,在120～180°-60～120°换相阶段中,减小,增大,是非换相电流,转矩公式为

因此,当考虑换相阶段三相导通时,转矩计算公式不仅与电机转子位置电角度有关,还和旋转方向有关。

3 仿真结果分析

2kW电机闭环转速给定为8000r/min,负载1.6Nm,母线电压270V。电机在第Ⅰ象限工作,分别对常规电流闭环控制方法和相电流闭环控制方法进行仿真。其A相电流(A)、母线电流(A)、转矩(Nm)、电机转速(r/min)波形如(图3、4)所示。

(图3)是开关频率为20kHz的常规电流闭环控制的仿真波形。可见A相电流的脉动较大,尤其在换相时刻,由于相电感的存在,在换相结束后的导通阶段相电流有一个逐渐增大的过程,在120°导通期间内相电流峰峰值为6.70A,平均值为8.61A,有效值为8.81A。

(图4)是开关频率为20kHz的相电流闭环控制仿真波形,其A相电流较平稳,未出现图3中的换相波动,但存在斩波脉动,在120°导通期间内相电流峰峰值为3.03 A,平均值为8.81 A,有效值为8.85A。母线上M点电流波动较小,平均值为5.11A。但换相转矩脉动依然存在,峰峰值为0.61Nm,转矩平均值为1.60Nm。转速波动范围为0.06r/min,平均值为7999.6r/min。

4 结论

在换相期间,分别在考虑斩波和不考虑斩波两种情况下的三相电流进行分析,指出了BLDCM的转矩脉动主要来自于非换相电流的脉动,提出了无非换相斩波的PWM方法,与其他斩波方法相比,该方法降低了关断相电流的下降速度消除了非导通相电流,有利于转矩脉动的减小。

摘要：分析了BLDCM的换相转矩脉动,指出了引起转矩脉动的主要原因是:关断相电流的下降速度大于开通相电流的上升速度,得到了减小电机低速运行时非换相电流脉动的方法,该方法的原理是令换相期间脉宽调制信号的占空比α等于两倍的稳定运行时脉宽调制信号的占空比α1(2α1=α法)。在此基础上,提出了基于三相电流的相电流闭环控制。指出只有三相电流控制才能有效控制相电流。分别通过仿真验证了基于三相电流的相电流闭环控制能够有效的减小非换相电流的脉动。

关键词：BLDCM,相电流控制,转矩脉动

参考文献

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[3]李自成,程善美,秦忆.不同PWM调制方式下无刷直流电机电磁转矩的计算[J].微电机,2010,43(3):10-13.

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电机电流 篇7

各种DTC的改进控制方法均致力于改善其低速和稳态性能，减小磁链和转矩脉动[5]。而尽量减小DTC启动时的过大电流，也是DTC研究中需注意的问题[6]。本文提出一种直流预励磁的方法应用于DTC策略中，即在零电压矢量和某一固定有效电压矢量之间进行切换，当电流超过设定值时即切换到零电压矢量，有效解决了启动电流过大的问题。

1 感应电机数学模型

在α-β静止坐标系中，使用定子和转子磁链矢量作为状态变量的感应电机方程为[7]

式中，Ψs和Ψr为定子和转子的磁链矢量;Vs为定子电压矢量;ωr为转子的电角速度;Ls和Lr为定子和转子的自感;Lm为互感;Rs和Rr为定子和转子的电阻。

电磁转矩可使用定子和转子磁链矢量的叉积表示为

式中，Np为电机的极对数;σ=1-Lm2/LsLr为漏感系数;δsr为负载角。

假如控制定子磁链变化的速度远大于转子的时间常数，可认为在这段时间内转子磁链恒定，所以只要控制定子磁链幅值不变，通过改变δsr便可快速控制电磁转矩。

2 感应电机直接转矩控制

2.1 空间电压矢量的形成

直接转矩控制的实现建立在空间电压矢量基础上，围绕电机的磁链和转矩进行直接控制，因此先介绍空间电压矢量的形成。

图1是电压源型逆变器(VSI)的示意图，其中uDC为逆变器输入侧的直流母线电压。逆变器每个桥臂的上下两个开关信号是互补的，即当T1管有门极驱动信号导通时，电机A相电压uAN=(2/3)uDC，当T4管有门极驱动信号导通时，电机A相电压uAN=0。

若用3个开关信号Sa、Sb、Sc来表征逆变器中全部6个开关器件的通断状态，且设当某相开关信号为1时，表示该相上桥臂的器件导通，为0时表示下桥臂的器件导通，可得用开关状态表示的逆变器输出电压空间矢量Vs(SaSbSc)。共有6个有效电压矢量V1(100),V2(110),V3(010),V4(011),V5(001),V6(101)和2个零电压矢量V0(000),V7(111)。

对于上述8种逆变器的开关状态，就形成了8种逆变器输出电压。假设电机A相电压uAN单独作用时形成的空间电压矢量位于定子三相坐标系A轴上，则不同开关状态下逆变器输出的空间电压矢量Vs可表示为

式中，Vs为空间电压矢量;uDC为直流母线电压;Sa、Sb、Sc为三相逆变器的开关状态。

2.2 直接转矩控制原理

两电平电压源逆变器的输出只有8种电压矢量，包括6个有效电压矢量(V1～V6)和2个零电压矢量(V0,V7)。根据有效电压矢量的位置，坐标平面分为6个扇区，如图2所示。

假定定子磁链矢量落在第1扇区，转速为逆时针方向。应用电压矢量V2、V3可增大转矩，而使用V5、V6可迅速减小转矩。同理，应用V2、V6可增大磁链幅值，而使用V3、V5则减小磁链幅值。当V0或V7作用时，定子磁链幅值保持不变，转矩将减小。

2.3 减小启动电流方法

由于电机在启动时磁通尚未建立，若直接启动电机可能会造成启动电流过大引起装置保护。实际应用时可采取预励磁措施先让电机内部建立起磁通再启动。预励磁的方法为直流预励磁，即在零电压矢量和某一固定有效电压矢量之间进行切换，当电流超过设定值时就切换到零电压矢量，使用该方法可在增大启动转矩的同时有效减小启动电流。

3 仿真和实验结果

实验系统控制板采用(TMS320F2812)DSP芯片，主开关器件选用2SK1941，逆变器PWM开关频率为30 k Hz。系统的外环使用PI速度控制器产生转矩参考值，控制系统框图如图3所示。异步电机和控制系统参数为:采样频率fs=10 k Hz;Pn=2.2 kW;Un=380 V;fn=50 Hz;Np=2;Rs=2.99Ω;Rr=1.468Ω;Lm=0.221 H;Lls=Llr=9.05 m H。

3.1 仿真结果

在Matlab/Simulink中对直接启动和预励磁启动进行比较研究，图4是电机从静止启动到900 r/min和0.3 s时突加7 N·m负载的仿真波形。

如图4所示，电机以最大转矩14 N·m启动，当转速到达给定转速后，转矩迅速变为0 N·m，而后在0.3 s负载转矩从0突增至7 N·m，转矩迅速响应了负载的变化，说明DTC的动态响应迅速。由于采用预励磁措施，启动电流大幅减小，峰值不超过10 A，如图4(b)所示，而直接启动电流接近35 A，如图4(a)所示。

3.2 实验结果

图5给出了新DTC方法在空载时从静止到1 500 r/min的启动波形，通过对PI速度控制器进行限幅，电机快速达到额定转速，证实DTC方法动态响应迅速的优点。另外，从图5还可看出采用预励磁措施后，启动电流峰值不超过10 A，与仿真结果一致。

考察DTC系统对负载变化的抗干扰能力，进行了突加、减载实验如图6所示。可看出输出转矩响应迅速，系统对外部负载转矩表现出良好的抗干扰能力。由于实验机组通过磁粉制动器加载，直接断电后并不能立即卸去全部负载，所以图6中的输出转矩在加、减载时的响应略有区别，主要表现在减载时转速变化较小，转矩并未像突加负载时快速变化。

4 结束语

针对感应电机DTC系统启动电流过大的问题，将一种直流预励磁的方法应用于DTC策略中。该方法在减小启动电流的同时，增大了启动转矩，改善了DTC的性能。

摘要：针对感应电机直接转矩控制(DTC)系统启动电流过大的问题。提出一种将直流预励磁措施应用于DTC中的方法,即在零电压矢量和某一固定有效电压矢量之间进行切换,当电流超过设定值时就切换到零电压矢量。仿真和实验结果表明,该方法能有效减小启动电流,增大启动转矩,改善了DTC的性能。

关键词：感应电机,直接转矩控制,启动电流

参考文献

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[5]史俊昌,任一峰.新型异步电机直接转矩控制策略[J].煤矿机械,2013,34(3):85-87.

[6]郭冀岭,王远波,王君瑞.基于Matlab感应电机直接转矩控制系统限制启动电流的仿真[J].电气传动,2006,36(6):27-30.

高压同步电机轴电流分析及改装措施 篇8

益达化工股份有限公司电机与焦炉气压缩机滑动轴承损坏频繁, 通过对损坏轴承的分析, 大多轴瓦乌金表面电腐蚀严重, 有部分已出现坑洼现象, 电机轴与压缩机轴也有不同程度的电腐蚀 (麻点) 。针对以上大范围出现的轴瓦损坏事故, 分析认为轴电流对轴承的电腐蚀是轴承损坏的主要原因。下面就简要分析一下轴电流对滑动轴承的影响及防止措施。

1 轴电压和轴电流的产生原因

电机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压我们称之为轴电压。在正弦交变的电压下交流同步电机才能正常运行, 也只有在正弦交变的磁场中电机的转子才能正常地工作, 如果电机的定子铁心的圆周方向上的磁阻出现不和谐的情况, 那么可能产生与轴相交的交变磁通, 进而形成交变电势, 在交变电势的作用下, 一旦电机产生转动的磁极旋转, 很可能影响到各磁场极的磁通, 使各磁场极的磁通发生变化, 形成于轴交链的磁通。而这些于轴交链的磁通会随着磁极的不断旋转发生变化形成轴电压。在这种情况下产生的电压是延轴向发展的, 一旦该轴电压和轴两侧的轴承直接接触, 就会形成回路, 进而产生轴电流。还有一种, 电机在运行过程中, 载荷的波动和旋转部件产生摩擦而在旋转部件上产生静电荷, 电荷逐渐积累也能产生轴电压。这种由静电荷产生的轴电压和上述由磁交变所产生的轴电压虽然都能够产生电压, 但是两者在机理上存在着很大的区别。由静电荷产生的轴电压是非周期性的, 并不是持续的, 影响轴电压大小的因素有很多, 比如载荷、润滑状况等。

正常情况下, 我们测得轴电压大约是0.5-2V, 但是如果出现异常情况, 比如电流回路阻抗变小, 在这种情况下, 会形成很大的轴电流出现, 对电机轴承及压缩机轴承造成危害, 且危害巨大。

2 轴电流对轴承的损坏及特征

一般情况下, 电机旋转时电机轴处于悬浮状态, 轴与轴瓦中间有润滑油膜存在不直接接触。但在实际当中由于按装、载荷、对中等因素影响, 轴与轴瓦有瞬间接触的情况出现。当轴电压较低时润滑油膜仍能起到绝缘作用, 不会产生轴电流。轴电压增加到较高数值时, 尤其是电机刚启动时, 轴承内油膜还未稳定形成轴电压击穿润滑油膜而放电, 构成回路产生轴电流, 轴电流从金属接触点通过。接触点较大时轴电流密度较小在轴承表面会形成麻点, 当接触点较小时, 轴电流密度较大在瞬间产生高温, 使轴承乌金局部烧熔, 熔化的乌金在压力的作用下飞溅。熔化乌金较少时在乌金表面会出现小凹坑, 熔化乌金较多时就会出现烧瓦现象。一般由于电机轴和曲轴的硬度及机械强度比乌金的高, 通常表现出的症状是乌金表面被点击出现麻点, 严重时出现凹坑, 轴的表面出现条纹状的电弧伤痕。在发生轴承烧损事故时, 通常只注意机械、配合方面的原因, 忽视轴电流对轴承的危害。更换轴承后, 因轴电流的存在, 还会出现轴承烧损事故。

使用滑动轴承的电机, 在发生轴承烧损事故时, 要特别对轴瓦表面仔细检查。凡是轴电流引起的轴承损坏, 在检查轴瓦时会发现乌金表面有分布不匀的麻点, 电机轴和曲轴上有条形状的麻点。轴承在转动过程中, 在接触的地方电阻很小, 并将润滑油挤向两边, 不会产生电击, 当有小间隙产生时就会出现类似于电火花的放电现象产生, 将轴表面与乌金表面电击出麻点。

3 轴电流产生的防止措施

(1) 将电机定子与转子之间的间隙调整均匀, 尽量使电机转子在一个对称的磁场中运行。

(2) 由轴交变磁通所产生的轴电压, 对于电机滑动轴承, 一般采取电机两端轴承座加绝缘板, 并对轴承座紧固螺栓进行绝缘, 使轴电流通路切断。对于与电机刚性连接设备采用在电机两侧各加一块接地碳刷, 碳刷接地必须可靠, 这样就能随时将电机轴上的电荷引向大地, 使轴电流对轴与轴瓦的电腐蚀降到最低。但是在实际的工作中, 由于各种各样的原因, 很多的绝缘处理措施工作都很不到位, 根本起不到绝缘措施的作用, 无法阻止轴电压形成轴电流。所以我们要经常检查轴承座的绝缘强度, 用500V摇表测量绝缘不低于0.5MΩ。

(3) 对于轴和轴瓦之间的润滑油 (绝缘油) , 必须定期检查, 化验润滑油的纯度和水含量, 根据化验结果进行过滤处理以清除润滑油中的金属微颗粒和水分等杂质, 从而保证油膜的绝缘度满足要求不被低电压击穿。

4 结论

总之, 由于轴电流会对设备造成危害, 且危害巨大, 我们应该深刻意识到这一问题, 虽然交流大型电动机产生轴电压是没有办法避免的事实, 但是由轴电压形成的轴电流却是可以避免的, 所以我们应该采取有针对性的措施来尽可能地阻止轴电流的形成, 最大程度地降低轴电流对设备的危害。一般通过以上处理, 特别是加装接地碳刷, 基本可将电动机的轴电流消除, 如有残留也对设备构不成危害。轴与轴瓦的实际使用寿命可由原来的几十小时提高到几千小时, 并避免了轴承的突然烧损, 从而保证了设备的安全稳定运行。

注:轴电压频率有不确定性, 所测得轴电压0.5~2V有误差.

摘要：通过现场高压同步电机与焦炉气压缩机轴瓦烧损的故障处理, 分析了轴电流产生的原因及电机和焦炉气压缩机滑动轴瓦的危害, 并提出防止电机产生轴电流电腐蚀的有效措施。

关键词：轴电流,轴电流电腐蚀危害,防范措施

参考文献

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[4]罗胤, 李坤鹏, 徐鹏, 薛方方.水轮发电机电流故障的诊断与分析[J].电工技术, 2013, 3.

发电机负序电流异常增大的原因分析 篇9

发电机在正常运行时发出的是三相对称的正序电流。发电机转子的旋转方向和旋转速度与三相正序对称电流所形成的正向旋转磁场的转向和转速一致, 即转子的转动与正序旋转磁场之间无相对运动, 也称为同步。当电力系统发生不对称短路或者负荷三相不对称时, 在发电机定子绕组中就流过负序电流, 该负序电流在发电机气隙中产生反向的旋转磁场相对于转子来说为2倍的同步转速, 在转子中就会感应出100 Hz的电流, 该电流主要部分流经转子本体、槽契和阻尼条, 在转子端部附近沿周界方向形成闭合回路, 这就使得转子端部、护环内表面、槽契和小齿接触面等部位局部灼伤, 同时负序 (反向) 气隙旋转磁场与转子电流之间, 正序 (正向) 气隙旋转磁场与定子负序电流之间所产生的振动频率为100Hz。鉴于以上原因, 发电机应装设负序电流保护并在画面实时监视, 遇到异常紧急情况, 运行人员立即采取措施保证发电机安全稳定运行。

2 发电机负序电流产生的原因

一般稳态负序电流在发电机定子中存在时间较长, 而暂态负序电流在定子中存在时间相对较短, 这是由产生原因而定。

(1) 由于输配电及供电系统电网结构不合理, 或有大容量的单相负载, 使系统三相负载不平衡, 造成发电机不对称运行, 这种情况产生的负序电流可能在定子中较长时间存在。

(2) 因系统内或发电机本身产生不对称性短路故障, 如输电线路单相接地、两相短路、发电机定子匝间、相间短路等产生的负序电流, 存在时间较短。

(3) 系统发生非全相运行, 如带有单相重合闸的输电线路, 或发电机并 (解) 时, 出口断路器发生非全相合 (断) , 这时负序电流的存在时间久定的作用。

2016年3月18日14:10, 某电厂2号机监盘人员发现2号发电机负序电流由186A快速升至386A, 最大短时上升至414A。负序电流变化前后发电机有、无功没有变化 (P=660MW, Q=177 MWar) 。静子电流A相由19447 A降至19301 A, B相由19499 A升至19669A, C相由19492A升至19639A。

3 负序电流突然增大的原因分析

结合此电厂实际, 其监视画面电流突然增大的原因主要有以下几点: (1) 500kV系统不对称负载; (2) 厂用电或励磁系统缺相运行; (3) 发电机CT及测量回路故障; (4) 机组内部故障。针对上述可能的原因, 对引起负序电流变化的参数及设备进行检查、分析:

3.1 负序电流变化后, 500 kV系统各开关情况。

由表1可以看出, 500kV两条出线负载三相基本平衡, 可以排除因系统不对称负载造成的负序电流突变。

3.2 检查设备

对发电机、厂用电、励磁系统及主变等设备进行检查, 未发现发热、放电及异常现象, 发电机各部温度正常。

3.3 发电机振动

联系热控人员, 调取SIS记录, 从趋势曲线中可以看出发电机在负序电流变化前、后, 发电机两端振动基本无变化。

3.4 综合参数分析

综合以上各参数分数, 初步判断负序电流产生的原因为发电机CT或测量回路存在异常。于是, 继保人员对2号发电机机端、中性点电流回路进行了通流检查工作, 电流回路未发现异常, 怀疑负序电流变送器输出存在问题, 拆下该负序电流变送器, 对其进行校验分析。检查结果如下。

3.4.1 2号发电机机负序电流变送器参数

型号JA977412-A3输入:0~5 A, 输入相:A、C相, 25000/5A, 输出4~20mA负序电流范围0~0.5A (二次值) 对应一次电流值为0~2500A, 检查DCS量程设置正确:输出4~20mA对应0~2500A。

3.4.2 2号发电机负序电流变送器投运前校验情况

由于变送器的输出最大为0.5A (折算成一次值2500A) 负序电流, 电测标准室校验时, 通入变送器的电流最大0.5A的A、C相电流 (按负序角度通入) , 从0.1~0.5A, 从校验结果来看 (图1) , 5个点都是合格的。

3.4.3 本次临检 (停机) 2号发电机负序电流变送器的检

本次停机模拟正常运行时变送器的输入、输出情况进行检查, 图2是输入1~5A正序电流时变送器的输出结果。

从图2可以看出, 当输入1~5A (二次电流, 正序值, 负序分量为0) , 此时变送器的输出应该是4mA, 上图中的1~5A的5个点没有一个是合格的。以第三个点为例, 二次电流值为3A, 折到一次侧为15000A, 输出为4.793827mA, 对应DCS负序电流显示为156.25×4.793827-625=124A。也就是说, 假如发电机三相电流都为15000A, 且角度对称, 这时发电机没有负序电流。但该负序电流变送器仍有124A的负序电流输出。这就是问题所在:该负序电流变送器内部的负序电流滤过器并未完全滤除输入量中的正序分量, 导致在输入正序分量时, 负序滤过器输出端仍有输出 (正序分量) 。

3.4.4 关于负序电流变送器的校验问题

查阅资料, 关于负序电流变送器并没有专门的校验规程, 询问省内等单位同行, 和我厂校验方法基本相同, 按负序电流变送器的输出量程通入输入电流, 取负序角度通入, 分别取5个点, 校验每个点的误差, 从而校验负序电流变送器的准确性, 这样校验和实际运行工况还是有很大的差别, 最起码这次小修按这种方法并没有发现负序电流变送器的问题, 所以校验工作还应结合现场的实际运行情况, 这在我们今后的工作中要加以改进。

3.5 解决措施

(1) 更换负序电流变送器;

(2) 完善负序电流变送器的校验方法:除了按常规校验方法取输出量程对应的输入量, 而且还要模拟正常工况输入正序电流和输入三相不对称电流来验证负序电流滤过器的可靠性;

(3) 举一反三, 梳理全厂序分量变送器, 按校验计划安排重新校验。

4 负序电流增大异常处理 (机组运行)

机组运行中负序电流异常现象发生后, 为防止异常原因未明确或异常继续发展造成的设备事故, 一方面进一步查找负序电流变化的原因, 另一方面根据负序电流可能出现的原因要求运行中采取以下应对措施:

(1) 要求运行人员及点检、维护人员加强对发变组、励磁系统、升压站等相关设备的检查, 特别注意有无放电、发热或异常声响。要求保护人员对发电机回路CT及测量回路开展细致排查, 尽快判断异常发生位置。

(2) 对厂用电系统及各主要辅机参数密切跟踪分析, 若负序电流由厂用电系统、励磁系统或主要辅机缺相运行引起, 应及时停役对应辅机、系统甚至机组。

(3) 对500kV系统参数密切跟踪分析, 若发电机负序电流由500kV系统异常引起, 应立即检查运行中的机组负序电流情况并汇报调度核实系统运行情况, 请求调度处理。若线路存在非全相运行工况时, 应汇报调度, 拉开非全相运行的线路开关, 以保证发电机安全运行。

(4) 要求运行人员监盘期间, 将发电机负序电流值调入监视大屏作为主参数随时监视, 每小时抄录负序电流值并进行对比。如发现负序电流上涨, 应立即与发电机静子电流、发电机振动、发电机各部温度及500kV系统运行参数等值进行比较分析, 及时发现异常参数的关联度。

(5) 加强对发电机各部温度变化的监视分析, 如有异常升高, 及时判明原因并调整。特别要注意在发电机定冷水进水温度及进风温度一定的情况下, 发电机各部出水温度、出风温度、端部及铁芯温度的升高情况, 以此判明发电机一次部分是否存在异常。

(6) 如负序电流增长较快, 且发电机振动同步增大, 发电机各部温度同步上升时, 应立即汇报公司及部门领导, 降低发电机有、无功负荷, 降低负序电流。如负序电流及相关参数继续上升时, 应立即汇报公司领导停机。

(7) 发电机长期稳定运行其负序电流不得大于额定值的8%, 当负序电流达10.5%额定电流值时, 负序电流监测仪将报警。如果负序电流达到10.61%额定电流值时, 负序电流保护反时限保护 (转子表面过负荷保护) 将启动, 延时将机组与系统解列, 按事故停机处理。

5 结语

负序电流除对发电机和电动机影响外, 还对变压器、输电线路、机电保护等造成影响。负序电流会造成变压器一相电流大, 另两相电流小, 达不到额定容量, 同时还会造成损耗增大;负序电流在输电线上传输, 实际上负序功率并不做功, 但造成了电能损失, 降低了输电线输送能力;负序电流增大可能会引起网络中以负序分量启动的继电保护装置误动作。因此, 为防止危害的发生, 运行监盘人员应该时刻关注其变化, 遇到异常情况应该立即采取措施确定是真正意义上的负序还是测量回路原因显示的异常, 查明故障点后根据实际情况及时采取应对措施, 保证设备和人生安全, 保证输电线路及电网安全稳定运行。

摘要：指出了负荷或系统的不对称, 引起负序电流流过发电机定子绕组, 并在发电机空气隙中建立负序旋转磁场, 使转子感应出两倍频率的电流, 引起转子发热。大型机组的热容量裕度一般较小, 所以要特别强调对大型发电机的负序电流的监视。详细分析了在机组正常运行中由于二次回路设备的异常引起监视画面负序电流突然的增大的原因。

关键词：负序电流,异常,增大

参考文献

[1]张保会, 尹项根.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社, 2005.

[2]电力行业职业技能鉴定指导中心.继电保护:11-059[M].2版.北京:中国电力出版社, 2009.