摘要：在现阶段的发展中，我国的机电事业得到大幅度的发展，其中机电技术和设备都得到了较为明显的提高，在本文中，主要以同步电动机为例，进行较为详细的分析。对于同步电动机而言，是机电设备中的重要设备，在水利泵站中，同步电动机都是必不可少的一项设备。
关键词：水利泵站；同步电动机；应用
引言
随着异步电动机的同步转速下降，其功率因数将明显下降，而随着同步电动机容量的增大其励磁装置的造价占总价格的百分比也明显下降，因此在容量大、转速低的工作机械中采用同步电动机拖动的优越性是显而易见的，但对于目前应用同步电动机拖动的范围能否进一步扩展则是人们需要认真研究的问题。
1同步电动机与异步电动机的比较
1.1 主共性能的比较
同步电动机过载能力大，转速恒定，全压直接起动时堵转电流倍数及堵转转矩与异步电动机大致相当。为了保证在带载起步时的自动牵入同步，其牵入转矩在新设计的同步电动机中可达0.9-1.0(单位)以上。同步电动机的效率值一般可稍高于异步电动机，尤其在低转速的电动机中由于异步电动机的功率因数明显降低，同步机效率的提高将更为明显。
1.2 运行方式的比较
同步电动机运行方式灵活，既能运行于越前功率因数，又能运行于滞后功率因数，可按企业的最佳运行方式运行，在空载时候也有明显的节能效果。例如，恒功率因数方式运行的同步电动机可保持电动机本身以最高效率运行；恒无功方式运行的同步电动机不仅能保持无功输出，还可使端电压波动降至最低；负荷群的恒功率因数运行方式又可使负荷群运行于最佳方式。
1.3 使用维护及可性方面的比较
就电动机本身而言，滑环式同步电动机的使用维护比滑环式异步电动机简单，而无刷式同步电动机与鼠笼式异步电动机相比大致相当。因此，只要提高同步电动机励磁及起动控制系统的可靠性，提高其运行的自动化程度，大力简化系统及线路，在我国目前的技术水平和工业条件下经过一定的努力，二者完全有可能达到接近等同的程度。即使是全电子线路，只要认真地进行可靠性设计，严格加工工艺和操作使用规程，其平均无故障工作时间达到50000-100000小时以上并非困难之事，而其维修完全可以采用更换（或投入）备份和备用插件的方法在数秒至数分钟内完成。
2同步电动机故障
在现阶段的发展中，同步电动机的故障较为普遍，主要分为以下几个方面：一是定子铁芯松动，运行噪声大；二是定子绕组端部绑线崩断，绝缘磨损，连接处开焊，导线在槽口处断裂引起局部短路；三是转子励磁绕组接头处发生开裂、开焊造成局部烧蚀；四是电刷与滑环松动，造成火花过大；五是同步电动机长期运行后绝缘老化。以上五个故障是比较普遍的故障，通过一些简单的处理措施就可以良好的解决。
3同步电动机中可控硅励磁装置与微机励磁装置的应用分析
当前我国水利泵站同步电动机配用可控硅励磁装置，其主要电路分为三相半控桥和全控桥模式，微机励磁装置主电路也分这两种模式。
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3.1微机励磁装置三相半控桥电路，基本保留了原装置的技术性能，针对可控硅插板接触不良、励磁不稳定和灭磁性能差等缺陷，在原理设计时做了一些改进，结合微机技术组成微机励磁装置。这套装置对原可控硅励磁存在的故障采取了相应措施，主要有：（1）失步保护。失步通常有带励失步的失励失步，它们共同特点是存在一个不减的交流电流，测取其在转子励磁回路中的分量信号进行智能分析，准确判断电机是否失步，并准确工作于跳闸，使电机免遭失步冲击；（2）失步不带载整步。同步电动机在运行中如确认已失步后，电机处于异步运行，装置中KQJ继电器自动处于释放状态，通过KQJ常闭触关，使KQ可控硅在低压下导通，改善电机异步驱动特性，电机转速上升后进入临界滑差，按准角励对电机实施整步，使电机恢复到同步状态；（3）投励环节采用准角强励整步，电脑自动选择最佳投励角投励；（4）失步检测。当电机正常运行时，三相可控硅导通角一致，自动处于平衡状态。如遇触冲回路断线或接触不良而造成脉冲丢失时，主回路三相不平衡或缺相运行，装置能自动检测到失控信号并报警；（5）主电路采用无续流二极管三相半控桥整流电路，使电机在启动时振动减小，但要求减少控制，否则易造成三相不平衡或缺相运行，也不能灭磁；（6）独立的灭磁系统。为弥补主电路不能灭磁的缺陷，另有独立的灭磁系统，当电机因故跳闸停机时以减少其对电机的损伤程度。该装置具有结构简单，价格较低和已采用的BKL可控硅励磁装置稍作改进便实现微机励磁进行泵站监控的改造等特点。
3.2微机全控励磁装置分析。结合某抽水站所采用的励磁系统是WKLF-41型微机控制增安型无刷同步电动机励磁系统，其是以电力电子技术、现代化控制理论与微机技术相结合的励磁调节系统，它的设计与电机电磁参数相匹配，适应了供用系统网络的要求。三相全控桥整流电路，对称性好，可逆变，因此其性能比三相半控桥优越，触发器十分可靠性，它采用的方式为双窄脉冲加尖脉冲的脉冲，其它励磁装置存在的起动脉振、投励滑差捕捉不到、投励冲击、运行中起动电阻发热等问题，而它完全解决了上述问题，并能实现闭环调节和控制，并且加强了同步电动机和供用电网络和动态稳定性，优化了无功分配，具有失步保护和不减载自动再同步性能，还实现的许多控制、限制、保护和自诊断自恢复功能。由于该装置采用全数字式励磁调节，它有两个完全独立的自动通道互为备用，每一个通道具有闭环自动和开环手动功能，两套为工作通道，互为备用通道，并自动跟踪工作通道工作，在工作通道故障时，备用通道自动切换工作通道，切换过程无抖动，提高了整机可靠性。该装置具有如下特点：（1）起动过程平稳、迅速、无脉振。异步电机在异步起动中具有良好的对称转矩特性，满足电机降压和全压启动；（2）它能够准确捕捉到滑差，投励无冲击。做到真正准角投励，而且设有零压计时投励作为后备投励环节；（3）内外环双闭环调节使得应用更加稳。内环发挥同步电动机自身极限同步能力而避免电机失步，作为励磁电流调节环使用，提高励磁系统调节的迅速性；外环在电机负载波动或电网电压波动时维持功率因素恒定运行，作为功率因素调节环使用；（4）定子电压电流分别由小PT、小CT隔离，为了增强了抗干扰能力，输入输出开关理均通过继电器、光耦隔离。插件和元器件、配线采用进口优质元件，大大提高装置的可靠性；（5）该装置还拥有失步保护及不减载自动再同步功能。当扰动超过同步电动机同步能力极限而失步时，能迅速检测并可靠地使电机自动地恢复到同步运行，具有过励、欠励、缺相等保护功能；
3.3微机励磁装置的应用分析。微机励磁装置在某抽水站的应用，在机组启动运行时，该套装置全数字励磁调节，可直观的反映机组投励情况，在机组运行过程中的各种量值（如投励、运行时间）等能够及时储存反映，对提高泵站管理水平具有重要意义。
结束语
综上所述，泵站同步电动机的故障在于原可控硅励磁装置的性能只能满足基本功能要求。微机励磁装置利于泵站现代化管理功能趋于完善，可以有效减少电机故障。
参考文献：
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[2]高会明.泵站设备故障分析与管理养护的要点分析[J].科技创新与应用，2017（17）：189.
论文作者: 郭俊娇,佟兆楠,耿振涛
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/29
标签：同步电动机论文; 励磁论文; 装置论文; 电机论文; 泵站论文; 微机论文; 可控硅论文; 《建筑模拟》2018年第14期论文;