关键词：同步电动机；半控桥晶闸管励磁装置；全控桥晶闸管励磁装置
前言：
由于近几年来，广大用户对三相半控桥励磁技术和三相全控桥励磁技术的应用存在较大的疑虑，这对励磁技术的应用和发展产生了重大的影响，为了解开广大用户对三相半控桥励磁技术和三相全控桥励磁技术的疑惑，本文对三相半控桥晶闸管励磁装置和三相全控桥晶闸管励磁装置的性能进行比较，促使励磁技术得到进一步的发展和应用。
一、半控桥晶闸管励磁装置
BKL新型半控桥式同步电动机励磁装置在1981年被中国核工业电机裕兴技术开发公司推出，还装置实现了控制插件、领却风故障下同步电动机依然可以稳定的运行，并具有不停机更换故障插件、丢失自动整补的功能，为同步电机的稳定运行提供有强有力的保障。但要注意的是半控桥励磁装置在用旁路二极管对电动机的震动产生影响，但要不用旁路二极管时，也会让半控桥励磁装置的电路产生失控，并使半控桥励磁装置的调节范围减少，不能使用逆变灭磁，其谐波干扰就会变大。BKL新型半控桥式励磁装置在推出后得到广大用户的一致好评，也得到了广泛的使用，从推出至今已经投运了2000多台，容量也从250达到了10000KW。半控桥式励磁装置个可靠性主要是依据主桥臂中晶闸管的工作情况进行选择的，因此，半控桥式励磁装置在运行期间晶闸管的温度低，就会延长该装置的使用寿命，与此同时，主桥臂中整流管故障率也会低于晶闸管。如某水利站的抽水泵用7000KW同步电动机，励磁电业240V，励磁电流492V，在用全控桥式励磁装置时每年都会出现主桥臂中晶闸管大量损坏的现象，在1988年利用BKL新型半控桥式励磁装置之后，主桥臂中晶闸管从启用至今依然保持良好，没有再出现主桥臂中晶闸管大量损坏的现象。
二、全控桥晶闸管励磁装置
全控桥晶闸管励磁装置有6只晶闸管，主要用于﹢A、﹣C、﹢B、﹣A、﹢C、﹣B六向可控整流。全控桥晶闸管励磁装置与20世纪70年代设计的KGLF10系列的相比，全控桥晶闸管励磁装置对灭磁电路进行了优化和创新，它把传统的灭磁电路中的V7和V8两只晶闸管融合成了一只晶闸管，让灭磁实现低通值启动，高通值运行。全控桥晶闸管励磁装置中的主流产品是某北京科技有限公司的WKLF系列的同步电机微机励磁装置，该磁装置调节范围大，没有失控区，谐波干扰小，能逆变灭磁，但该装置较为复杂，维修起来比较困难。
三、半控桥和全控桥晶闸管励磁装置的性能比较
（一）观点一
当全控桥在触发脉冲时，就会使流桥出现颠覆导致停机，就当前情况来看，全控桥双微机热备励磁装置与半控桥励磁装置对比分析如下：①就可靠性来说，半控桥励磁装置的整流度较大，其运行可靠性要比全控桥双微机热备励磁装置高。②全控桥双微机热备励磁装置主要是为了解决更换故障硬件被迫停机的问题③全控桥励磁装置在运行中的控制角不能超过60°，当控制角超过60°时，就会让该装置中的灭磁电阻带电，情况严重时，会造成灭磁电阻烧毁，但半控桥励磁装置则没有这种条件限制。
（二）观点二
同步电动机微机励磁装置主要采用的是三相全控桥式整流电路，并配有相应的保护措施，三相半控桥式整流电路与三相全控桥式整流电路的对比分析如下：①三相半控桥式整流电路在工作是产生的谐波较大，要是多台励磁装置同在挂在低压360V，其低压系统就会被谐波所污染，也会对低压系统上的其他设备进行干扰，因此，在大中型同步发电机中是不会使用三相半控桥式整流电路的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆②同步电动机微机励磁装置由于受传统器件的发展限制，让其不能实现双套控制电路互为热备，在利用三相半控桥式失控工况不停机更换故障插件后，让同步电动机微机励磁装置这一问题得到了有效的缓解。③三相半控桥式整流电路中灭磁电阻，大多采用直接跳断接触器或者阻容灭磁的方式，阻容灭磁则需要配置专用的灭磁电容箱，在对灭磁电容箱进行充电时，要对晶闸管进行反向放电，且放电时间必须在3.3ms低谷时间内完成。
（三）观点三
半控桥励磁装置的优点：操作简单，使用成本不高，还可以在失控工况中不停机更换故障插件，且维护方便，对使用者要求也不高；半控桥励磁装置的缺点：在用旁路二极管时会对电动机的震动产生影响，不用旁路二极管时，也会让半控桥励磁装置的电路产生失控，会让半控桥励磁装置的调节范围减少，不能使用逆变灭磁，其谐波干扰比全控桥励磁装置谐波干扰还要大。全控桥励磁装置的优点：调节范围大，没有失控区，谐波干扰小，能逆变灭磁；全控桥励磁装置的缺点：它与半控桥励磁装置相比，全控桥励磁装置的使用成本高，且电路较为复杂。
四、从使用和维修探讨三相半控桥和三相全控桥的利弊
（一）使用方面
在水利站中刚开始采用直流发电机励磁，逐步升级为KGLF10型励磁装置，该装置在运行过程中容易出现故障，随之又优化创新为半控桥式同步电动机励磁装置，该装置在运行过程中，出现的故障率极低，一般出现故障就是主桥臂的晶闸管遭到损坏，其原因就是控制极开路。三相全控桥只注重控制电路，往往忽略了主桥臂晶闸管的灭磁电路，而半控桥在失控工况下还能更换故障插件，让设置保持正常运行，不会出现问题。现在的励磁装置都在6.5～8.5倍，减小了转子感应的电压，同步电动机微机励磁装置将V7和V8两个灭磁电路串联，要是其中的一个电路遭到损坏，则两个都会不同，因此产生的故障也就较多，但随着科技的快速发展，现在灭磁电阻采用的是15V左右的低通值灭磁，实现巩固连接，让装置得到高通值运行。半控桥式同步电动机励磁装置中的二极管灭磁电路已经得到了广泛的应用，使用这种电路，可以降低励磁装置的故障率，延长装置的使用年限，节约使用成本，为励磁技术的发展提供强有力的支撑。
（二）维修方面
对于谐波干扰、停机时长期通电等情况，在实际操作中对机组正常运行是不会产生影响的，对微机监控、网络通信也不会造成任何的影响。在同步电动机定子断电时，励磁晶闸管可对整流电路今次那个关闭或者处于逆变状态。全控桥励磁装置中的灭磁电路在控制电路灭磁时，一般只需5s，在灭磁过程中如果出现电路故障或者逆变，全控桥主桥臂就会产生故障，这也是全控桥励磁装置损坏主桥臂晶闸管的主要原因，而半控桥励磁装置通过灭磁电阻和二极管的转子形成并联电路，并迅速的灭磁、放电，不会让主桥臂产生故障。此外，对于通用型的电动机，都可采用半控桥单微机式励磁装置或者是PLC触摸屏半控桥式励磁装置，其运行安全、维护简便、电路简单，因此，在中小型或者是运行负荷不高的机组中，都可以使用半控桥单微机式励磁装置，可以节约使用的成本，并且操作简单，还可以在失控工况中不停机更换故障插件，且维护方便。
结语：
综上所述，三相半控桥晶闸管励磁装置和三相全控桥晶闸管励磁装置都有各自的性能，三相半控桥晶闸管励磁装置操作简单，使用成本不高，还可以在失控工况中不停机更换故障插件，且维护方便，对使用者要求也不高；三相全控桥晶闸管励磁装置调节范围大，没有失控区，谐波干扰小，能逆变灭磁。但要注意的是两个装置也都有缺点，这就需要相关的研究人员加强对装置的优化和创新，促使励磁技术得到更好的发展和应用。
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论文作者:夏新洋 蔡振宇
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
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