（华润电力（菏泽）有限公司 山东菏泽 274000）
摘要：直流软启动控制器主要特点是通过控制IGBT的导通角，按设定斜率（电压和时间的比率）控制直流电动机的输入电枢电压到额定值，有效控制电机的启动电流平滑上升到负载电流值，从而限制直流系统电压的大幅波动，达到保护电机主接触器、蓄电池和电机的目的。本文主要介绍我司直流油泵控制柜投产以来发现的主要问题及解决方法。
关键词：软启动 IGBT 直流油泵 PLC
1概述
华润电力（菏泽）有限公司#1、#2机组主机、小机、密封油直流油泵设计均为软启动控制方式，该系统是由PWM驱动控制器，软启动控制器，高性能IGBT模块，PLC、触摸屏、开关电源，散热系统，保护吸收电路等有机结合组成，通过PWM控制模块主回路电压输出，从而达到对直流电机调速的目的。其工作原理框图如下：
工作原理框图：
1、 A、B为直流电机电枢绕组，A为“+”，B为“-”；
2、 a、b为直流电机励磁绕组， a为“+”，b为“-”；
3、 远控开机、停机信号；
4、 检测部分为扩展功能，分为闭环检测和其他信号检测；
5、本地控制有多种控制方式，可为电位器控制、仪表控制或触摸屏控制等；
6、 远方控制分计算机终端（DCS）控制或远控箱电气控制等；
7、 1/2/3/4脚为工作状态远传，可提供无源接点至DCS；
8、 电流远传可以为75mV信号，也可为4~20mA信号；
2运行中出现的主要问题
自我司#1、#2机投运以来，主机和小机润滑油泵多次出现启动失灵和IGBT击穿故障，虽然经过多次处理（更换控制板、IGBT和采样板），都未能解决根本问题。
3故障原因查找与分析
经过不断的检查、试验，分析认为我司直流电机软启动器故障产生的原因是电机运行过程中，停机信号发出后，控制电机电枢回路的直流接触器立即断开，高速转动的直流电机电源突然切断，由于电机电枢绕组的电感作用，电枢线圈会产生很高的反向电势。这样会在电机控制回路的辅助灭磁回路中产生很高的浪涌电流，浪涌电流超出系统的检测值和保护值，导致系统误判断为电机运行过流（过载）故障。其次是在停机时，虽然励磁回路和电枢回路同时得到停机指令，但由于电机电枢绕组的接触器和励磁绕组的接触器存在不同步断开的特点，尤其在励磁绕组先断开时，存在施加于电机励磁绕组上的电压会先于电枢绕组电压消失的可能性，造成电枢电流瞬间增大，发生过流情况，如果电流超过一定程度，会引起器件损坏。通过以上分析，结合我司直流软启动控制器的回路布置和启停逻辑，对我司使用的直流软启动控制器指出以下三点缺陷：
3.1 电机电枢绕组的电流采样用霍尔传感器安装位置不合理，造成电机在停用时将回路的灭磁电流当成电机的运行电流来处理。
3.2 我司使用的直流软启动控制器只设计了软启动，没有考虑软停止，电枢绕组的主接触器和励磁绕组的接触器分开设置，存在不同步的现象。
3.3 直流软启动控制器中的IGBT是实现电机软启动功能的主要器件。IGBT在进行斩波的过程中会产生大量的谐波分量，对控制器进行电磁干扰，引起控制器死机，造成电机不能正常启动。
4解决方案
针对停机时由于电机自由停车出现的反电势，对控制系统的软件进行升级，将PLC原程序及触摸屏菜单改为带有软停止功能的程序，同时现场试验确定最佳控制曲线，当设备停机时，电机的电枢电压可以在设定的时间内，呈线性逐渐降低，当低于设定的停止电压时，才彻底切断输出，软停功能可以避免突然切断输出时，对系统造成的冲击。对主回路元器件进行必要的维护，针对曾出现的电磁噪声干扰的问题，将原主控板更换为最新的一体化集成主控板，彻底解决由于电磁干扰导致的IGBT无故不导通和不能关断导致IGBT击穿的故障。
方案说明：
4.1 将电机电枢绕组电流采样用霍尔传感器的位置由续流二极管和电机电枢绕组间改至外侧，避免电机在停用时将回路的灭磁电流当成电机的运行电流来处理；
4.2 将直流软启动器的控制用PLC逻辑进行升级，优化控制参数，实现电机的软启动、软停止功能；
4.3 将原来直流软启动控制器的主控板和触发板更换成二合一的主控制板，增强其抗电磁干扰的能力；
4.4 在IGBT和续流二极管的散热底板下方加装冷却风扇，加强其换热，保证直流软启动控制器在长期运行时IGBT和续流二极管的散热能力；
5结束语
主机、小机、密封油直流润滑油泵是保障汽轮机和发电机油系统正常运行和事故保安的重要设备和最后手段，他能否快速、可靠的投运，直接影响到汽轮机和发电机的安全、稳定运行，我司通过对直流油泵控制系统的改造和升级消除了设备的潜在安全隐患并成功消除了设备的主要缺陷，目前设备运行稳定，为公司安全经济生产打下良好基础。
参考文献：
[1] 赵俊生;原霞.《电机与电气控制及PLC》
[2] 刘慧娟;张威.《电机学与电力拖动基础》
作者简介：
杜宇 华润电力（菏泽）有限公司技术支持部电气主管
邮箱：duyu@crphz.com.cn刘敦舒 华润电力（菏泽）有限公司技术支持部电气专业师
邮箱：dsliu@crphz.com.cn
论文作者:杜宇,刘敦舒
论文发表刊物:《电力设备》2016年第5期
论文发表时间:2016/6/16
标签：电枢论文; 绕组论文; 电机论文; 接触器论文; 回路论文; 软启动论文; 电流论文; 《电力设备》2016年第5期论文;