通过对同步电动机端电压的幅值、频率的微调，使得同步电动机定子端电压和电网电压之差值达到下述指标时:Δf<1/4Hz、ΔU<2％UN、ΔSγ≈0(ΔSγ为相位差)，同步并网条件即告成立。系统封锁整流器和逆变器的全部触发脉冲，输出电流下降到零。与此同时，电动机并入电网，随后起动装置的电源侧和负载侧开关分断，结束起动过程。整步微调阶段历时约20s到40s。

 

    4  故障现象及原始处理过程

 

    4.1 并网超时故障

 

    (1) 故障现象

 

    并网超时是调试阶段、和投产初期较常出现的一个故障。主要现象是，转速接近1000r/min后，不能并网导致起动超时失败;在整步阶段的励磁电流为85A到130A之间，明显大于加速阶段的70A到75A之间。

 

    (2) 故障分析

 

    根据同步电动机的转速公式可知:

 

    式中:n电机的转速;

 

    u2整流器的输入电压;

 

    α整流器的移相控制角;

 

    Id直流回路的电流;

 

    r0逆变器的换相超前角即每相电流的起始点相对于该相自然换相点的角度;

 

    u逆变器的换流重叠角;

 

    φ气隙磁通。

 

    转速n与气隙磁通φ成反比，如果气隙磁通φ过大，将会抑制转速的上升，使转速达不到额定值，使并网超时起动失败。经分析、测试整步并网阶段励磁电流偏大有两个主要原因:

 

    如前所述，当进入整步并网阶段时，励磁的控制方式由恒磁通转为以电网电压为目标调节电机端电压。其指标是使电动机端电压U端与电网电压U网的误差在2％以内。当转速n大于95％时由加速阶段切换到整步阶段，由于电压上升速度远快于转速上升速度，这样就导致n约为95％时，U端＝(100%-2％)U网，也就是气隙磁通φ偏大，即励磁电流偏大，而且只要U端在(100%±2％)U网范围内励磁电流不再进行调整，最后使n=100％时，电机的端电压在上限值附近。

 

    对同步继电器进行测试发现其电压幅值匹配明显不合理，其幅值匹配是1.05U网＝U端。加前一因素的影响，使并网电压幅值控制目标实际是1.07U网＝U端，导致励磁电流过大，其他情况稍有变化，转速n就达不到额定值，使并网失败。

 

    (3) 对策措施

 

    根据这一情况把同步继电器的电压幅值匹配调整为0.975U网＝U端，整步阶段励磁电流明显下降，为70A到85A之间，消除了并网失败现象。

 

    4.2 编码器故障

 

    (1) 故障现象

 

    2001年7月1日，因其它故障导致三烧结1#、2#主排同时停机，主排具备起动条件后，起动1#主排，在起动过程中逆变控制单元MC2315出现“ERR2”故障(零电流超时)，使起动失败。然后起动2#主排，同样故障起动失败。

 

    (2) 故障分析

 

    零电流超时通常是因为转子位置检测错误或MC2315板故障引起的。这里采用光电编码器测量转子位置及转速，此类装置耐高温能力差，由于连续高温天气，环境温度过高，持续在65°以上。根据点检检查记录，编码器信号7、8通道已经不是标准方波，性能显著劣化。基本可以断定故障是因为编码器信号紊乱引起。由于更换编码器时间较长，可以考虑先冷却编码器，观察使用效果，再决定是否更换编码器。

 

    触发角取消在同步马达正常运转时，编码器的测速功能，关闭编码器电源。同时改善厂房内通风条件，降低 环境温度。延长编码器寿命。

 

    4.3 晶闸管短路故障

 

    (1) 故障现象

 

    2001年7月某次工事结束，起动1#主排，发现电动机不动，按紧停按钮终止起动。进行一些检查后，起动2#主排，故障现象不变。具体现象是:电动机励磁投入后，电动机声音反应正常(有电流通过)。主回路投入后，电动机声音反应正常，但不转动。起动装置的直流电流显示与设定的440A略有偏差。

 

    (2) 故障分析

 

    起动1#主排电动机不动。造成这种情况的可能原因有:没有励磁电流或励磁电流不足，没有主回路电流或主回路电流不足，编码器位置检测不正确，还有电动机本身问题造成起动力矩不足。

 

    由于在历次及最近的定修中，电动机的机械、电气参数完全正常，而且又是两台电动机同样故障，在这里可以暂不考虑电动机本身。励磁盘电流显示正常，电动机的二极管故障没有报警，励磁电流投入时电动机声音正常，可以认为励磁回路正常。

 

    首先更换编码器，但更换编码器后起动1#主排故障现象不变，说明与编码器无关。电动机电流的声音反应正常，说明电流确实流过定子线圈。我们发现三相交流进线电流不平衡。对整流器进行检查，发现软起动装置整流桥中1#晶闸管短路。更换晶闸管，启动装置运行正常。

 

    对降压变压器、晶闸管进行检查，发现软起动装置整流桥1#晶闸管短路，整流桥原理图如图2所示。

 

    图2    晶闸管整流桥原理图

 

    该装置中，整流器采用速度、电流双环控制，没有直接检测直流回路的电流，而是通过检测交流回路的电流来计算直流电流。整流桥晶闸管的工作顺序依次是12、23、34、45、56、61，如果1#晶闸管击穿，在12导通期间，直流回路有电流流过，从而在电机的定子线圈中有电流流过。由于启动电流限幅在20%，而电机的速度为零，即反电势为零，所以整流器晶闸管触发角比较大。触发3#晶闸管时，由于ab相经由1#、3#晶闸管短路，直流回路没有电流通过。降压变压器短路阻抗很大(8.6%)，限制了短路电流;同时，由于交流电流增大，系统计算出直流电流反馈增大，控制系统通过调节，及时地调节晶闸管的触发角，在下一个晶闸管触发时，触发角很大，限制了交流电流的持续增大，所以相应的晶闸管、快熔没有发生连锁反应损坏。由于实际流进电机的电流不大，使得电动机不能起动。

 

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