WKLF-600变频驱动无刷同步电动机交流励磁装置技术性能介绍js600001B..doc

WKLF-600系列变频起动无刷同步电动机交流励磁装置 技术性能介绍 文档编号：JS600001B 北京前锋科技有限公司 概述 大型同步电动机由于软起动或工艺调速要求变频器驱动时，传统的直流励磁交流励磁机系统在主电机低转速特别是零转速时无法给主电机提供有效励磁，因而无法满足主电机变频起动及低转速运行的要求。国外同类励磁系统普遍采用定、转子绕线式交流励磁机系统，励磁机定、转子均为空间分布三相绕组，定子绕组在外接三相交流励磁电源时产生旋转磁场，且其旋转方向被设计为与主电机旋转方向相反，旋转速度Ns由励磁电源频率及励磁机定子绕组的极对数决定；主电机静止时，励磁机转子绕组以Ns相对转速切割磁场；主电机以转速N旋转时，励磁机转子绕组以Ns+N相对转速切割磁场；因此不论主电机是否转动，励磁机转子均能产生励磁电压，从而给主电机提供持续有效的励磁。 我公司从2004年初开始着手研发基于32位DSP处理器的新一代同步电机励磁系统，以全面替代于90年代中期研制的以单片机为核心处理器的励磁系统。其中以Excitrol-100调节器为控制单元的WKLF-100型同步电动机励磁装置于2005年11月通过了电力工业电力设备与仪表质量检验测试中心的动态模拟试验及型式试验检测，首台产品于2006年3月投入首钢动力厂工业现场考核运行；该项目获得了2006年度北京市中小企业科技创新基金无偿支持。在Excitrol-100调节器软、硬件平台上，进一步研发了专用于变频器配套的WKLF-112B型励磁装置，以及能满足变频器及工频起动、运行多种功能结合的WKLF-112型多功能励磁装置；其中WKLF-112型励磁装置于2009年5月通过了TMEIC东京工厂测试。2007年末，我公司研制成功Excitrol-400调节器，并以此为控制单元推出了WKLF-402型无刷同步电动机励磁产品。2009年初，我公司研制成功Excitrol-500调节器，在此基础上推出了WKLF-502系列无刷同步发电机励磁装置；同时通过了电力工业电力设备与仪表质量检验测试中心的动态模拟试验、型式试验及模型辩识试验检测。 WKLF-600系列变频起动交流无刷励磁装置是我公司研发的能适应变频起动的无刷同步电动机励磁系统，其核心控制单元为在系列Excitrol调节器软、硬件技术平台上二次开发的Excitrol-600型无刷同步电动机微机励磁调节器。该系列装置包含WKLF-602型及WKLF-602B型两种产品，均具有双套调节器及双主回路配置。WKLF-602B励磁系统专用于持续变频运行机组，WKLF-602型励磁系统则增加了工频切换适配及工频运行功率因数等自动调节功能，可满足变频起动变频运行或变频起动工频运行等多种现场运行方式要求。 Excitrol-600励磁调节器为结构独立的控制单元，其功能涵盖了励磁系统所有测量、控制、调节与保护；如触发脉冲形成与功率放大、模拟量测量、接点量开入开出、参数整定与励磁调节、软硬件故障监测、双机通讯、后台通讯、与PC机或液晶操作面板通讯等等。双套调节器之间只通过CAN通讯电缆连接，无任何公用部分，真正做到百分之百软、硬件冗余。 Excitrol-600励磁调节器采用具有超大规模集成度的32位嵌入式DSP处理器做为核心控制单元，其150MHz的主时钟频率足以应对任何复杂的快速运算；Excitrol-600励磁调节器内部几乎所有模拟量测量均采用快速傅立叶变换（FFT）运算，具有很高的抗工业现场干扰能力。可广泛应用于石油、化工、冶金、矿山、水利、电力、煤气、建材、医药、轻工、纺织等工矿企业各类负载不同容量的需要变频起动的无刷同步电动机机组。 一、主要技术特点 1.1 采用具有超大规模集成度的32位嵌入式DSP处理器做为核心控制单元，主时钟频率为150MHz；励磁调节器具有超强的数字信号处理能力。 1.2 16通道模拟量采集均为每周期（每20毫秒）128点高速交流直接采样，并通过快速傅立叶变换（FFT）计算各电参数基波及有效谐波数值，信号测量不受工业现场干扰影响。 1.3 采用DSP、CPLD等超大规模集成电路，最大限度的减少硬件设计（即硬件功能的软件化设计），主控制线路板采用6层板结构，全面的表面贴装工艺。 1.4 通过精确测量交流励磁机定子侧基波及各次谐波电流、电压及功率因数间接计算主电机励磁电流；满足变频器或工频自动励磁调节器对主电机励磁电流控制的要求。 1.5 独创的同步触发控制方式，采用纯软件算法的可控硅同步触发追踪技术，可控硅移相控制精度不受励磁电源各次谐波影响。 1.6 通过两路4-20mA电流环（主电机励磁电流给定信号及转速信号）及必要连锁信号