林  森

(淮南矿业集团有限公司顾桥煤矿，安徽淮南232001)

    摘要：介绍了WKLF－11型微机全控励磁装置在淮南矿业集团公司顾桥矿压风机上的应用，总结了该装置的技术优点，分析了其性能。压风机良好的运行情况证明了WKLF－11励磁装置具有较好的稳定性。

    关键词：微机全控励磁；WKLF－11；压风机

中图分类号：TH 45    文献标识码：B    文章编号：167l－8550(2009)01—0041－02

Application of WKLF－11 PC full control excitation device on fan pressure

LIN Sen

(Guqiao Coal Mine of Huainan Ming Group Company, Huainan 232001, China)

    Abstract: Based on the application of WKLF--11 PC Full Control Excitation Device (WPFCED) on Pressure Fan in Huainan Guqiao Coal mine, this paper focuses on the advantages and the performances of the WPFCED. The good effect of running improves the stability of WPFCED.

    Key words: PC full control excitation; WKLF－11; pressure fan

    大型煤矿的自动化系统中，电机励磁系统是压风机控制设备中重要的组成部分。近年来，微机全控励磁自控技术得到了广泛的应用，彻底解决了其它励磁装置存在的电动机启动脉振、投励滑差捕捉不到、投励冲击、运行中启动电阻发热等问题，并具有失步保护、不减载自动再同步、闭环调节和控制等功能，极大地提高了电机的稳定性。

    淮南矿业集团公司顾桥煤矿是一座年产1000万t的大型现代化矿井。为适应生产需要，安装了5台D－100／8－e4型空气压缩机，采用同步电动机拖动。励磁采用WKLF－11型微机全控励磁装置，该装置是以电力电子技术现代控制理论与微机技术相结合的新一代励磁调控装置，它自动调节电磁参数，与电机相匹配，与供电系统网络的要求相适应。自安装使用后，大幅提高了同步电机及机组的动态稳定性，减少电机由于电网或负载等突然波动而导致电机失步的机率。并且WKLF－11型微机全控励磁装置采用人一机界面(GUI)操作及维护过程智能化，提高了工作效率。

    ——启动无脉冲：平稳、快速的异步启动电动机，实现电动机降压和全压启动；

    一一多种运行模式：具有自动或手动两种运行模式。当设置为自动(闭环)运行时，采用内外双闭环励磁调节系统，内环提高励磁系统调节的快速性，外环充分保证在电机负载或电网电压波动时功率因数恒定运行；

    ——失步保护及不减载自动再同步功能：在保持过励、欠励、缺相等常规保护功能的基础上，增设了失步保护及不减载自动再同步功能。该装置能迅速检测并采取可靠技术措施使同步机自动恢复再同步，保持连续运行；

    ——全数字式控制方式：既避免了由于器件的温漂和震动造成的励磁漂移，也根除了手动励磁调整时，由于电位器接触不良而造成的输出跳动现象。使电机运行更稳定可靠；

    ——极高的可靠性：该装置采用冗余设计原理，具有两套独立的微机调节控制通道，备用通道自动跟踪工作通道。在各种故障情况下，可自动实现平稳无抖动切换；

    ——操作简单、维护方便：具有RS一485串行通讯接口，利用MODBUS RTU协议通信，支持在线和离线操作，可方便地与后台上位机连接。

2  WKLF－11励磁装置关键技术

    WKLF－11系统的组成见图1，其关键技术包括：

    ——异步启动：在异步启动过程中电机依靠异步力矩加速，消除启动脉振及电机启动时间长等问题，并采用了感应电压正负半波启动电阻对称接入法，根据电机参数合理配用启动电阻；

    ——双闭环励磁调节器：该装置引入了转子励磁电流与定子功率因数负反馈相结合的双闭环调节系统，包括以励磁电流调节器实现的内环和以功率因数调节器实现的外环。励磁电流调节器一直处于投入状态，它以励磁电流作为控制对象，以可控硅触发导前角为被调量。在转子冷态和热态阻值变化或励磁电源AC 380V电网波动时，迅速调整可控硅触发导前角，维持励磁电流输出恒定(等于给定值)；

——失步保护和不减载自动再整步：在引入了双闭环励磁调节器后，在电网及负载波动时能自动调节励磁电流，实际上缩小了电机失步的机率，但在大扰动情况下电机仍可能失步。在失步保护判别中。通过判定转子感应电流幅值、频率及失步振荡次数等多项判别依据，可进入整步控制程序引导电机重新进入同步。如果由于扰动时间过长或电机负载率过高出现再整步不成功的情况，此时会以跳闸方式确保设备安全。

    工业生产时对压风机的电源、电气隔离以及自适应功能提出了极高的要求。综上所述，WKLF—11微机全控励磁装置从原理上保证了其具有较好的可靠性，然而在应用过程中，从安装到操作维护仍需要监控人员的参与，其不可避免地带来一定的操作风险。因此该装置在设计中充分考虑了工业现场的应用要求，其特点是：

    ——大量采用集成电路，优化了励磁装置的结构，抗干扰性能强，故障率低，降低了维修成本；

    ——整流主回路及触发脉冲相互之间完全电气隔离：WKLF－11微机励磁充分考虑了工业现场运行中的各种干扰，采取全面的抗干扰措施。WKLF－11微机励磁转子滑差及失步检测采用霍耳磁平衡器件隔离，电机定子电压电流数据采集分别通过电压电流变换器隔离，输入输出接点数据由光电器件隔离，触发脉冲由脉冲变压器隔离；

    ——故障状态下的甩功能：该装置具有以往励磁装置所不具备的功能，在故障情况下，装置自动退出闭环，甩掉闭环功能以保证电机正常运行。

    稳定运行带来了直接的经济效益，WKLF－11微机励磁装置运行状态良好，励磁装置故障率大幅度下降，不仅节约了硬件成本，而且减少了人工成本，为安全生产打下坚实的基础。通过对比发现，每年可为企业节约维修费用8．9万元，经济效益十分可观。

    WKLF－11型微机全控励磁压风机在淮南矿业集团公司顾桥煤矿投入使用3年，表明该控制器提高了同步电动机运行的安全可靠性，励磁装置故障率大幅度下降，社会和经济效益显著，具有较好的推广应用价值。

参考文献：

[1] 房晓平，刘红日等．WKI．F系列微机全控装置在化工生产中的应用[J]．《西部煤化工》，2008(1)：59，71．

[2] 范道宇．微机控制励磁在泵站自动化中的应用[J]．《水利水文自动化》，2006(2)：19～22．

[3] 张江．不同的励磁方式直流牵引电动机的特性分析[J]．《理论与实践》，2008(5)：54～55．

收稿日期：2008－l0－06

作者简介：林森(1975－)，女，江苏徐州人，淮南矿业集团有限公司顾桥煤矿，电气工程师。