[发明专利]一种同步电动机的晶闸管在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步电动机的晶闸管在线监测方法。

背景技术

同步电动机晶闸管励磁装置广泛应用于各种类型的同步电动机上，它采用晶闸管等电子元器件组成无触点电路控制励磁电流，省去了励磁发电机、特殊励磁接触器，与励磁发电机比较，其励磁系统的可靠性、投励成功率、励磁效率有了极大的提高；同步电动机的运行过程按运行状态可划分为：起动、运行、停车三个过程。在设计中，起动过程中采用两个数字量输入信号：亚同步信号(转子转速未达亚同步/达到亚同步)与转子感应电压极性信号；输出信号有灭磁控制信号、投励控制信号。运行过程中励磁装置的输入信号有同步信号、励磁输出电流反馈信号和同步电动机运行时的功率因数信号，同步信号是数字量，励磁输出电流反馈信号需要处理的唯一的一个模拟量；运行过程中励磁装置的输出信号有移相、触发脉冲；移相就是以控制角对应的时间定时，定时时间达到的时刻，发出触发脉冲。停车过程分为逆变停车和非逆变停车，逆变停车过程中励磁装置的输入信号是同步信号电压过零时刻的开关量；输出信号则是把移相角设定为逆变状态，发出触发脉冲。一般多采用非逆变停车过程，仅考虑输出信号，即灭磁晶闸管的触发信号，使停车过程的感应电流经放电电阻泄放。

一般的励磁装置，其所有环节普遍都是为实现对整流晶闸管进行有效控制而设置的。但是在静态检测时，由于工作人员调节励磁电压电流的操作和系统的闭环控制掩盖了故障的现象，使得整流晶闸管的失效、损坏很难被发现；励磁装置中的状态不稳定的晶闸管对同步电动机有很大的影响，为维持所需的励磁电压电流，必须使正常的晶闸管的移相角前移，以便用来补充因晶闸管损坏而不能提供的电压电流，此时即会造成电压波形不对称、瞬间电压过高、励磁电流波动、对电网造成不平衡的影响的状况，长期持续则会烧坏同步电动机。因此，倘若励磁装置具有对晶闸管的实时在线监测及状态显示功能，则可保证同步电动机的正常运行，从而也维护了整个系统。

另外，在晶闸管整流桥的所有晶闸管必须全部都处于完好的情况下，励磁装置才能够采取逆变停车方式进行停车；否则，在停车过程期间，如果有任何一个晶闸管使用不佳或已损坏，则采取逆变停车方式必然导致逆变颠覆，立即烧毁其余全部的晶闸管，以至产生上下桥臂短路而烧坏电机的现象。因此，利用现有技术而采取逆变停车的方式，存在着较大的风险且达不到良好的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种同步电动机的晶闸管在线监测方法，具有晶闸管在线实时监测及状态显示功能和晶闸管预检测功能，以便在同步电动机起动运行之前即可以检测出晶闸管的好坏，以克服现有技术不能较早的发现晶闸管故障、易造成励磁装置带病运行、不能及时检修、逆变停车不稳定的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种同步电动机的晶闸管在线监测方法，包括以下步骤：在每个触发脉冲发出时刻的前后，各测取一个电压值，然后进行比较、运算，判定相应的晶闸管是否被有效触发；如果晶闸管触发脉冲发出时刻之前测取的电压小于在晶闸管触发脉冲发出时刻之后测取的电压值，表明晶闸管被触发后有效开通；如果晶闸管触发脉冲发出时刻之前测取的电压大于在晶闸管触发脉冲发出时刻之后测取的电压值，说明晶闸管被触发后未有效开通。例如在每个20ms周期的电压波形图上对应的位置，对励磁电压采样12次，晶闸管触发脉冲发出时刻之前，测取电压值V12，在晶闸管触发脉冲发出时刻之后，再测取一个电压值V21，然后将电压值V12、V21相比较，如果V21＞V12，表明晶闸管被触发后有效开通；如果V21＜V12，说明晶闸管被触发后未有效开通；依次检测完六个晶闸管，然后根据这六个晶闸管的状态判断出晶闸管正常或损坏。

晶闸管的在线监测用同一个单片机来完成，在每个脉冲发出时刻的前后，通过励磁电压采样电路测取两个励磁电压值，经模数电路转换后，送入单片机运算，检测出所有晶闸管的状态；用单片机中的一个8位数据寄存器记录晶闸管的好坏状态，数据寄存器的第1位至第6位分别记录每个晶闸管的好坏状态，正常状态下将该位置于1，反则将该位置于0。

在同步电动机开车之前测试励磁装置的灭磁和投励环节，人工扳动一个开关或按动一个按钮，使JC端点产生一个高电平指令；根据这个指令使单片机发出晶闸管触发脉冲，并检测励磁电压，从而检测出晶闸管的好坏。