交流电气传动装置在电源压降低时的稳定运行分析

发表时间:2020/11/5   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:黄育坚
[导读] 摘要:交流电气传动装置指的是由电力设备和控制设备所组成的电力系统,但在供电设备运行的过程中,经常会出现电源压不稳定的情况,本文以电源压降低的情况为例,首先提出了影响交流电气传动装置在电源压降低时稳定性的因素,并在此基础上提出相应的优化策略,进一步保证供电系统运行的稳定性。
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        摘要:交流电气传动装置指的是由电力设备和控制设备所组成的电力系统,但在供电设备运行的过程中,经常会出现电源压不稳定的情况,本文以电源压降低的情况为例,首先提出了影响交流电气传动装置在电源压降低时稳定性的因素,并在此基础上提出相应的优化策略,进一步保证供电系统运行的稳定性。
        关键词:交流电气传动装置;电源压降低;稳定运行
        引言:随着我国经济的高速发展,各个领域对于电力资源的需求也在不断增多,交流电气传动装置作为供电系统中重要的组成部分,是保证供电效率和供电质量的重要因素。因此,如何在电源压出现突然降低的情况时,保证交流电气传动装置运行的稳定性,是当前电力行业从业人员关注的重点问题。
        1影响交流电气传动装置在电源压降低时稳定性的因素
        随着我国综合实力的不断增强,对于电力行业技术的改革和创新也在不断完善,但仍然无法保证供电系统在运行过程中会发生意外情况。交流电气传动装置是供电系统中的重要组成部分,但电源压在其运行过程中突然产生降低的情况会在很大程度上影响交流电气传动装置运行的稳定性。而在整个运行系统中,对于交流电气传动装置运行稳定性影响最为关键的因素,就是对于晶匣管的设计和调节工作。
        在对交流电气传动装置中晶匣管变流器进行设计时,技术人员经常会考虑到电源电压低于额定数值的可能性,这对于规模较小的供电系统十分重要。例如:单斗式挖掘机主机械的交流电气传动装置,在运行过程中突然发生电源压降低的情况,在24小时之内可能会出现很多次电源压低于额定电压值30%的情况,若无法保证交流电气传动装置的稳定性,进而使电源压不断下降,将会是晶匣管离开极限调节角,从而使整个交流电气传动装置发生断路的情况,并且大大降低了系统的可控性,最终导致整体系统和机械上的故障。因此,以该问题为出发点,探索出更多保证交流电气传动装置稳定性的策略,是维持供电系统安全、高效运行的关键[1]。
        2保证交流电气传动装置在电源压降低时稳定运行的策略
        2.1增加电力变压器整流绕组电压
        首先,可以根据晶匣管交流器在交流电气传动装置中电压下降的标准来进行准确计算,并根据最终结果来相应的增加电力变压器整流绕组电压。这样一来,电力变压器的容量也就相应增大了。值得注意的是,这种方式要根据交流电气传动装置以及整体供电系统的实际运行情况来进行使用,因为这种调节方式会成比例地增加电网消耗的无功功率。除此之外,异步电动机交流电气传动的使用,可以有效避免电力变压器整流绕组电压的过分提高,在电源压突然产生降低时调节电机磁通。
        其次,对于异步电动机交流电气传动的检验,可以通过额定电压矢量分量,来列出转子磁链磁化感抗与额定电流矢量分量以及转速之间的关系等式,并得出在标准转矩作用下到标准转速之前传动装置飞轮的加速时间。进而得出晶匣管变频器在电动状态下以最大速度运行时,需要有最大额定电压,并且在额定电压矢量分量中,定子电动势要占最大分量。基于此,考虑到交流电气传动装置实际运行的复杂性和突发性,通过减小转子磁链来降低晶匣管电压是最为安全、有效的方法。除此之外,在转子磁链和电动势类似主磁极磁通以及直流电动机电动势时,直流电动机励磁绕组的电磁惯性会更大一些,励磁机的功率也相对有限,无法在电源压突然产生下降时,保证与磁通的瞬间变化过程及规律保持一致。基于此,通过增加电力变压器整流绕组电压来调节晶匣管交流器可以更好地保证交流电气传动装置在电源压降低时运行的稳定性。
        2.2调节惯性时间
        调节异步电动机磁链的惯性时间也是维持交流电气传动装置在电源压降低时运行稳定性的重要途径。调节异步电动机磁链的惯性时间从实际上看与相同尺寸的电机的直流电电动机励磁电路时间的常数并没有本质上的区别。但交流电气传动装置和直流电气传动装置的根本区别在于,交流电气传动装置中的晶匣管变频器同时还具有电枢变换器和励磁机的功能。这样一来,交流电气传动装置中的转子磁链在瞬变过程中可以得到很大程度的加强,使晶匣管交流器的工作范围得到一个明确的规范,晶匣管交流器得到了稳定调节工作之后,才能使交流电气传动装置在电源压突然降低时,保证其运行的稳定状态。
        另一方面,晶匣管交流器所兼顾的电枢变换器和励磁机的功能,是保证交流电气传动装置在电源压突然降低时稳定运行的重要因素。由于额定电压矢量分量在电阻器上的电压发生下降,并且在转子磁链产生明显降低之前,使磁链加快下降的速度,保证与转子磁链降低频率保持一致。因此,为减小交流电气传动装置所需电压,只要适当减少磁链分量值就可以了。但由于额定电流的瞬变过程远远高于转子磁链的瞬变过程,所以在电源压突然发生降低时,需要不断调整晶匣管交流器的所需电压量和实际电压量的最大电压值。综上所述,电动机交流电气传动装置与直流电气传动装置之间的差别,就是通过对于晶匣管交流器的调节可以获得加强瞬变过程以及减少对所需电压的影响,从而在根本上,保证交流电气传动装置在电源压突然发生降低时,维持稳定的运行状态。
        2.3调节电动势给定器
        调节电动势能给定器为无惯性非线性环节,在进行该项工作时会在输出端产生电动势信号,当额定频率绝对值小于实际频率时,可以产生恒定的信号,并通过电动势给定器来保持定子电动势恒定,同时,转子磁链随着实际频率的增长而降低。基于此,调节电动势给定器最重要的是供电网电压与实际电压的比例,即避免定子电动势的限制的不稳定性。因此,在实际的调节工作中,当交流电气传动装置在第二装置区工作时,晶匣管变频器的电压会被最大程度的利用,电源压的降低将导致电动势的降低,这时,交流电气传动装置在第一调节区工作时,改变电源压将不会影响电动势。
        电动势的分出单元是对于一整流电路的调整,并向其输入端不断供应定子电动势,而在输出端所产生出定子电动势的实际数量。电动势给定器脉动的幅度以及频率取决于整流电路,可以将比例积分调节器用于调节电动势给定器,通过计算单元的非周期性环节以及输出信号在交流电气传动装置控制系统中的实际应用,来求出转差信号。利用图1所示电路,可以通过变频器调节电流,来保证电源压在突发下降时,交流电气传动装置依然可以维持稳定运行状态[2]。
       
        图1
        结论:综上所述,影响交流电气传动装置在电源压降低时稳定性的因素主要是在于晶匣管变频器的调解工作上。带不稳定限制的额定电动势调节电路的交流电气传动中,在电源压突然发生降低时,可以保证交流电气传动装置运行的稳定性,并在此基础上探索出更多保证交流电气传动装置在电源压降低时稳定运行的方法。
        参考文献:
        [1]王英臣.电气自动化交流传动控制系统分析[J].科技创新与应用,2020(19):51-52.
        [2]李晶,陈思.电气传动装置局部故障信息自动控制仿真[J].计算机仿真,2020,37(01):373-376.
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