无刷同步电动机欠压跳闸问题的解决方案

摘要：针对西门子无刷同步电动机拖动系统存在的控制系统对电网电压波动敏感，抗干扰能力差，系统易欠压跳车问题，提出了解决方案，经现场应用，取得良好的安全效益。

关键词：无刷同步电动机 欠压 可靠性

1 控制系统存在的问题

主通风机是煤矿安全生产的关键设备，必须实现连续运转，其电气传动系统必须具有高可靠性，淮沪煤电有限公司丁集煤矿、潞安集团余吾煤业等主通风机均采用先进的英国豪顿液压动叶可调轴流式风机，配置西门子无刷同步电动机拖动系统，电机额定功率3200kW，同时可对电网进行无功补偿。然而，该系统并非针对煤矿等应用而设计，当控制系统检测到系统电网电压波动欠压时，系统即发出指令使系统跳车。西门子无刷同步电动机拖动系统对电网波动敏感跳车问题，对于安全重于泰山的煤矿等重要场合而言，是重要的安全隐患。

2 西门子无刷同步电动机电控系统概况

西门子无刷同步电动机电控系统结构如图1所示。10kV断路器的控制，断路器合/分闸状态反馈等均由可编程逻辑控制器S7-300 PLC来实现逻辑控制。同步机励磁采用SIMOREG DC Master 6RA7018驱动，DC MASTER是全数字控制晶闸管整流器，它具有电流闭环控制、功率因数闭环控制、无功功率闭环控制功能，一般选择功率因数闭环控制方案，电机定子电压和电流6路交流信号由SIMEAS P采集。

3 解决方案

3.1 提高拖动系统供电可靠性

对于典型的10kV分段供电系统，西门子无刷同步电动机拖动系统系统供电和其它负荷混合，当任一地点的供电线路或设备发生故障，均可引起电网电压波动，很容易引起系统的跳车。因此，减少其它负荷对西门子无刷同步电动机拖动系统供电的影响，提高拖动系统的供电质量，可以提高拖动系统的运行稳定性。可对供电系统进行改造，改造后供电系统。改造后的供电系统由一台主变压器独自承担西门子无刷同步电动机拖动系统，另一台主变压器带其它所有负荷，从供电源头上减少其它负荷故障导致的电网电压波动对无刷同步电动机拖动系统影响，无疑可以提高其运行可靠性。

3.2 西门子无刷同步电动机控制系统改造

当10kV电网电压不稳定时，控制柜检测到400V进线欠压继电器失电，可引起控制系统发出跳车命令，根据现场运行经验，当电网波动欠压时，可使控制系统跳闸延时500ms，这样就可以提高系统的抗干扰能力。因此，可修改励磁柜控制柜程序如图2所示，使其欠压延时500ms跳车。

由于同步机励磁驱动器DC-MASTE对电网电压进行监控，可根据现场实际，调整驱动器欠压保护设定值-5%～-20%，使其承受较宽的电压波动范围。

4 结论

通过对西门子无刷同步电动机拖动系统供电改造及控制系统程序的修改，经现场应用，解决了其电网波动欠压易跳车的问题，对于安全高于一切的煤矿等重要应用场合，可以大大提高系统连续运行的可靠性。

参考文献：

[1]郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术[M].南京：东南大学出版社，2003.

[2]赖昌干.矿山电工学[M].煤炭工业出版社，2006.9.

[3]黄孝和.一种新型的无刷同步电动机[J].北京理工大学学报， 1998（01）.

作者简介：

俞静（1982-），女，安徽淮南人，助理工程师，现从事机电技术管理工作。