广州蓄能水电厂装机2400MW,其可逆式机组水泵工况触及大型同步电动机的起动，计划以接连变频器(SFC)起动为主,机组背靠背起动为辅.广州蓄能水电厂二期工程设备4台300MW可逆式机组, SFC选用Siemens公司的全数字大功率SIMOVERT S电流源型交直交变频调速设备,恒磁调压/调频主张，可接连逐台起动4台机组.SFC和机组励磁体系选用数字式Simadyn-D操控体系.?
1同步电动机变频起动原理 电机变频起动时，转子绕组通入励磁电流,定子由SFC供电，由定子频率操控转子转速.SFC输出的频率在起动开端时调得很低,然后逐步上升至额外值，运用同步转矩的效果，使电机的转速随变频器输出频率同步地升至额外值.Siemens公司联络双反响理论和矢量操控理论，疏忽凸极式同步电动机d，q轴磁路不对称、转子阻尼绕组和磁化曲线的非线性等非有必要要素的影响，将三相电机等效为直流电机进行操控［１］.SFC整套设备由功率单元、操控单元构成，电机励磁单元为自并励可控硅静态励磁，由机组励磁体系操控，SFC的软、硬件装备及操控框图见图1.SFC首要技能参数为：额外电压18kV,额外功率18MW, 额外转速500r／min,过载系数1.3, 输出频率0～52Hz,整流器额外触发角26.3°,逆变器额外触发角141°.
2SFC的功率单元? SFC的功率单元包含输入变压器、直流耦合电路、整流器和逆变器三有些.输入变压器容量16.8kVA，运用其二次侧三角形绕组阻隔滤波，削减整流器发作的谐波电压对电网的影响，下降电网谐波含量.?
直流耦合电路装设2个26mH的平波电抗器，用以按捺直流回路纹波，改进逆变器晶体管的作业条件.SFC输出侧电抗器的效果是避免逆变器换流时电流添加过快而损坏晶体管元件［２］.?
SFC的整流器和逆变器选用三相全控桥式电路(三相六拍).整流器晶体管选用电源的沟通电压换相，120°导通型逆变器晶体管选用同步电动机的定子反电动势换相.变频器每个桥臂由12个双极型晶体管BJT串联而成，冗余装备，单个晶体管的缺陷不影响变频器作业.从操控单元到功率单元，晶体管BJT的触发及查看信号选用光电耦合技能，即选用光纤及光电改换器材进行传输.晶体管水冷，格外冷却和内冷却.内冷却回路用去离子水循环直接冷却晶体管,去离子水有再生设备，用碳化硅作吸附资料.取自消防环管的外冷却水用于冷却去离子水.?
3SFC操控单元?
SFC操控单元选用Siemens公司20世纪90年代初研制开发的具有国际抢先水平的可安闲装备模板式硬件，软件编程选用图形化的全数字多微处理器操控体系Simadyn-D，见图1.?

3.1硬件?
硬件首要有处理器板、通讯板、通讯缓冲板、触发器板、确诊板、光电输入输出板、I/O板、操作面板OP1等.悉数硬件均以刺进卡的办法设备在规范机架上，共有6个处理器板，每个处理器板处理纷歧样使命，使操控体系具有健旺的运算功用.6个处理器之间及与外设操控板之间经过有些总线和通讯总线进行内部高速数据通讯，而Simadyn-D与监控体系之间经过I/O板和通讯板等硬件模板完毕内/外部高速数据通讯和信息沟通.
3.2软件组态及功用?
SimadynD体系是Siemens公司在Window 3.1途径上开发的数字进程操控体系，选用全图办法的编程言语STRUC G进行软件计划开发.功用块是软件计划的最小组态单位，包含逻辑块、算术块、确诊块、信号改换块、I/O块和通讯块等.一个功用块即一个子程序，恰当于硬件计划中的集成电路.只需求用鼠标从图形库中挑选预先编制好的功用块，将各功用块彼此联接并设定参数，即构成完毕必定的体系操控功用的软件功用包，首要包含逻辑操控、次第操控、操作员操控、通讯操控、开环或闭环操控、矢量操控及监督等软件功用包，而各软件功用包的有机组合构成了用户程序.用户程序按功用类型均衡装备各软件功用包，别离由6个微处理器进行实时处理，即所谓的多微处理器、多使命并行处理技能［３］，然后完毕对SFC的各种高速开环或闭环操控、运算、查看、监督、报警及确诊等功用.?
a. 开环或闭环操控.整流器选用速度和电流双闭环操控，逆变器选用矢量操控技能.SFC输出丈量选用霍尔效应改换器型电压互感器，概括抵偿核算后发作同步电动机电压模型MV的磁通矢量，完毕对电压模型的矢量操控，使逆变器每次都挑选在定子与转子磁场矢量互成90°时进行换相［１］.速度闭环操控功用包NRG完毕对整流器速度环的闭环操控及监督；电流闭环操控功用包MN1完毕对整流器电流的闭环操控及触发单元的监督；矢量操控功用包SMS完毕对逆变器负载换相的矢量操控及监督，低速作业时断续换相触发脉冲的操控及监督；进程确诊功用包DIA完毕对SFC有关进程操控量及信号的实时确诊闪现，行将各进程操控量及实时信号存储在DIA的盯梢存储器中，经过D/A改换器随时输出，供缺陷确诊剖析用.?
b. 供电操控.USV/UUM/ULS/UGR等监督功用包完毕对SFC体系中首要功率器材如SFC进出口开关、功率单元、同步电动机等的概括操控和监督；逻辑操控功用包EAL概括各监督功用包、次第操控功用包AST的操控信号、操作员操控功用包BED和通讯操控功用包KD3的指令字，完毕对SFC主电路和辅佐电路分闸或合闸的次第操控；操作员操控功用包BED完毕对SFC的现地操控，并组态操作面板OP1的输入及闪现；通讯操控功用包KD3与通讯板相协作，完毕SFC与监控体系的联网通讯；冷却水操控功用包UUK操控晶体管BJT的表里冷却水.?
4SFC的作业?
a. 转子方位查看和初始定位.SFC选用电气测角和测速办法.起动前投入机组励磁,在转子磁场逐步树立进程中，定子绕组感应出三相电动势，电压模型MV对电动势积分就可得气隙磁链Ψ的巨细和转子方位角［１］.核算时刻的挨近协作,确保励磁与SFC查看程序之间严密同步，这也是悉数起动进程中最为要害的一步.起动时期，Simadyn?D操控坚持电机磁通安稳，完毕恒转矩调速.由所以恒磁通操控，经过对定子电压丈量,即可核算出转子方位角.?
b. 断续换相作业.断定转子初始方位后，依照矢量操控理论中力矩星形散布状况，SFC区别同步电动机起动时刻能发作最大正加快力矩的两相定子电流，触发晶体管导通，给对应的两相定子绕组通电，发作一个超前转子磁场的同步定子磁场，两个磁场彼此效果，使转子取得最大电磁转矩［１］，转子开端翻滚，由整流器操控SFC输出电流的幅值，由逆变器操控SFC输出电流的频率.为确保起动后加快时期电磁转矩的安稳，转子翻滚的一同改动输入定子电流的频率，使转子磁场与定子磁场同步旋转，而且在空间矢量上，坚持定子磁势超前转子磁势的夹角不变.?

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