浅述老式励磁装置的改进与全数字励磁装置的推广及应用

摘要：文章主要讲述老式KGFL系列同步电机励磁装置的改进和全数字励磁装置的特点，目的是为矿山及各行各业同仁提供技术改造和挖潜增效、降低成本的方案，为以后矿山启动设备全数字励磁装置的推广应用奠定基础。

关键词：全数字；同步机励磁装置；大型矿山设备

中图分类号：TM341 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）09-0056-02

目前工矿企业中有不少的同步电动机励磁装置是20世纪七八十年代的产品，电路基本形式以KGFL10型为代表，是分立元件插板式的电路结构，长期运行至今，其控制和触发部分故障率明显增加，严重影响设备的正常运行。而KGLF-2C型同步电动机励磁装置，系全数字化产品，此励磁装置具有良好的自诊断功能，能够进行运行参数及故障管理，可在线修改和显示当前运行的各种参数，可循环存储故障信息，运行可靠，维护简单等优点，是目前取代KGFL10系列最好的替代产品。下面，我将KGLF-2C型全数字同步机励磁装置与KGFL10做详细分析和阐述。

1 适用范围

本励磁装置可适用于水泵、矿山通风机、气体压缩机、球磨机、自磨机、破碎机、轧钢机等重型负载类型的同步电动机励磁系统。

2 KGFL10系列产品与KGLF-2C产品的不同

简单地说，KGLF-2C系列产品是在KGFL10系列产品的基础上研制和开发的，是工业现代化、生产自动化的产物结晶，也是人类减轻劳动负担、提高劳动生产率的必然结果。

KGFL10系列励磁装置是国内20世纪80年代初期产品，是当时大型重负荷启动设备同步电机的必要启动设备之一，它以经久耐用、自动投励准确度高而被广泛推广，其主要优点是采用分立元件插板式的电路结构，缺点是分立元件多、焊点多、插座多、易虚焊、脱焊等，造成设备不正常启动。

KGLF-2C全数字励磁装置，是近年来发展起来的先进替代产品，它以占用空间小、故障率低、易于维护等特点越来越被广大用户所喜爱。运行参数由人机界面触摸屏设定，可微机智能完成转差率检测、灭磁控制、运行显示、实时投励、脉冲形成、故障自诊断等功能，可在线修改和显示当前运行的各种参数，并可循环存储故障信息。

3 KGFL10励磁装置的改进应用

现在使用的20世纪80年代的KGFL10同步电机励磁装置，使用至今其灭磁部分故障和触发部分故障率越来越多，已经进入维修更换期，由此，我建议可以使用深圳普威尔公司的一种新产品——维修通用型同步电动机的励磁控制器进行技术改造，它除了完全恢复励磁系统的运行功能外，还能显著提高原来励磁系统的性能。改造工作中，可以保留原来的柜体、晶闸管和整流变压器，其余元器件以专用大规模逻辑IC电路代替，这样为节约成本提供了有效空间，在很多企业中被广泛采用。

专用IC电路特色：

此同步电机励磁控制器采用专用逻辑IC电路，实现数字化的控制和触发，其可靠性和易用性优于分立插板元件。用此控制器进行维修改造，实现了励磁技术的升级换代，又可保留原来的控制和操作工艺方式。

图1 原理图

控制器集成了可控整流和同步电机控制的核心技术（国家专利ZL200520061640），把原来励磁控制的众多插板的功能用一块数字电路完成。技术集成的概念使控制器具有很好的可靠性、通用性和互换性，避免了繁琐复杂的现场维修。使用此控制器后励磁的故障率极低，故障的维修时间大大缩短。

4 KGLF系列组成及主要特点

4.1 KGLF系列组成

KGLF-2C励磁装置控制核心由SEIMENS公司S7200-PLC和Pro-face GP37-24V触摸屏与KGLF-2C型微机励磁控制器组成，主回路选用6只KP500A/1800V晶闸管风冷器件组成三相全控桥可控硅整流供电，采用全数字控制技术，运行参数由人机界面触摸屏设定，可微机智能完成转差率检测、灭磁控制、运行显示、实时投励、脉冲形成、故障自诊断等功能。

4.2 主要特点

4.2.1 系统具有三种投励磁方式，即优先级投励、次优先级投励、补偿级投励。

4.2.2 具有双路灭磁功能，保证若转子绕组一旦产生高压，灭磁可及时开通，起到保护系统的作用。

4.2.3 具有完备的故障自诊断、报警、保护和显示功能。装置送电后，单片机首先检查供电电源是否欠相，快熔是否熔断，如果有欠相或快熔损坏，发出故障信号，系统不允许开车。开车前将工作方式开关XK置于“调试”位置，可以很方便地检查装置整流、灭磁、投励等环节工作是否正常，从而确保开车万无一失。系统中的五路稳压电源、六组脉冲、运行状态以及欠相、快熔熔断、失磁、过流、失步、启动超时等各类故障等都有发光二极管显示，同时还有故障代码显示功能。还可以在触摸屏上查询故障类型以及发生故障时间，可查询200个故障记录。

4.2.4 具有直观的起动过程监控和显示。起动过程中将转差信号的频率折算为数码显示，采用倒计数方式显示，操作人员可以直观地监视同步电动机异步起动全过程。

4.2.5 恒电流带 cosΦ跟踪补偿控制方式。为了使同步电动机投励后能迅速、平滑、可靠地拖入同步，系统设有强励整步控制。即在投励开始时，励磁电压可强励1.1～1.4倍，时间1～50s。强励倍数和时间根据需要可任意设定。

4.2.6 具有体积小、重量轻、免维护、运行稳定等众多优点。

5 结语

从以上分析看出，KGFL10系列是目前需要淘汰的老式励磁启动装置，但是为节约成本，改造它也是维持生产的有效方法。改造毕竟是在原来基础上改造，没有根除其不易维护的缺点。而KGLF-2C系列励磁装置是利用PLC技术、智能显示功能，较为完善地把整流、消磁、投励等诸多元素有机地结合起来，形成完整的同步电机启动程序，并且有200个故障循环记录功能储存设备信息，因此推广和使用全数字励磁启动装置是稳定生产、提高设备作业率的必然趋势，是发展现代化矿山、建设环保型企业的必然

选择。

参考文献

[1]林敦.同步电机励磁装置的修理与改造[J].2008.

[2]邢兵锁.全数字同步电动机励磁装置使用说明[J].矿山

机械，2000，（1）.

作者简介：马仁君（1965—），男，河北遵化人，河北钢铁集团涞源有色金属有限公司高级项目管理师，研究方向：电气工程。

（责任编辑：周 琼）