满足一般运行要求。同步电动机的直流电机励磁系统原理接线如图

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KM MS 3~ Rfd KM G RC WE 图 直流电机励磁系统原理接线图

同步电动机启动时，灭磁电阻Rfd通过灭磁控制点KM把励磁绕组短接；当电机启动到亚同步转速时，KM动作，断开灭磁电阻回路，接通直流励磁电源。调节可变电阻RC就可以调节直流励磁机的输出电压，从而调节同步电动机的励磁电流If和电势E0,使同步电动机处于稳定运行。当停机时，KM释放，灭磁电阻Rfd回路接通进行灭磁，同时切断转子励磁电源。

直流电机励磁系统的缺点是：机械整流不可靠、电刷磨损大、容易冒火花，而且随着电机容量增大，励磁机的结构尺寸也相应增大，机组长度增大，经济上很不合理。因此，现代同步电动机励磁都不用同轴的直流发电机作为励磁电源，而几乎都采用晶闸管整流电源供给直流励磁电流。

（2）晶闸管励磁系统

同步电动机晶闸管励磁系统是近年来出现的新型励磁方式，它是把交流电经过晶闸管整流元件整流为直流后，供给同步电动机作为励磁电源的。这种励磁方式反应速度快、调节方便，并具有励磁功率大、体积小、重量轻、便于维护、具有较高的效率等优点。

下图 示出了典型的同步电动机晶闸管励磁系统原理方框图。该励磁系统有以下性能和特点：

1) 励磁电源 （与定子回路来自同一交流电网）与转子回路采用三相全控桥固接励磁接线，保持了同步电动机固有的异步启动转矩特性。

2) 全压启动的电动机当转速达亚同步转速时，投励环节发出脉冲，使励磁环节接通，实

现顺极性投入励磁。

3) 采用降压启动的电动机，当转速达亚同步转速的90%左右时，由投全压环节自动切除启动电抗器DK，投入全压，使电动机加速到亚同步转速时自动投入励磁。

4) 当交流电网电压波动时，电压负反馈环节使电动机励磁电流基本恒定；当电网电压下降至80%～85%额定值时，实现强励，强励倍数为1.4~1.8倍，强励时间一般不超过10s.

5) 同步电动机启动或停机时，由灭磁环节限制转子绕组两端的过电压，保证转子绕组及励磁装置元件不被击穿。

6) 可手动调节励磁电流、电压进行功率因数调整，励磁电压、电流的调节范围为额定值的10%～125%。

7) 电动机正常停机或事故停机时，由于逆变环节的作用，晶闸管整流器KGZ转为逆变状态，是转子顺利灭磁。

8) 恒无功环节用于带冲击负载的电动机，其作用是在运行中当电动机负载突变时自动保持其无功电流恒定。

第二节 励磁系统的组成及各主要环节的工作原理

2.1 系统装置主电路

2.1.1 励磁系统主电路的组成及工作原理

GK1DL(1-5)LH3DL2DLRQDKTD1G41LH1G21R2R1K4IMROVGZ8KGZA37KGZ1G5ARfd1FL-2FL-1FL-2FL-1Rfd21G1R4WMJCAR3R6WR4CAR3R6MJK1C14KGZK6K31KGZ6KGZK2K4A3B3C33KGZ2KGZ5KGZGz1Gz2RD1-3 图 2 励磁主回路

RD1～3: 快熔 1～8 KGZ:可控硅 GZ:整流二极管 R1～R6:电阻器 R：制动电阻 Rfd1、Rfd2：灭磁电阻 W：电位器 C1：电容器 MJ：低压灭磁继电器 CA:试验按钮 LH：直流电流传感器

1LH：电流互感器 A：直流电流表 V：直流电压表 TD:同步电动机 1DL～3DL:高压开关 GK:高压隔离开关 QDK：起动电抗器 1～5LH：自耦变压器

晶闸管励磁系统有哪些环节组成？

下面以全国统一设计的KGLF11型晶闸管励磁装置为例，介绍晶闸管励磁系统的组成及其简要工作原理。

KGLF11型晶闸管励磁装置的电气原理接线图如附图，它主要有励磁主回路、触发脉冲环节（六块脉冲插件）、移相和电压负反馈环节（移相插件）、投励环节（投励插件）、投全压环节（全压插件）、灭磁环节（灭磁插件）、逆变环节（附加插件）以及同步电源变压器（三个同步电源插件）等组成。

晶闸管励磁系统的工作原理如下：

当同步电动机起步启动时，灭磁环节投入工作，是转子感应交流电流两半博都通过灭磁电阻Rfd1-2,保证电动机的正常启动。启动过程中，励磁主回路晶闸管V1～V6无触发脉冲，处于阻断状态。

采用降压异步启动时，当电动机启动至亚同步转速的90%，投全压环节发出脉冲，去出发附加插件中的小晶闸管V11,投全压继电器2ZJ动作，控制同步电动机定子侧的全压开关合闸，使电机在全压作用下继续加速器动。

当同步电动机加速启动到亚同步转速时，投励磁环节接收到频率为2～3HZ的转子感应电压顺极性（感应电流方向与励磁电流方向相同）信号，发出投励脉冲去触发移相插件中的小晶闸管V10,使移相环节投入工作。

移相环节综合给定信号和“按三相交流电网电压负反馈”信号，输出直流控制电压ED加到触发脉冲环节。

触发脉冲环节发出脉冲加到励磁主回路的晶闸管V1～V6,使励磁装置立即向电动机投入励磁，同步电动机被牵入同步运行。

在同步电动机运行过程中，电压负反馈环节降装置电源侧引入的电压负反馈信号反极性与给定信号综合，保证当电源电压波动时，使整流输出的励磁电压保持不变，以实现恒定励磁。

手动调节励磁电位器RP6（安装在装置的面板上），可以改变移相环节输出的直流控制电压ED的大小，去控制触发脉冲环节发出脉冲的早晚，从而改变励磁主回路晶闸管V1～V6的导通角，实现无级调节励磁，是同步电动机运行在最佳功率因数状态。

当同步电动机正常停机时，逆变环节给脉冲环节加入一控制信号，使励磁主回路晶闸管从整流状态立即转入逆变状态，以保证电机转子的顺利灭磁。

23 如何选择励磁主回路的晶闸管元件？

励磁主回路晶闸管元件质量的好坏，其额定参数选择得正确与否，整流桥臂各晶闸管元件参数是否一致，对保证励磁装置可靠运行有很大关系。在检修更换晶闸管元件时，一定要要注意正确选种元件参数和配组问题。

（1）晶闸管额定电压的选择

在使用晶闸管时，应了解它在阻断状态下能够承受多大的正向与反相电压。晶闸管出厂试验时，在额定结温下，不论正向或反向都是加工频（50HZ）正弦半波电压。元件合格证上所标出的正向阻断电压和反向峰值电压，是测试时达到正向转折及反向击穿所对应的正弦半波电压的峰值各减去100V所取整数的数值。它们是晶闸管的额定电压，通用的术语和符号是重复正向阻断电压UDRM（可重复加于晶闸管元件的最大瞬时正向电压值）重复反向峰值电压URRM(可重复加于晶闸管元件的最大反向峰值电压)，二者在数值上一般是相等的。选择晶闸管时，应是元件的额定正向与反向电压为实际工作中所承受的正向与反向电压最大值的1.5～2倍以