晶閘管交流調速系統調試(commissioning of A．C．motor with speed control system)

晶閘管交流調速系統亦稱晶閘管變流交流調速系統，是采用晶閘管變流裝置為交流異步或同步電動機提供電壓幅值和頻率可調的定子繞組電源或控制角可調的轉子繞組逆變電源，實現交流電動機轉速調節控制的目的。根據控制原理和手段的不同，調速系統可分為串級調速、變頻調速、無換向器電機(調速)、矢量變換(調速)和微處理機調速系統。根據晶閘管變流方式的不同，晶閘管變流裝置分為“交-直-交”和“交-交”兩種。“交-直-交”變流裝置由順變器(整流器)、中間濾波環節與逆變器三部分組成。根據中間濾波環節濾波方式的不同。“交-直-交”變流裝置又分電流型和電壓型兩類。“交-交”變流器直接將工頻電源變換為可變頻電源，按其主回路結構和控制特點，可分為無環流反并聯與有環流反并聯等。

調試內容 包括調試準備、一般性檢查、常規電氣設備的單元調試和程序試驗、晶閘管功率單元測試、變流器柜成組通電試驗、電流(堵轉)試驗、轉速試驗和動態特性調試。前三項見冶金工廠電氣調試。

(1)晶閘管功率單元測試。其內容包括：檢查晶閘管功率單元絕緣電阻；按規定進行交直流耐壓試驗；測定晶閘管正反向漏泄電流特性；檢查串聯組內各晶閘管元件的分壓比；以模擬方式檢查確認各單元中檢測元件的檢測正確性。

(2)變流器柜成組通電試驗。分兩個階段進行。第一階段：主回路不通電的情況下，投入操作控制、保護裝置電源，用模擬方式給出有關控制信號(如整流器的移相控制信號、同步電源信號、逆變器與交一交變流器的頻率控制信號)，檢查晶閘管觸發脈沖參數、相序對應關系、脈沖控制特性、脈沖強制控制與脈沖封鎖保護動作功能與參數。

第二階段，即假負載試驗。在變流器輸出或中間直流母線上接入電阻器等模擬負載，主回路投入工作電源后，檢查變流器運行狀況，測定其輸入-輸出控制特性。

(3)電流堵轉試驗。斷開變流器負載電動機任何一相輸入饋線以造成電機堵轉，完成電流保護、電流反饋、電流限制以及電流補償電路參數的實際調整。

(4)轉速試驗。投入調速控制系統帶動負載電動機作空載運轉，測定轉速變化過程中各有關控制與輸出點參數、電流電壓波形，完成超速保護、頻率一電壓特性、轉速反饋等參數的測定與實際調整。

(5)動態特性試驗。測定在階躍給定信號作用或突加負載后，電流閉環和轉速頻率閉環的動態響應特性，并按最佳要求作出調整。

交流電機串級調速系統的調試 主要是轉子回路中交-直-交變流裝置的調試。

(1)斷開變流器直流回路，接入電阻性模擬負載，加入移相控制信號，確認逆變器輸入電源與觸發脈沖相位關系后，投入逆變器主回路電源，檢查逆變器進行逆變運行與整流運行的移相控制特性，確認逆變電流反饋極性。

(2)斷開電機轉子輸出線，在整流器輸入端加入三相可調試驗電源，并逐步升至轉子輸出額定電壓，同時檢查確認整流器、逆變器工作情況。對逆變器作移相控制，確認a角增大時直流回路電流下降，反之電流增大。

(3)恢復變流器主回路接線，投入交流電動機定子回路和變流器主回路電源作開環運轉，逐步減小α角電機應穩定升速，增大a角電機轉速下降。測定電壓反饋極性，初步整定電流反饋、轉速反饋參數。

(4)依次投入電流控制閉環和轉速控制閉環，完成系統參數的整定。

交-直-交變頻調速系統的調試 冶金工廠中多采用電壓型脈寬調制(PWM)交-直-交變頻調速系統。其中整流器的調試與直流晶閘管調速裝置中的整流器調試相同，包括在直流母線上接入電阻性負載檢查直流輸出電壓的發生與調節，完成直流電壓閉環控制的特性調整。對有能量回饋逆變器的系統，還應檢查能量回饋逆變器與變頻調速系統整流器晶閘管間觸發脈沖的互鎖關系及邏輯控制切換運行狀況。檢查直流電容器充電控制，并對有關電壓的設定值作出實際整定。

逆變控制的調試內容包括：電壓-頻率(V／f)函數發生器特性調整；PWM脈沖調制控制輸入指令與輸出脈沖對應波形的檢查測定與調整；各橋臂晶閘管觸發脈沖分配次序與脈沖間隔的檢查調整；電動機轉向指令改變時，逆變器晶閘管觸發順序相應變化的確認；逆變器輸出頻率限制值的整定；模擬故障情況，確認逆變器保護動作正常。完成以上試驗后，在交流輸出側接入三相電阻負載，投入主回路電源，進行開環模擬運行，確認輸出電壓與頻率調節控制功能和電流限制功能。最后，接入負載電動機，完成電流與轉速或頻率控制閉環的靜態參數(V／f曲線、各限幅值、保護設定值、反饋系數等)整定與動態特性的調試。

交-交變頻調速系統的調試 具體調試項目和調試方法依不同的系統而異，最主要的項目為對各晶閘管觸發脈沖相對關系的檢查。交-交變頻調速系統中使用的晶閘管數量較其他類型交流凋速系統要多，其主回路接線形式復雜，各晶閘管觸發脈沖必須嚴格按設計規定的順序發出。為此應在不同的轉速給定條件下，示波記錄各晶閘管觸發脈沖，以檢查確認觸發順序以及脈沖間相角差變化是否符合使變流裝置輸出三相交流正弦波電流(或電壓)的要求。進行系統模擬運行試驗時，在變流裝置的三相交流輸入回路中串入限流電阻，輸出端接入電阻性模擬負載，實測輸出電流電壓波形，檢查變頻變壓控制特性。

無換向器電機(調速)的調試 無換向器電機是由同步電動機、轉子位置檢測器、交-直-交變流器組成的廣義的“電機”。同步電動機和變流器整流組的調試按常規進行。變流器逆變組調試時應臨時將整流組晶閘管觸發信號替換逆變組晶閘管觸發脈沖，在逆變組輸出端接入三相交流電源，讓其作整流器運行，以檢查其觸發控制工作特性。轉子位置檢測器是產生逆變晶閘管觸發脈沖的信號源，其調試采用盤車測試的方法，以確認機械式轉子位置檢測器與逆變器橋臂的對應關系，示波測定電動機定子反電勢波形檢測器輸出，以確認轉子實際空間位置與電氣式轉子位置檢測器輸出的位置信號保持正確對應。電機升降速過程中經歷的控制方式變換點、各種控制方式下系統的運行狀態，如由機械式轉子位置檢測切換到電氣式轉子位置檢測，逆變組晶閘管由強迫換流切換到由定子繞組反電勢完成的自然換流等，均需通過模擬升(降)速運行予以整定和確認。

矢量變換控制交流調速系統的調試 該系統通常都配有專用的調試模擬器對系統中的模擬運算器、PID調節器、微機控制裝置等進行分級(段)的和系統綜合性的模擬調試，以初步完成參數的設定。基本的調試原理是對系統檢測信號輸入端給上模擬的三相交流電壓與電流信號，調整測定系統中各級(段)輸出輸入點的電氣參量(交變信號或直流信號)，使之與規定的輸入一輸出函數一致。交流調速裝置中產生的晶閘管觸發脈沖輸出到根據電動機數學模型由電子器件組成的模擬電機上，觀察系統運行情況，測定有關參數并對系統作出調整，使模擬電機運行達到預定效果。模擬調試后，確認了系統輸出晶閘管的觸發脈沖與晶閘管正確對應，確認檢測器接線組別、極性、變換系數均與設計要求一致，最后將電源回路及電動機接入，對系統作實際運行的調試。

微處理機控制交流調速系統的調試 以微機代替或部分代替模擬運算器件與邏輯控制器件而構成的交流調速系統，如SPWN系統，其主回路與晶閘管觸發脈沖的檢查調試與普通模擬器件調速系統的調試相同。微機控制部分的調試分為硬件調試和軟件調試兩部分。硬件調試包括對系統各單元進行的常規檢查，開關量及模擬量輸入輸出通道檢查，外部信號或外部設備與微機間的接口試驗；軟件調試包括軟件程序輸入、程序校核、各調整參數的設定、模擬運行及參數修正。對于軟件已固化的系統，可在輸入參數設定值后，通過模擬運行與實際帶電動機運行來檢查系統程序執行情況，并對有關參數作出最后的整定和設定。系統投入試運后，應按規定進行考核運行(即考機)，以檢查確認系統抗干擾能力和環境適應能力等。