靜止式進(jìn)相器的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用始于90年代，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，在我國(guó)，電機(jī)所耗電能占整個(gè)工業(yè)用電的60%～68%，電機(jī)等感性負(fù)載所引起的無(wú)功損耗是電網(wǎng)無(wú)功損耗的主要來(lái)源，而大中型電機(jī)又是許多工礦企業(yè)的主要用電設(shè)備，因此，如何減少大中型電機(jī)造成的無(wú)功損耗成為許多工業(yè)企業(yè)節(jié)能降耗的關(guān)鍵。而靜止式進(jìn)相器應(yīng)用范圍極為廣泛，可在水泥、化工、鋼鐵、冶金、礦山等行業(yè)中，用作各種負(fù)載的繞線式異步電機(jī)的無(wú)功就地補(bǔ)償，它采用先進(jìn)的交變頻技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)。通過(guò)在球磨機(jī)配套主電機(jī)(型號(hào)YRl600-8、功率：l600kW、電壓：l0kV)上使用靜止式進(jìn)相器，其能夠?qū)㈦姍C(jī)效率提高而且節(jié)能效果顯著，同時(shí)使電機(jī)溫升降低，使用壽命延長(zhǎng)。 


一、HP靜止式進(jìn)相器工作原理

電機(jī)在某一負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)子電流為l2e，定子電流為Ile，向量圖如圖l所示，圖中：U：電壓向量；Il：定子電流向量；I2：


轉(zhuǎn)子電流向量；Im：激磁電流向量；Ile：定子電流額定向量；l2e：轉(zhuǎn)子電流額定向量；Ф1：電機(jī)額定功率因數(shù)角；Ф2：補(bǔ)償后功率因數(shù)角。激磁電流Im由關(guān)系式Im=Ile-I2e，從向量圖可得出Im。當(dāng)在轉(zhuǎn)子回路串接靜止式進(jìn)相器附加電勢(shì)后，轉(zhuǎn)子電流的相位變?yōu)閳D中的12。由于負(fù)載不變，激磁電流Im不變。此時(shí)定子電流Il由關(guān)系式Il=Im+I2，從向量圖中可以看出Il功率因數(shù)角和幅值都比I le小，說(shuō)明電機(jī)的功率因數(shù)有所提高，定子電流有所下降，達(dá)到對(duì)電機(jī)補(bǔ)償?shù)哪康摹?br />

HP系列靜止式進(jìn)相器是串接在電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中的，原理框圖如圖2。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)采集轉(zhuǎn)子電流和同步電壓信號(hào)，經(jīng)微處理器CPU處理后給可控硅發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，由可控硅組成的交-交變頻器降工頻電源變?yōu)楹娃D(zhuǎn)子電流同頻率的電勢(shì)疊加在電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，改變轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電壓的相位關(guān)系，通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)而改變電機(jī)定子電流與定子電壓相位關(guān)系，減小功率因數(shù)角，最終使電機(jī)本身的功率因數(shù)得以提高，定子電流得以下降。大大改善了電機(jī)的運(yùn)行狀況。顯著降低了電機(jī)自身的損耗。 

二、 靜止式進(jìn)相器的優(yōu)越性 

靜止式進(jìn)相器對(duì)電機(jī)的 補(bǔ)償與電機(jī)定子側(cè)并聯(lián)電容器補(bǔ)償有本質(zhì)的不同。電容補(bǔ)償和進(jìn)相器補(bǔ)償?shù)脑韴D分別如圖3和圖4，圖中將電機(jī)進(jìn)行了等效簡(jiǎn)化，Rl、Xl為電機(jī)定子等效電路的電阻和電感，R2、X2為電機(jī)轉(zhuǎn)子等效電路的電阻和電感，C為就地補(bǔ)償?shù)碾娙荩琔f為進(jìn)相器的等效電路，M為電機(jī)的接線點(diǎn)。可以看出：電容補(bǔ)償所起的作用是向電機(jī)提供無(wú)功功率，減少電機(jī)從電網(wǎng)中吸收的無(wú)功功率，從而減少電網(wǎng)的無(wú)功輸入，電網(wǎng)的功率因數(shù)得到提高。但是電機(jī)的無(wú)功消耗并沒(méi)有減少，電機(jī)定子電流及其功率因數(shù)沒(méi)有變化，即電機(jī)的運(yùn)行狀況沒(méi)有任何變化。進(jìn)相器的補(bǔ)償作用是在轉(zhuǎn)子回路中加入一個(gè)附加電勢(shì)，改變轉(zhuǎn)子電流有轉(zhuǎn)子電壓的相位關(guān)系，通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)而改變定子電流與定子電壓的相位關(guān)系，減少電機(jī)的無(wú)功消耗。這樣，電機(jī)的溫升也隨著降低，過(guò)載能力相應(yīng)提高，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高，能耗下降。


靜止式進(jìn)相器與自激(旋轉(zhuǎn))式進(jìn)相機(jī)也不同。靜止式進(jìn)相器是機(jī)電一體化的產(chǎn)物，采用先進(jìn)的交-交變頻技術(shù)和微機(jī)、可控硅控制技術(shù)，可自動(dòng)跟蹤電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的變化并自動(dòng)調(diào)整相關(guān)參數(shù)以達(dá)到最佳的補(bǔ)償效果。而且靜止式進(jìn)相器從根本上克服了自激式進(jìn)相機(jī)“整流子”結(jié)構(gòu)特別怕塵埃、壽命短、維修頻繁的缺點(diǎn)，其進(jìn)相機(jī)構(gòu)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，沒(méi)有換向器，不怕灰塵，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，維修方便。 

三、進(jìn)相器安裝使用注意事項(xiàng)：

  靜止式進(jìn)相器在安裝使用過(guò)程中應(yīng)該注意的是：

  (1)進(jìn)相器柜體必須要有良好的散熱條件，經(jīng)常檢查軸流風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)維修或更換。

  (2)進(jìn)相器上的電流表、功率因數(shù)表應(yīng)該直接從電機(jī)定子回路上的電流互感器、電壓互感器上取信號(hào)，要求所用電流互感器副邊的額定電流為 5A、電壓互感器副邊的額定電壓為1OOV。

  (3)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷起動(dòng)結(jié)束后，進(jìn)相器控制單元指示燈正常后才能投入進(jìn)相器。投入運(yùn)行后，如果發(fā)現(xiàn)電機(jī)定子電流波動(dòng)較大，應(yīng)立即退相，檢修正常后才能再次投入使用。

  (4)定期檢查進(jìn)相器內(nèi)部元器件的情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

  (5)嚴(yán)禁頻繁進(jìn)相、退相，每次重復(fù)操作時(shí)間間隔不少于2min。

四、靜止式進(jìn)相器使用經(jīng)濟(jì)效益分析

  使用進(jìn)相器前，電機(jī)實(shí)際定子平均電流 100A，功率因數(shù)0.85左右，使用后，電機(jī)實(shí)際定子平均電流下降到85A，降幅達(dá)l5％，功率因數(shù)由0.85提高到0.96，提高了l3％。

  通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量，使用進(jìn)相器后每小時(shí)可節(jié)電50kWh。每月設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率按75％，地方工業(yè)用電按0.6元／kWh計(jì)算。一年可節(jié)省電費(fèi)為：365×24×0.75×50×0.6=19.71萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。

五、結(jié)束語(yǔ)

    湖北正涵生產(chǎn)的HP靜止式進(jìn)相器作為繞線式異步電機(jī)的無(wú)功就地補(bǔ)償設(shè)備，補(bǔ)償性能遠(yuǎn)優(yōu)于電容補(bǔ)償，不僅提高了線路的功率因數(shù)，更重要的是提高了電機(jī)本身的功率因數(shù)；綜合性能優(yōu)于自激(旋轉(zhuǎn))式進(jìn)相機(jī)，微機(jī)控制可自動(dòng)跟蹤電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變化并自動(dòng)調(diào)整相關(guān)參數(shù)使補(bǔ)償效果最佳，它無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件因而適應(yīng)環(huán)境的能力更強(qiáng)；具有故障自動(dòng)保護(hù)功能，操作簡(jiǎn)單，維修保養(yǎng)不影響生產(chǎn)。特別適合球磨機(jī)用的大中型繞線式異步電機(jī)，具有良好使用和推廣價(jià)值。