HP系列靜止式進相器
進相器高清大圖：
概 述
HP系列靜止式進相器是大中型繞線式電機無功就地補償的高新產品，適用于各行業90—6000KW繞線式電動機。它采用先進的交交變頻技術和微機控制技術，可自動跟蹤電機的實時運行狀態，自動調整相關參數，使電機時刻處于最佳補償狀態，極大范圍的降低定子電流，電機溫升顯著下降，延長了電機的使用壽命，并具備故障自動保護功能，維修保養不影響生產，是替代傳統補償設備的理想產品。
工作原理
采用微計算機技術和交一交變頻技術,通過電力電子器件生成與電動機轉子電勢同頻、相位互差90°、幅值相當的一個三相電源，串入轉子回路中，改變轉子側的功率因數，進而改變定子側的功率因數，達到無功補償的目的。
HP系列靜止式進相器獨到的技術性能優勢
其與傳統的靜止式進相器比較有以下特點：
★HP系列靜止式進相器對微控單元做了優化，使其運用于輕載和變負載電機時有和恒定負載同樣的效果。
★ Hp系列靜止式進相器的器件配置更為合理，有效的保證了進相器的性能和質量。
★HP系列靜止式進相器采用新型結構設計，維護保養比傳統的靜止式進相器更為方便。
★HP系列靜止式進相器的散熱效果明顯優于傳統的靜止式進相器，有效提高了進相器本身的使用壽命。
性能特點
★可使電機功率因數提高到0.98以上，無功功率降低60％以上；
★降低電機定子電流1 0~20％，降低線損，銅損20～30％;
★電機溫升顯著降低，效率及過載能力大大提高，電機使用壽命延長；
★補償性能遠優于電容補償：不只是提高了線路的功率因數，更重要的是提高了電機本身的功率因數。
★綜合性能優于旋轉式進相機：微機控制，可自動跟蹤電機運行狀態變化并自動調整相關參數使補償效果最佳；無轉動部件，因而適應環境的能力更強；
★因效率提高而節能效果顯著，通常半年左右可以收回成本；
★采用先進的交—交變頻技術和微機控制技術，全數字化設計，高精度、高可靠性;
★具有獨立于電動機外的工作系統，無須停止電動機便可進行調試、維護維修；
★對轉子電流自動跟蹤，適用范圍寬，恒轉矩負載和變轉矩負載都可使用；
★具有故障自動保護功能，操作簡單，維修保養不影響生產。
一次方案圖
主要技術參數
使用環境條件
★環 境 溫 度：-40℃~+50℃； 空氣相對濕度：≤90％；
★海 拔 高 度：≤2000m（海拔2000m以上的可根據具體工況特殊設計）；
★地 面 傾斜度：≤5°；
★安裝地點無火災、爆炸危險、化學腐蝕及劇烈振動；
注：若有特殊使用條件，請在訂貨時與制造商申明、協商。
符合標準
★企業標準：Q/XHR3—2005
訂貨須知
訂貨時請提供以下資料：
★柜體表面顏色；
★電動機型號、額定功率、定子電流、定子電壓、轉子電壓、轉子電流、額定功率因數COSφ；
★根據客戶需要，可配套提供本公司生產的高、低壓開關柜、液體電阻起動器；
★若客戶有特殊要求，請與我公司協商訂做。
后編：
HP系列智能化靜止進相機是一種用于提高大中型繞線式異步電動機功率因數的新型無功功率補償設備。它可使異步電動機的功率因數提高到接近于1，使電機定子電流減少20%左右。其性能優于傳統的電容補償和旋轉式進相機。
電機定子側并聯電容器補償，只是在電機之外的電網上對電機的無功功率進行補償，無法改善電機本身的運行狀態。而在電機轉子側串接進相機進相之后，電機定子側的電流可大幅度下降，功率因數顯著提高，電機溫升降低，效率和過載能力也相應提高。因此進相機補償與電機定子側并聯電容器就地補償有本質的區別。
進相機是九十年代機電一體化的產物，采用交流變頻和微機控制技術開發而成，用于取代感應式旋轉進相機的新型進相裝置。它克服了旋轉進相機“整流子”結構特別怕塵埃、使用壽命短、維修頻繁、費用高、規格少、難以與電動機達到最佳匹配等缺點，具有參數調節容易，不怕塵埃，使用壽命長，維護方便，費用低等特點。
本公司生產的進相機在設計上克服了國內同類產品的一些重大不足（如有環流工作狀態下的進相機溫升和無環流工作狀態下可靠性低等一系列問題），在控制方式上采用智能化技術，使進相機在運行過程更可靠、更穩定。
綜上所述，HP系列智能化靜止進相機沒有轉動的部件，沒有換向器，不會產生火花，不怕灰塵，而且帶有自診斷和自修復等智能化技術，安全可靠。它具有效率高，使用壽命長，維護方便，能適用于惡劣環境等一系列優點?？蛇m配75～3500KW的高低壓三相繞線式異步電動機，適用于水泥、冶金、軋鋼、造紙、制藥、化工、礦山等行業，能顯著降低電動機和電力線路上損耗，節約電能，改善電網供電質量，降低電動機溫升，具有明顯經濟效益和社會效益。
1、型號含義：
2、主要技術參數（見表1）
表1 HP智能化靜止進相機主要技術參數
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進相機 |
適配繞線式異步電機 |
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型號 |
轉子電流（A）
(必備參數) |
功率（KW）
（參考參數） |
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HP5－400 |
400以下 |
75~380 |
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HP5－600 |
600以下 |
95~1000 |
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HP5－800 |
800以下 |
1250以下 |
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HP5－1000 |
1000以下 |
1600以下 |
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HP5－1200 |
1250以下 |
2000以下 |
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HP5－1500 |
1500以下 |
3500以下 |
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HP5－2000 |
2000以下 |
6000以下 |
本裝置的接線如圖1：
圖1：HP系列智能化靜止進相機接線圖
HP系列型智能化靜止進相機通過檢測電機轉子回路電流的變化,經過控制器的智能化處理,能自動跟蹤電機轉速的變化，控制變頻器把50Hz的交流市電轉變成與異步電動機的轉子電流頻率相同的電勢EF，施加到繞線式異步電動機的轉子繞組上，以改變電機的轉子和定子電流的相位。使異步電動機的功率因數
明顯提高（如圖2所示），從電網吸取的無功功率大大減少,定子電流大幅度降低。
圖2：異步電動機電流相量圖
HP系列型智能化靜止進相機的補償特性如圖3示：
隨著補償電壓的逐步升高，定子側的無功功率逐漸減小，功率因數逐步上升，定子電流逐漸減小。當補償電壓高到一定值后，定子側的無功功率減小到接近于零，功率因數上升到近似于1，而電機的輸出功率維持不變。
圖3：HP系列智能化靜止進相機補償特性
1、本產品結構形式為無觸點，參數容易調節，因而不怕灰塵，很容易與電動機達到最佳配合，克服了旋轉式進相機的兩大缺點；
2、本產品能使電動機功率因數提高到0.95以上，降低定子電流15~20%左右,即能有效地減少電動機供電線路的電壓損失及電力損耗，節約有功功率；
3、本產品采用交-交變頻與微機控制技術真正做到無環流系統,使設備本身的能耗降低到最??；
4、本產品采用智能化技術，能自動進相與自動退相，具有故障自動診斷與自動修復功能；
5、本產品全部采用電子元器件,使用壽命長,安全可靠,維護費用極低；
6、本產品采用的接線方式可以保證安裝與調試或者維護過程中不會影響到生產過程的正常運行。
1、為了避免電動機起動電流對智能化靜止進相機的沖擊，在電動機起動時，智能化靜止進相機不接入電動機轉子回路。而用另外的起動裝置進行起動。起動裝置可以是一般的起動器，如頻敏變阻器等，若能配用本廠生產的YDQ系列液體電阻起動器，則更能降低起動電流，減少起動電流對電網的沖擊，保持電網電壓穩定；在電動機起動完畢后，本裝置能現場/中控控制手動或自動投入進相機運行；
2、智能化靜止進相機適用于拖動比較穩定負載的繞線式電機，比如球磨機等，對于拖動負載變化很大的繞線式電機，比如破碎等使用效果可能會達不到技術要求；
3、智能化靜止進相機適于在電機負載率高于60%的情況下投入使用，在電機空載情況下使用效果可能會達不到技術要求。
1、結構特點
a、本進相機為柜體結構；
b、操作電器、指示電器（指示燈、按鈕、電流表、功率因數表）安裝在控制柜上部，以便操作和觀察；
c、根據功率器件的散熱需要，特設有風道和風機；
d、控制單元以接插件型式安裝，并設有脈沖指示，便于維修和迅速更換；
e、控制柜為柜底進線形式，頂部設有吊環螺釘，便于運輸與安裝；
2、外形結構示意圖及外形和安裝尺寸分別見圖4及表2
表2 HP系列外形和安裝尺寸
八、正常工作條件-
1、周圍空氣溫度上限不超過+40℃，下限不低于-50℃；大氣相對濕度不超過85%；
2、安裝地點無顯著的搖動與沖擊振動；海拔高度不超過2千米，特殊情況另議；
3、在無爆炸危險的介質中，且介質中無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體與塵埃（包括導電塵埃）；
4、控制柜電源：三相四線380V/220V，40A~100A，50Hz。
1、進相機最好安裝在電纜溝的正上方，配槽鋼基座；
2、安裝地面應水平，柜體應垂直水平安裝,上下應有通風的空間；
3、電機的轉子線Ia,Ib,Ic:按照要求將Ia,Ib,Ic分別接到交流接觸器KM3的銅排出線上；
4、起動器的進線Oa,Ob,Oc:按照要求將Oa,Ob,Oc接到交流接觸器KM2的銅排出線上,這部分連線是增加的部分,用戶需要根據主電機實際的轉子電流容量來確定導線的截面積,根據起動器與進相機之間的實際距離來確定導線的長度；
5、進相機的電源線：電源線為4根線，其中三根火線分別接進相機中接線端子排上的U.V.W端子，零線接N號端子。對于HP-400,HP-600采用銅線BVV-4.0MM，電源容量為40Ａ,而對于HP－800，HP－1000要采用銅線BVV-6.0MM,電源容量為60Ａ。而對于HP－1200，HP－1500要采用銅線BVV-16.0MM,電源容量為100Ａ。接地線采用銅線BVV-4.0MM，與進相機中的接地螺栓緊固牢靠；
6、從起動柜或一次柜中引出一組交流控制電源，接到端子號301、305上,如果進相機交流接觸器KM2、KM3線圈電壓為交流220V，301,305接交流220V；如果進相機交流接觸器KM2、KM3線圈電壓為交流380V，301,305接交流380V；
7、將來自一次柜電動機定子側的A,C相電壓信號線并聯接到端子號12、14上，將定子側B相電流信號線串聯接到端子號16、18上，接好后進相機中的功率因數表和電流表應能正常顯示。如功率因數表反向偏轉，則可將A,C相線接到14、12端子號上；
8、311、313是來自電機一次柜上斷路器的常開輔助接點與起動器上短接接觸器的常開輔助接點串接的聯鎖信號，按圖紙要求接好，如不需要聯鎖，則必須將311和313短接。
9、307、309,是合閘聯鎖信號，按圖紙要求串接入電機一次合閘回路；
10、221、223是來自起動回路短接接觸器常開輔助接點的聯鎖信號，按圖紙要求接好；
11、391、393來自中控控制進退相的無源觸點信號，閉合表示中控控制進相機進相，斷開表中控控制進相機退相
12、351、353是備妥無源觸點信號，閉合表示進相機正常，中控可以控制電機起動；
13、361、363是允許進相無源觸點信號，閉合表示允許中控控制進相機進退相
14、371、373是故障報警無源觸點信號，閉合表示進相機有故障，需到現場處理；
15、381、383是進相機狀態無源觸點信號，閉合表示進相機已經進相。
1、送上進相機的電源，合上進相機控制電源Q，如果進相機處于現場控制狀態時，此時進相機電源板上的六個電源指示燈應發亮，進相機控制板上的第一個指示燈應發亮，表示進相機控制電源+5V，-15V，+15V，+18V正常，進相機觸發板上的第一個指示燈應閃亮,表示進相機控制程序正常.
2、此時進相機上的交流接觸器KM4應沒吸合，變壓器B1的輸入應都沒有電壓；
3、主電機起動前交流接觸器KM2應吸合，合閘聯鎖信號閉合，起動主電機，進相機控制板上有三個指示燈應有規律地交替閃亮，表示主電機轉子電流信號正常傳入進相機的控制板上，等到主電機起動完畢。
4、主電機起動后,進相機觸發板上的第一個指示燈閃亮，稍停幾秒鐘，觸發板的六個指示燈開始有規律的閃亮；
先起車，后進相
5、在主電機起動完畢后才能進行進相操作。
首先，觀察進相器面板紅、綠燈指示燈。
（1）紅色(電源)指示燈亮，綠色(進相)指示燈熄時，如果進相機觸發板六個指示燈都在閃亮,此時按下綠色（進相）按鈕，此時紅色和綠色指示燈均亮，電機的定子電流下降，完成進相。
（2）如紅色(電源)指示燈亮，綠色(進相)指示燈熄，而不能進相時，請按黑色(復位)開關復位，此后請按照第（1）步操作，此時紅綠燈均亮，電機的定子電流下降，完成進相。
6、主電機未起動完畢之前不能讓進相機進相。如果在進相過程中出現紅色指示燈亮，綠色指示燈熄，請按進相步驟繼續進相，但重復進相操作次數不能超過5次。如連續出現5次進相困難，請作故障處理;
7、按照上述進相規程投入進相機，應能聽到交流接觸器KM3吸合的聲音，進相指示燈亮；
8、主電機運行正常，并且電流表指數下降，功率因數表指數上升；
9、用鉗形電流表測量進相機下部的逆變變壓器B1的輸出電流應小于主電機的額定轉子電流,并且明顯的擺動現象,用鉗形電流表測量進相機可控硅與電抗器的連接銅排的電流,每組測量的電流的幅值與擺動幅度應差不多；
10、運行一段時間以后按照在停主電機之前，請按紅色（退相）按鈕退出進相機，待綠色(進相)指示燈熄之后，再進行主電機的操作。
11、進相機投入正常后，將進相機退相以后，可以調節進相機下部的逆變變壓器B1的輸入電壓的調節抽頭，再進行進相機的進相，比較進相以后主電機的定子電流與功率因數的變化情況，一直到進相機的最佳補償效果為止；
12、送上進相機的電源，合上進相機控制電源Q，如果進相機處于中控控制狀態中，此時進相機只電源板上的第四、五、六指示燈發亮，表示進相機觸發電源+12V正常；
13、主電機起動前交流接觸器KM2應吸合，進相機合閘聯鎖信號閉合，進相機備妥信號閉合，中控控制主電機起動，等起動回路的短接觸器短接后，進相機電源板指示燈全亮，觸發板上的第一個指示燈閃亮，稍停幾秒鐘，觸發板的六個指示燈開始有規律的閃亮；
14、此時允許進相信號閉合，中控控制進相機進相，進相完畢，進相狀態信號閉合；
15、此時中控可以控制進相機退相操作；
16、如果進相機有故障自動退相，故障報警信號閉合，此進需到現場處理。
1、進相機面板上配有兩個表，兩個指示燈，三個主令開關：
功率因數表：用于顯示電機實際運行的功率因數；
電流表：用于顯示電機實際運行的定子電流；
紅色指示燈：進相機的電源指示；
綠色指示燈：進相機的進相指示；
綠色按鈕：進相機的啟動按鈕，用于進相機的進相；
紅色按鈕：進相機的停止按鈕，用于進相機的退相；
黑色旋鈕：用于進相機的電源復位；
黑色旋鈕：用于進相機的中控/現場狀態轉換；
2、定期檢查進相機內的通風情況與風機的運轉情況；
3、定期對進相機內部的部件進行清潔，保持進相機干凈整潔；
4、定期檢查進相機， 內部部件的使用情況，如發現有異常情況就及時處理；
5、進相機連續出現不能正常進相操作時，首先檢查進相機輸入電源是否正常，然后檢查進相機上部熔斷器是否導通，如果都正常，請與本公司聯系。
A、輸入信號有：
① 電機轉子電流信號Ia,Ib,Ic，此信號由電流互感器取得，電機轉子的每一相電流要使用一個電流互感器,電流互感器的電流方向向下,電流互感器上有4根信號連線，分別是+15V,Vcc,-15V,Vout，其中+15V,Vcc,-15V由控制板輸出給互感器作電源，互感器的Vout為輸出給控制板的電流信號；
電機轉子a相電流信號由電流互感器TA1取得，b相電流信號Ib由TA2取得，c相由電流信號Ic由TA3取得，端子號分別為15、23、31。其信號幅值均為4V左右，為與電機轉子電流同相位、同頻率的正弦波；
② 同步電壓信號F1,F2系由變壓器B3輸出給控制板的交流~10V左右電壓信號，端子號為01,03；
③
溫度聯鎖信號Ｔ，這個信號用來探測可控硅的溫度，當可控硅的溫度超過規定的限制溫度時，此信號變為高電平，輸入給控制電路板。這個信號是一個常閉點，高電平有效，端子號為51,57，在正常情況下T為低電平，溫度傳感器裝在可控硅散熱器的槽中；
④ B52~B58系由變壓器Ｂ5輸出給電源板的交流~20V,~8V電壓信號, B41~B46系由變壓器Ｂ4輸出給電源板的交流~12V電壓信號,電源板輸出5組直流電壓:+5V電壓信號（端子號為07,05），+15V電壓信號(端子號為09)，Vcc（端子號11），－15V電壓（端子號13）,+18V電壓（端子號49,47）+12V電壓（端子號10v1,VEE1;10V2,VEE2;10V3,VEE3）；
⑤ 220V交流電壓信號（端子號為1X1），此信號給控制板上的固態繼電器的觸點供電。
B、輸出信號有：
① 輸出給觸發電路板的觸發允許信號V1,V2,V3,V4,V5,V6，端子號分別為79,81,85,87,91,93，這些信號均是幅值為5V左右的開關電壓信號,觸發電路板輸出給可控硅的觸發信號101~124,兩根信號線為一組控制一個可控硅,當有觸發信號時,每組觸發信號均為０.１Ｖ~０.２V左右的直流信號,如果斷開觸發信號與可控硅的連接,每組觸發信號均為７Ｖ~８Ｖ左右的直流信號；
② 控制板備妥的輸出信號，端子號為69，為一個220V的交流電壓信號,此信號系1X1經由固態繼電器的常開觸點傳來,如果觸發板上有觸發信號輸出,則備妥信號應閉合。
C、控制信號檢測流程
1、 檢查進相機輸入電源Ｕ,Ｖ,Ｗ,Ｎ(交流３８０Ｖ);
2、 檢查進相機空氣開關Ｑ;
3、 檢查進相機熔斷保險;
4、 檢查進相機可控硅Ｖ１~Ｖ１２,可控硅帶散熱器的兩端為陽極A與陰極K,正常情況測量陽極A與陰極K是不導通的,如果導通則可控硅被擊穿,中間一端是控制極G,正常情況測量控制極G與陰極K之間有10~30歐的小電阻,如果不導通則可控硅門極開路；
5、 檢查進相機電抗器Ｌ１~Ｌ６與變壓器Ｂ１~Ｂ５的線圈與對地絕緣;
6、 檢查進相機交流接觸器ＫＭ２,ＫＭ３,ＫＭ４的主觸頭與輔助觸點;
7、 檢查進相機熱過載繼電器ＫＲ的常閉輔助觸點,正常情況應是閉合;
8、 合上空氣開關Q, 檢查進相機電源板,控制板,觸發板上指示燈的顯示情況,正常情況下電源板六個指示燈都亮,控制板第一個指示燈亮,觸發板第一個指示燈閃亮,當電機起動后,控制板后三個指示燈開始有規律交替閃亮,稍等一會,觸發板六個指示燈都在閃亮;
9、 檢查進相機控制板備妥輸出信號(端子號６９),正常情況下輸出有觸發信號以后,備妥信號有~２２０Ｖ電壓,
10、 檢查進相機觸發板輸出觸發信號,正常情況下在線測量每組觸發信號有直流電壓 ０.１~０.２Ｖ左右;
11、 檢查進相機交流接觸器控制回路,正常情況下按進相按鈕交流接觸器能吸合,并且能自保,按退相按鈕,交流接觸器能退出.
D、故障顯示與處理方法
.進相機觸發板六個指示燈（發光二極管）具有故障指示功能。進相機因故障退相后，指示燈所指示故障如下表:
HP智能化靜止進相機故障診斷一覽表
１、 電動機型號
２、 電動機額定功率P
３、 電動機額定定子電壓U1
４、 電動機額定定子電流I1
５、 電動機額定轉子電壓U2
６、 電動機額定轉子電流I2
７、 電動機實際功率因數COSΦ
８、 電動機定子側一次柜電流互感器變比
９、 電動機拖動負載的類型(比如球磨機)
10、電動機實際負荷率(有沒有超載情況)