1. 概述

SPB系列变负载进相器是本公司自行研制开发的新一代高新技术产品，是一种专为大中型绕线式异步电动机设计制作的就地无功功率补偿装置。它串接于电机转子回路，用以提高电机的功率因数，降低定子电流，降低电机温升，降低电机及电网的无功及有功损耗，改善电机的运行状况，延长电机的使用寿命，对节约能源、降低单位产品成本，提高企业的经济效益具有重要意义。

SPB系列变负载进相器对无功功率的补偿与电机定子侧并联电容器的补偿有着本质的区别。电容补偿只是在电机之外的电网上对电机的无功进行补偿，无法改善电机本身的运行状况；而SPB系列变负载进相器是串接在电机转子回路中，不仅可显著提高功率因数，使电机定子电流大幅度降低，而且电机温升明显降低，电机的效率和过载能力提高。

SPB系列变负载进相器与自激（旋转）式进相机也不同。SPB系列变负载进相器采用了先进的交-交变频技术和微机、可控硅控制技术，可自动跟踪电机运行状态的变化并自动调整相关参数以达到最佳的补偿效果，这是自激式进相机无法做到的。而且，SPB系列变负载进相器从根本上克服了自激式进相机“整流子”结构特别怕尘埃、寿命短、维修频繁的缺点，其进相器结构无转动部件，不怕灰尘、可靠性高、使用寿命长、维护方便，是理想的取代自激式进相机的新型高科技产品。

SPB系列变负载进相器可广泛应用于水泥、化工、矿山、冶金、钢铁、造纸、制药等行业的大中型绕线式异步电机。

2.   SPB系列变负载进相器的工作原理

变负载进相器采用变频技术，将单相380V交流电，通过12只晶闸管和6只平衡电抗器，变换成与电机转子频率相同（f₁.s≈1H_Z）的三相交流电。该电流通入转子回路，从而在转子回路中产生一个超前于转子电势近90° 的附加电势E_K，进而改善电机的功率因数。E_K的大小取决于变频器电源U₂的大小和晶闸管触发角的大小。从原理框图（图3）看，采样信号回路根据电机转子电流信号和附加电势信号进行处理，把结果送给逻辑判别回路；逻辑判别回路根据保护指令控制触发器，触发晶闸管的触发角，从而在转子回路得到一个附加激磁电流I＇mo。为了保持I₁+I₂=I_m不变，I₂增加，I₁就要减少；所以可降低定子电流，减少功率因数角φ₁ ,提高功率因数cosφ₁ （见图2），由于保持励磁电流I_m不变、转差率不变，进而保证电机出轴力矩不变、电机转速不变。

随着补偿电压的逐步升高，定子侧的无功功率逐渐下降，功率因数逐步上升，定子电流逐渐减小。当补偿电压升高到一定值后，定子侧的无功功率减小到接近于零，功率因数上升到近似于1（见图2）。

2.1 电容式补偿的矢量分析（见图1）

图1

2.2  SPB系列变负载进相器的矢量分析（见图2）

     图2

3.  原理框图（见图3）

图3

4.  性能特点

4.1 可使电机的功率因数提高到0.95以上，无功功率降低60%以上。

4.2 降低定子电流10%-20%，降低线损、铜损20%-30%。

4.3. 电机温升显著降低，过载能力和效率大大提高，电机使用寿命延长。

4.4 具有故障自动保护功能，保障设备长期安全运行。

4.5 操作简单，安装调试和维修保养均不影响正常生产，半年内可收回成本。

5. 型号命名

6. 使用条件

注：SPB系列变负载进相器应满足上表要求的使用条件，本公司还可提供适用于高原地区（海拔超过1500米）的变负载进相器（但用户须事先特别申明）。

7. 外形图及安装尺寸（常规）     

SPB系列变负载进相器外形示意图如下： 

安装尺寸：

注：随着产品不断更新换代，外形及安装尺寸会有所变化，请以具体的产品为准。

8. 安装调试

因SPB系列变负载进相器有些地方需现场调测，故其安装调试须有我方技术人员现场指导。

但在我方人员抵达前，用户应做好以下准备工作：

8.1 将进相器就位。注意进相器柜体底部应与地沟相通或架空（见“使用条件”）。

8.2 准备好 “主电机转子至进相器”（三根）、“进相器至主电机起动器”（三根）的连接导线，线径应按主电机转子额定电流选择。

8.3 进相器上的电流表、功率因数表是直接从电机定子回路上的电流互感器、电压互感器取信号，要求所用电流互感器副边的额定电流为5A、电压互感器副边的额定电压为100V。若用户现用的不满足该要求，则须另行准备符合上述要求的互感器。（注：电压互感器仅适用于高压电机。对低压电机，进相器电压信号直接从定子回路取。）

8.4 只有电机带上负载并正常运转后才可调试进相器。用户在通知我方调试前，应调试好电机、减速机、磨机等其它设备，使其能带上负载正常运转（新磨至少要加入钢球），以免延误进相器调试时间。

9. 操作步骤

9.1 送电：

（1）打开进相器前柜门，合上微型断路器（QF1~QF3），进相器电源接通，柜体面板上的红色指示灯亮（HL1），等待主机起动，关闭柜门。

（2）主机起动，一直到起动完毕、主机正常运转为止。

9.2 按下“进相”按钮（绿色）：

用力按一下绿色按钮（SB2，“进相”按钮），进相器面板上的红灯灭、绿灯亮（HL2），开始进相。进相器上的电流表指针快速下跌并稳定、功率因数表指针快速上升并稳定（指针位于“滞后”区域）。

9.3 按下“退相”按钮（红色）：

按一下红色按钮（SB1，“退相”按钮），红灯亮、绿灯灭，进相器即退出进相状态。

【有关说明】：

（1）主电机起动前必须“合上”进相器内的微型断路器，使进相器通电，否则主机无法起动（按起动按钮无效）。

（2）进相器出故障时会自动切除进相。

（3）电机运行中，进相器断电或进相器内空开跳闸或KM1、KM2损坏，均会使主机一次跳闸、停车。

（4）本说明书文字叙述中所涉及的电器文字符号请参阅所附图纸及进相器内的器件编号。

10. 注意事项

为确保SPB系列变负载进相器长期安全、可靠地运行，请操作人员特别注意以下事项：

11.1 严禁在主机运行期间切断进相器电源——断开进相器内的空开或切断进相器所接的380V电源。否则，会使主机停车。

11.2 当设备大修后或进相器停用一段时间又重新启用时，第一次进相前应观察柜内控制单元上各指示灯是否正常。电机起动并正常运转后，各指示灯显示如下：

（1）主板(中间一块)。除L1、L2、L3周期性循环显示外（注意：此指电机在运转时的状态，若电机未转，该三灯为随机状态），其它各灯均亮。

（2）驱动扳（两边的两块）。其上各指示灯均亮并有轻微闪亮。若有任一指示灯不符合上述状态，则表明控制单元有故障。

11.3 当电机定子电流出现异常大幅摆动时，应立即退相，查出原因并检修后再投入使用。

11.4 要经常检查进相器冷却风机运转是否正常。如不正常，应及时退相。

11.5 要定期清扫变压器及电抗器上面的灰尘，以免影响其散热。

11. 简单故障处理

【注意事项】

1、进相器检修不得在进相状态下进行，发现问题应立即退相。

      2、用户若遇到无法解决的故障，请及时与本公司联系。

12. 控制单元检修指南

12.1 为便于判断故障，现将控制单元所有指示灯的含义说明如下：

（1）主板(中间一块)的指示灯(从上往下数)

● L1、L2、L3，电机转子三相电流信号指示

● L4，+5V电源指示

● L5，热故障指示（无热故障L5亮）

● L6，缺相及自动故障保护指示（有缺相故障及热故障L6灯灭）

● L7，+15V电源指示

● L8，-15V电源指示

（2）驱动板（两边两块）分别代表12个可控硅的触发信号

12.2 在正常情况下，各指示灯显示状态如下：

（1）主板

● L1、L2、L3，电机运转时为循环显示状态；电机没转时为随机状态：或亮、或灭。

● L4、L5、L6、L7、L8均保持亮的状态。

（2）驱动板（两块）

所有指示灯均处于亮的状态，但仔细观察，这12个灯有轻微闪亮的现象。

上述各灯有一指示灯不满足以上所述，即表明弱电部分有故障。

12.3 当进相器出现故障------“不能投入进相”或“可投入但无进相效果”时，请按下述步骤检查：

A. “无法投入进相”

（1）观察控制板上的指示灯,若均满足前面的“正常状态”，则表明控制单元没问题。（控制板的问题后面单独讲）

（2）控制板没问题,则应按说明书所附原理图检查强电部分。

B. “可投入但无进相效果”

（1）观察控制板上的指示灯，若均满足“正常状态”，则说明控制单元没问题。

（2）控制板没问题，则检查可控硅（在“退相”情况下并抽出两块驱动板，最好是切断控制板的电源）,方法如下：（测可控硅各极间电阻）

触发极(G)与阴极(K)间电阻----------10～40Ω

触发极(G)与阳极(A)间电阻----------大于100kΩ

阴极(K)与阳极(A)间电阻-------------大于100kΩ

不满足这些情况，即表明可控硅坏。

（3）更换可控硅时应注意其在柜子上的方向，并应压紧散热器（但压力也不要过大）。装上柜体后母排螺丝需上紧。装完后要再检测下可控硅各极间的电阻情况。

〖注意：若出现一只可控硅击穿时，在柜体上直接检测，则可能会显示出同一层的四个可控硅均击穿。此时应把该组可控硅间的联接母排检测〗

（4）若可控硅及控制单元、强电部分均无故障，且进相后电机电流反而增大，则很可能检修中电源电压相序发生了变化，应调换进相器内元件板上控制变压器（TC）上输出6V电压的两线的位置。

12.4 控制板故障检修

当控制板上的指示灯不正常，则表明控制单元有故障。解决方法如下：

A. 主板

（1）L1、L2、L3不是循环显示，若有某一个指示灯一直不亮或一直亮着。

a.把主板上的四位拨码开关全部拨到“ON”的位置，接通电源，此时显示正常，则需更换IC210；若仍不正常，则需更换IC211。换好后，拨码开关一定要拨回到原来的位置。

b.若进行a.步后检修更换仍不正常，则说明电流传感器损坏：

          L1-------对应TA1            

L2-------对应TA2  

          L3-------对应TA3

哪一个灯不正常，即更换相对应的传感器。

（2）L1、L2、L3均不周期性地闪亮，而其它各灯均正常。

a.把主板上的四位拨码开关全部拨到“ON”的位置，接通电源，此时显示正常，则需更换IC210；若仍然不正常，则需更换IC211。

b.若进行a.步后仍然不正常，则须更换IC205或IC207。

（3）L4、L7、L8有一个不亮，则表明电源有问题，须更换相应的7805、7815或7915。

（4）若L1、L2、L3正常而L6灭，则更换IC207或IC209（4N35）。

B. 驱动板

（1）一个板子上有部分灯亮，则说明有一个2004坏，应换。

（2）一个板子上全部灯不亮，则须更换555。

C. 若三块板上的指示灯均不正常，则首先应把两块驱动板上的555都换掉。

【注意】：

（1）检修控制板时，必须把QF3断开。

（2）严禁随意带电插拔控制板。

（3）若检修有困难，请及时来电话与我们联系：（0710）3703229