串级调速装置原理和维修线绕式异步电动机采用可控硅（SCR）串级调速，具有效率高的优点。某污水处理场使用了6套GKGJA-22~33KW可控硅串级调速装置。其主回路与一般常用的没多大区别，但触发模块比较特殊，全部密封，维修不便。通过解剖画出原理图后，方便了维修，下面结合实际中出现的问题论述如下。
1、串级调速的基本原理
可控硅串级调速是在电动机转子回路串一可变电势，通过改变电势的大小进行调速，电动机的转子功率经过可控有源逆变器，变为与电网同频率的交流电能，将转差功率返回电网，因此效率高。其基本原理如下：先将异步电机的转子电压经过三相桥式整流，整成直流（Ud），再在直流侧串入一个与其相反的直流电势（Uβ），Uβ是由可控硅有源逆变器产生，通过改变逆变器的逆变角β来改变Uβ的大小，从而达到调速与节能目的。
2、GKGJA型串级调速装置的结构及原理
2、1、结构：
本装置由可控硅整流器、逆变器、电抗器、频敏变阻器、触发器、保护部份等组成，主电路见图一。
2、2、各部份工作原理简述如下：
2、2、1、整流器
由可控硅串级调速电气原理图所示，GZ1~GZ6组成三相整流桥，将电机转子交流电压变为直流电压Ud，作为可控硅逆变压器的直流电源。整流器正极经平波电抗器接电机定子零线，整流器负极接逆变器阴极。
2、2、2、逆变器
KGZ1~KGZ3组成三相零式逆变器，阳极分别接三相交流电压，阴极接整流器阳极，通过触发脉冲控制，改变了逆变角β的大小，就可改变逆变器电压Uβ的大小，从而达到调速的目的；当逆变电压增加时，回路电流Id减少，电动机的转子电流亦相应减少，电磁力矩小于机械阻力矩，电机减速，转差率S增加，直至电磁力矩与机械阻力矩相平衡；反之，Ub减小，Id增大，电动机转速增加。
2、2、3、平波电抗器
平波电抗器DL在串调系统中的作用是保证小电流时连续，限制Δi/Δt电流上升率，使系统工作可靠。本装置的平波电抗器采用摆动式电抗器，当电流增大时，铁芯饱和，电感减小。
2、2、4、频敏变阻器
频敏变阻器BL作限制起动电流用。当1C吸合时，BL接入，电机起动，经过延时，电机加速至接近异步转速，此时转子电压频率很低，4C或3C吸合，串调或异步运行。
2、2、5、触发器
本装置可控硅触发模块密封成一个模块，功能接线如图二。
2、2、6、保护环节
在逆变器三相进线设有C110~C112、R110~R112组成的阻容吸收保护，吸收电网操作过电压，压敏电阻YR1~YR3作为浪涌电压吸收，吸收过电压的峰值。
在交流进线设有KRD1~KRD3快速熔断器作短路保护。另外交流侧的电机同时还装有热继电器RJ，作过载保护，直流侧有过电流继电器GLJ作过电流保护。
3、触发模块的原理分析
我们将其解剖，发现其电路简单、巧妙。它采用单相电源即可列相出三相同步信号，来直接触发主回路的三个可控硅，使用很方便。其电路如图三。
电源变压器T1经桥式整流、滤波作触发模块放大电路电源。变压器T2是阻容移相桥的供电电源， 移相原理见下图四。
变压器T2次级电压相量UAB为常数，电阻两端电压量UAD和电容两端电压相量UDB互成90°，所以D点的轨迹是半圆，DO为半径，改变电阻的大小，DO的相位就发生变化。将移相桥的输出端 DO接隔离变压器T3，T3的副边经列相，将单相电源分成对称的三相电源，此三相电源作触发模块的同步信号，将同步信号经过V4~V9、R2进行整形放大，在输出端7、8、9便可得到供可控硅门极的三个互差120°的宽脉冲，调节移相桥的电阻，输出脉冲可在要求的范围内进行移相。为了闭环控制方便，将接电阻的两点间接一桥式整流，整流桥的输出端接可变电阻或晶体三极管，用晶体三极管代替可变电阻能使触发模块方便地用电信号进行控制。
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