1、I I 摘 要 同步电动机广泛应用于石油、煤炭、电力、水利、供汽等诸多领域中，励磁 系统在同步电动机的控制具有重要作用，而传统的励磁技术存在设备故障率高、 性能不稳定等缺陷，使同步电动机频繁损坏，直接影响企业的生产，本设计针对 传统励磁系统中存在问题进行改进，提高同步电动机运行的稳定性。 本设计仔细研究了同步电动机励磁系统的工作原理，利用新华龙 C8051F350 高性能 16 位单片机设计主控核心，以 TCA785 作为脉冲发生器，并以 LCD12864 作为显示模块，采用交流采样傅式算法设计了无刷同步电机的励磁系统，对传统 励磁系统进行改进。 通过数学推导、 硬件实验以及波形分析得出此设计
2、系统较传统励磁系统具有 采样精度高， 移相范围广， 显示直观等优点， 且系统模块化程度较高， 易于控制， 证明了此设计的可实施性。 关 键 词: 同步电动机，励磁控制, TCA785, C8051F350 研究类型： 应用研究 IIII 1 绪论 1.1 课题研究背景和意义 1.1.1 课题研究背景 目前,国内外的同步电动机励磁系统的控制与保护电路大多仍采用模拟元器 件组成,本身存在很大的缺点,从而导致电网电压或负载变化时不能很好地维持 在额定功率因数下运行,为解决此问题采用同步电动机励磁系统微机化。实现恒 励磁电流和恒功率因数工作方式,以及作为调试及试验条件下的恒角工作方 式。 同步电动机广
3、泛应用于石油、化工、煤炭、冶金、电力、水利、城市供水、 供汽等诸多领域中，一方面它为工业企业提供源源不断的动力； 另一方面它向 电网发送无功功率，改善电网质量。对同步电动机的控制，是通过调节其励磁装 置来完成，而传统的励磁技术存在严惩缺陷，使同步电动机频繁损坏，直接影响 企业的生产，给企业带来巨大的损失。随着数字化控制技术和半导体可控硅整流 技术的发展， 新的励磁技术不断完善， 淘汰及改造传统励磁装置的任务尤为迫切。 1.1.2 课题研究的目的和意义 随着生产的不断发展，电力供需矛盾越来越突出，然而电能浪费现象也很严 重，主要表现在工业技术装备水平和管理水平比较落后，线路功率因数低，用电 设备
4、效率低，能源消耗高。同步电动机与异步电动机相比具有独特的优点,可以 通过调节电动机的励磁电流来改变其无功电流和无功功率的消耗。因此,同步电 动机可以在功率因数1cos时,或者在功率因数超前的情况下运行,是理想的 节能型电力拖动设备。 本课题的主要目的是通过分析同步电机的励磁系统的工作原理以及控制规 律， 设计同步电机的励磁系统的控制器。 控制器是励磁系统工作的重要组成环节。 通过开发试制控制器来分析励磁系统的工作性能， 并且提出改善和提高励磁系统 性能的方案。 2 2 现用同步电动机的励磁装置大部分是老产品,励磁电流的大小是用感应调压 器调节电压实现的。该设备不仅体积大、笨重,而且调压器要消耗大量电能。同 步电动机能发送无功功率，支持电网电压，有助于充分利用电能，过载能力强、 功率因数高、转速不变以及转矩受电源电压影响较小等优点，实现电动机励磁的 微机控制在当今是非常急迫的，需求空间很大。 1.2 论文主要内容 论文首先对同步电动机工作原理进行分析，引入励磁控制系统，主要由信号 采集通道、单片机主控系统、移相脉冲输出单元组成，将每个部分模块化以便于 理解设计理念。 以 C
