3．1 啟動(dòng)回路
(1)起動(dòng)時(shí)滅磁繼電器接點(diǎn)CJll、CJ22閉合，見同步電機(jī)起動(dòng)回路圖2，使同步電機(jī)在異步驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，滅磁晶閘管7KGZ、8KGZ在較低的電壓下便可開通，保證感應(yīng)電流在正負(fù)半周是對(duì)稱的。有效地消除了傳統(tǒng)勵(lì)磁屏在同步電機(jī)異步啟動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)電流正負(fù)半周不對(duì)稱現(xiàn)象，避免了異步啟動(dòng)過(guò)程中所存在的脈振現(xiàn)象，具有良好的異步驅(qū)動(dòng)特性。
(2)在啟動(dòng)結(jié)束后，滅磁繼電器接點(diǎn)CJll、CJ22斷開，滅磁 晶閘管7KGZ、8KGZ在較高的電壓下便可開通。當(dāng)電機(jī)在同步狀態(tài)時(shí)，滅磁晶閘管在過(guò)電壓情況下才開通，既起到保護(hù)器件的作用，又當(dāng)電機(jī)正常同步運(yùn)行時(shí)，保證附加電阻RFl、RF2被可靠切除，并防止滅磁晶閘管誤導(dǎo)通，可使電機(jī)在遇到故障，被迫跳閘停機(jī)時(shí)，減少電機(jī)受損傷程度。
(3)起動(dòng)前，人為按下ANl、AN2可以實(shí)驗(yàn)滅磁回路。
3．2 投勵(lì)控制
同步電動(dòng)機(jī)的投勵(lì)過(guò)程控制是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，主要表現(xiàn)為對(duì)投勵(lì)時(shí)間和投勵(lì)角度的選擇上。理想的投勵(lì)時(shí)間是指當(dāng)電機(jī)異步啟動(dòng)到亞同步速時(shí)，即轉(zhuǎn)速達(dá)到同步速的95％-98％之間；準(zhǔn)角度投勵(lì)是指在轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流的過(guò)零點(diǎn)，即從負(fù)半周到正半周的零點(diǎn)準(zhǔn)確投勵(lì)。滿足兩者條件時(shí)，勵(lì)磁繞組產(chǎn)生同步力矩，使電機(jī)盡早進(jìn)入同步。
轉(zhuǎn)子兩端的電壓經(jīng)電阻R12、R11、二極管D7后，在穩(wěn)壓管Z7兩端得到了近似的矩形波，經(jīng)過(guò)光耦TPl送人PLC。經(jīng)過(guò)計(jì)算和判斷后，PLC輸出點(diǎn)PLCDO控制光耦TP3，控制TC787的5腳，當(dāng)其為低電位時(shí)，輸出6路觸發(fā)信號(hào)，完成投勵(lì)，
4。有兩種投勵(lì)方式：
(1)按照"準(zhǔn)角強(qiáng)勵(lì)整步"的原則設(shè)計(jì)，并具有強(qiáng)勵(lì)磁整步的功能。所謂準(zhǔn)角度投勵(lì)，系指電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)入臨界滑差，按準(zhǔn)角度投勵(lì)方式，這樣電機(jī)進(jìn)入同步時(shí)輕松、快速平滑無(wú)沖擊。投勵(lì)時(shí)刻的滑差大小，通過(guò)面板按鍵菜單操作任意設(shè)定。
(2)后備投勵(lì)
若滑差投勵(lì)不成，即達(dá)不到設(shè)定的滑差值，可按預(yù)定的后備投勵(lì)時(shí)間和準(zhǔn)角度方式投勵(lì)。后備投勵(lì)時(shí)間的大小，通過(guò)面板按鍵菜單操作任意設(shè)定。

3．3 勵(lì)磁電流控制
三相晶閘管移相觸發(fā)電路選用TC787，經(jīng)三極管后，驅(qū)動(dòng)6路脈沖變壓器，輸出為調(diào)制脈沖列，觸發(fā)1KGZ～6KGZ晶閘管。TC787有移相控制端和投勵(lì)控制端。
18、1、2腳是三相同步信號(hào)，來(lái)自同步變壓器的三相電源電壓Va、Vb、Vc；16、15、14、13腳外接電容用于調(diào)節(jié)脈沖列的頻率；12、11、10、9、8、7輸出六相脈沖，分別與T1、T2、T3、T4、T5、T6六個(gè)三極管的基極連接。三極管驅(qū)動(dòng)脈沖變壓器，其二次經(jīng)整流二極管輸出到晶閘管的門極和陰極，以滿足電氣隔離和觸發(fā)功率的要求。4腳是有移相控制端；5腳是投勵(lì)控制端；17、3腳是工作電源輸入端；6腳為全橋控制端。
為了滿足同步機(jī)各種工況的要求，運(yùn)行過(guò)程中的勵(lì)磁電流控制模式分為：恒勵(lì)磁電流模式和恒無(wú)功功率模式。因此選用了模擬量模塊與S7-200配合使用，構(gòu)成單閉環(huán)控制系統(tǒng)。勵(lì)磁給定值由外接電位器提供，無(wú)功電流由無(wú)功電流轉(zhuǎn)換器提供，勵(lì)磁電流由霍爾元件LEM塊檢測(cè)勵(lì)磁電流得到。三個(gè)模擬信號(hào)送入PLC的模擬輸入端。
3.4 系統(tǒng)故障監(jiān)控
系統(tǒng)故障主要包括：同步機(jī)失步、可控整流器缺相或失控、滅磁晶閘管誤導(dǎo)通、熔斷器故障、勵(lì)磁電流超限等。
3.4.1 失步監(jiān)測(cè)
失步保護(hù)采樣信號(hào)，來(lái)自串接在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路的分流器兩端的不失真毫伏信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)放大、變換，光耦隔離后輸入PLC，對(duì)其波形特征進(jìn)行分析，判斷電機(jī)是否失步。當(dāng)發(fā)生帶勵(lì)失步時(shí)，首先應(yīng)切斷勵(lì)磁，識(shí)別后判斷是報(bào)警還是再整步運(yùn)行。
3.4.2 晶閘管故障監(jiān)控
晶閘管勵(lì)磁整流波形整型后經(jīng)光耦送入PLC，如果波頭相互比較，寬度誤差較大，說(shuō)明全控整流橋出現(xiàn)故障，如：脈沖丟失、三相丟波缺相、失控、管壓降波形崎變等各種現(xiàn)象，造成勵(lì)磁電流不穩(wěn)定。
3.4.3 滅磁晶閘管誤導(dǎo)通
在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，偶爾會(huì)出現(xiàn)滅磁晶閘管誤導(dǎo)通，引起附加電阻加熱，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，造成控制柜內(nèi)的控制線烤焦、進(jìn)而發(fā)生電氣短路事故。
檢測(cè)附加電阻RFl、RF2兩端的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)比較判斷，將結(jié)果送入PLC，進(jìn)行聯(lián)鎖和報(bào)警。
3.4.4 勵(lì)磁電流超限
在整流變壓器的一次側(cè)，A相和C相裝有電流互感器，二次引線經(jīng)變換識(shí)別電路后，將信號(hào)送入PLC，過(guò)流信號(hào)達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，報(bào)警或跳閘。以防止勵(lì)磁電流過(guò)大引起勵(lì)磁繞組過(guò)熱，損壞電機(jī)。
3.5 輔助控制環(huán)節(jié)
3.5.1 停車后逆變控制
當(dāng)同步機(jī)停車或故障跳閘時(shí)，PLC發(fā)出指令使三相全控整流橋晶閘管1KGZ-6KGZ的控制角變?yōu)?40°，可控整流橋工作在逆變狀態(tài)，不致因同步機(jī)停車時(shí)轉(zhuǎn)子電感放電造成續(xù)流或顛覆而燒壞元件。
當(dāng)電網(wǎng)電壓下降到整定值，一般為80％時(shí)，PLC發(fā)出強(qiáng)勵(lì)信號(hào)，可達(dá)到正常勵(lì)磁電流的1.4倍，進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)，以防止同步機(jī)失步，10s鐘后，若電網(wǎng)電壓不回升，PLC撤消強(qiáng)勵(lì)信號(hào)，以防轉(zhuǎn)子繞組過(guò)熱。
強(qiáng)勵(lì)時(shí)間為10-14s，具體時(shí)間人機(jī)界面設(shè)定。