同步電動機運行穩定性和可靠性對工業生產有重要的影響。單片機用于同步電動機勵磁控制由于軟件豐富,能使勵磁裝置結構簡化、功能增多且易于實現復雜的控制規律,同時還具有參數整定靈活,使用維護方便和故障自診斷功能。目前,國內許多基于單片機的同步電動機勵磁控制系統與傳統的模擬勵磁控制系統相比性能有很大的提高,但因為采用的單片機內部資源較少使得單片機外圍電路復雜,其內部控制程序采用查表的方法,這樣影響了整個勵磁控制系統的精度、快速性和穩定性。PIC16F877單片機內部資源豐富,廣泛應用于工業控制領域。我們研制了基于PIC16F877單片機的同步電動機新型智能勵磁控制系統,控制程序可以實時計算,利用內部的捕捉單元可以很容易實現自動投勵、全壓投切電路。同時我們通過控制晶閘管移相整流模塊的控制端電壓來控制整流模塊的輸出,使得整個系統硬件電路簡單、調試維護方便、系統性能較高。
2 系統組成與工作原理
同步電動機新型智能勵磁控制系統的硬件結構圖如圖1所示。包括整流變壓器、晶閘管移相整流模塊、滅磁電路、投勵投全壓信號轉換電路、勵磁電流反饋信號轉換電路、PIC單片機控制電路、鍵盤及液晶顯示電路、保護跳閘電路、RS-232C接口電路。
同步電動機正常運行時,系統對勵磁電流進行閉環PID調節實現恒流勵磁,勵磁電流不受交流電網波動及勵磁繞組熱態電阻變化的影響,并且可以通過鍵盤改變勵磁電流的大小。通過調節勵磁電流的大小可以調節同步電動機的功率因數。