同步电动机励磁控制系统的研究与设计

马磊 党娇

摘要：本文针对同步电动机因其功率因数高的问题，通过分析同步电动机励磁控制系统的发展状况，研究同步电动机励磁控制系统原理，设计一款闭环调节的同步电动机励磁控制系统，具有功率自动寻优与实时调节功能。通过对实验测试，这款励磁控制系统可快速、精确的调节同步电动机功率因数达到0.98以上，系统稳定性好，达到设计要求。

关键词：同步电动机;励磁控制系统;功率因数

根据国内统计，在电机组工作过程中，励磁系统故障会对机组正常运行产生重大影响。因此设计制造一款控制精度高、可靠性好，具有功率因数自动寻优的励磁控制系统，将是今后的发展趋势。本文通过对相关工作现场的同步电动机的现场运行工况进行调研，发现大多数同步电动机励磁控制系统都采用的是手动开环控制，在运行时具有较低的功率因数，造成电能的大量浪费问题。基于此，我们设计了一款以DSP为主控芯片的同步电动机励磁控制系统，并且搭建了实验平台，进行了实际验证。

一、同步发电机励磁控制原理

同步电动机在运行时和异步电动机不同，同步电动机有3中运行方式，即同步电动机运行在感性状态、阻性状态和容性状态。当同步电动机运行在感性状态时，同步电动机需要从电网吸收有功功率和滞后的无功功率;当同步电动机运行在阻性状态时，同步电动机只从电网吸收有功功率;当同步电动机运行在容性状态时，同步电动机不仅从电网吸收有功功率，而且还向电网提供一部分超前的无功功率。……