3．1 啟動回路
(1)起動時滅磁繼電器接點CJll、CJ22閉合，見同步電機起動回路圖2，使同步電機在異步驅(qū)動狀態(tài)時，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)半周是對稱的。有效地消除了傳統(tǒng)勵磁屏在同步電機異步啟動過程中轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)電流正負(fù)半周不對稱現(xiàn)象，避免了異步啟動過程中所存在的脈振現(xiàn)象，具有良好的異步驅(qū)動特性。
(2)在啟動結(jié)束后，滅磁繼電器接點CJll、CJ22斷開，滅磁 晶閘管7KGZ、8KGZ在較高的電壓下便可開通。當(dāng)電機在同步狀態(tài)時，滅磁晶閘管在過電壓情況下才開通，既起到保護(hù)器件的作用，又當(dāng)電機正常同步運行時，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，可使電機在遇到故障，被迫跳閘停機時，減少電機受損傷程度。
(3)起動前，人為按下ANl、AN2可以實驗滅磁回路。
3．2 投勵控制
同步電動機的投勵過程控制是一個非常重要的問題，主要表現(xiàn)為對投勵時間和投勵角度的選擇上。理想的投勵時間是指當(dāng)電機異步啟動到亞同步速時，即轉(zhuǎn)速達(dá)到同步速的95％-98％之間；準(zhǔn)角度投勵是指在轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流的過零點，即從負(fù)半周到正半周的零點準(zhǔn)確投勵。滿足兩者條件時，勵磁繞組產(chǎn)生同步力矩，使電機盡早進(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)過光耦TPl送人PLC。經(jīng)過計算和判斷后，PLC輸出點PLCDO控制光耦TP3，控制TC787的5腳，當(dāng)其為低電位時，輸出6路觸發(fā)信號，完成投勵，
4。有兩種投勵方式：
(1)按照"準(zhǔn)角強勵整步"的原則設(shè)計，并具有強勵磁整步的功能。所謂準(zhǔn)角度投勵，系指電機轉(zhuǎn)速進(jìn)入臨界滑差，按準(zhǔn)角度投勵方式，這樣電機進(jìn)入同步時輕松、快速平滑無沖擊。投勵時刻的滑差大小，通過面板按鍵菜單操作任意設(shè)定。
(2)后備投勵
若滑差投勵不成，即達(dá)不到設(shè)定的滑差值，可按預(yù)定的后備投勵時間和準(zhǔn)角度方式投勵。后備投勵時間的大小，通過面板按鍵菜單操作任意設(shè)定。

3．3 勵磁電流控制
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控制端。
18、1、2腳是三相同步信號，來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、T6六個三極管的基極連接。三極管驅(qū)動脈沖變壓器，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。
為了滿足同步機各種工況的要求，運行過程中的勵磁電流控制模式分為：恒勵磁電流模式和恒無功功率模式。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)。勵磁給定值由外接電位器提供，無功電流由無功電流轉(zhuǎn)換器提供，勵磁電流由霍爾元件LEM塊檢測勵磁電流得到。三個模擬信號送入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、勵磁電流超限等。
3.4.1 失步監(jiān)測
失步保護(hù)采樣信號，來自串接在轉(zhuǎn)子勵磁回路的分流器兩端的不失真毫伏信號。此信號經(jīng)放大、變換，光耦隔離后輸入PLC，對其波形特征進(jìn)行分析，判斷電機是否失步。當(dāng)發(fā)生帶勵失步時，首先應(yīng)切斷勵磁，識別后判斷是報警還是再整步運行。
3.4.2 晶閘管故障監(jiān)控
晶閘管勵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，造成勵磁電流不穩(wěn)定。
3.4.3 滅磁晶閘管誤導(dǎo)通
在實際運行當(dāng)中，偶爾會出現(xiàn)滅磁晶閘管誤導(dǎo)通，引起附加電阻加熱，經(jīng)過一段時間后，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。
檢測附加電阻RFl、RF2兩端的電壓信號，經(jīng)過比較判斷，將結(jié)果送入PLC，進(jìn)行聯(lián)鎖和報警。
3.4.4 勵磁電流超限
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)變換識別電路后，將信號送入PLC，過流信號達(dá)到設(shè)定時間后，報警或跳閘。以防止勵磁電流過大引起勵磁繞組過熱，損壞電機。
3.5 輔助控制環(huán)節(jié)
3.5.1 停車后逆變控制
當(dāng)同步機停車或故障跳閘時，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)，不致因同步機停車時轉(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，PLC發(fā)出強勵信號，可達(dá)到正常勵磁電流的1.4倍，進(jìn)行強勵，以防止同步機失步，10s鐘后，若電網(wǎng)電壓不回升，PLC撤消強勵信號，以防轉(zhuǎn)子繞組過熱。
強勵時間為10-14s，具體時間人機界面設(shè)定。