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【摘 要】电动机是一种能够把电能转换成机械能的机械设备，是现代工业化生产的主要机械设备。同步电动机由直流供电的励磁磁场与电枢的旋转磁场相互作用而产生转矩，以同步转速旋转的交流电动机。由于同步电机能够对励磁电流进行调节，从而使同步电机在超前功率下运行，这种运行方式对改善电网的功率因数能够起到重要作用。而在同步电动机的使用过程中，为了能够进一步满足人类发展中生产的需要，就必须对其性能进行改造。本文通过对同步电动机的深入研究，并且针对同步电动机新型励磁装置技术改进提出了改进方案，以供同行探讨。
【关键词】同步电动机；励磁装置；技术改进
引言
随着科学技术的发展，人们的生活生产水平不断提高，在现代人们的生产过程中，早已摒弃了传统的手工作业生产方式，而逐步形成了应用机械设备进行生产的生产模式。电动机的发展与应用正是传统手工业生产转向现代机械化生产的标志，其在现代化机械生产中有着举足轻重的地位。电机的工作的物理本质就是通过电机的本身器件把电能转化成机械能。在目前的社会生产中，电机已经被广泛的应用在工农业的各种领域，随着科学技术水平的不断提高，各种各样的自动化系统元件都是通过对电机的控制形成的，包括航空领域的人造卫星系统同样也是通过对电机进行控制，卫星才能够正常的运行，除此之外，电机还被广泛的应用在国防、医疗等其他方面，因此电机是时代发展的成果，是提高社会生产力的有效工具。但是随着社会的发展，提高电动机的性能，必须对其进行相应的改进，从而才能满足人们的生产需要。本文从传统励磁技术中存在的缺陷出发，对同步电动机新型励磁装置技术进行研究，并且提出了相关的改进措施。
一、传统励磁技术存在的缺陷
1、励磁装置起动回路及环节设计不合理。同步电动机励磁装置主回路中的主桥分为：全控桥式和半控桥式，下面分别以这两种方式分析。
①半控桥式励磁装置：由三只大功率晶闸管和一只大功率二极管组成。电动机在起动过程中，存在滑差，在转子线圈内将感应-交变电势，其正半波通过ZQ形成回路，产生+if，其负半波则通过KQ，RF形成回路，产生-if，由于回路不对称，则形成的-if与+if也不对称，致使定子电流强烈脉动。使电动机因此而强烈振动，直到起动结束才消失。
②全控桥工励磁装置：由6只大功率晶闸管组成。在起动过程中，随着滑差减小，当转速达到50%以上时，励磁感应电流负半波通路时通时断，同样形成+if与-if电流不对称从而形成脉振转矩，造成电动机强烈振动。
2、投励时“转子位置角”不合理。
无论是全控桥还是半控桥，电动机起动过程投励时，都产生沉闷的冲击，这种冲击，同样会造成电机损害，这是“转子位置角”不合理所致。以上所出现的脉振、投励时的冲击，并不一定一次性使电机损坏，但每次起动都会使电机产生疲劳，造成电机内部损害，积而久之，必然造成电机内部故障。
3、将GL型反时限继电器兼做失步保护
传流动磁装置将GL型继电器兼做失步保护，当电机失步时，它不能动作或不及时动作，使电动机或励磁装置损坏。
二、同步电动机采用的励磁新技术
在同步电动机新型励磁装置技术该井的过程中，在新型的控制其中通常会应用到计算机技术和数字技术。从而使同步电动机的性能更加稳定，并且信号的现实也更加直观，从而方便了工作人員的操作。同步电动机励磁装置主要从以下几个方面进行了改进。
1、主电路的改进
改进后的励磁主电路采用无续流二极管新型半控桥式整流电路，合理选配灭磁电阻RF，分极稳定KQ的开通电压，当电动机在异步驱动状态时，使KQ在较低电压下便开通，电动机具有良好的异步驱动状态，有效消除了传统励磁装置在电动机异步暂态过程中所存在脉振，满足带载起动及再整步的要求；而当电动机在同步运行状态时，KQ在通过电压情况下才开通。既保护元器件，又在正常同步运行时，KQ不误导通。
2、电机在起动及再整步过程中
按照“准角强励磁整步”的原则设计。准角强励磁系指电机转速进入临界滑差，按照电动机投励瞬间在转子回路中产生的磁场与定子绕组产生的磁场互相吸引力最大（即定子磁场的N、S极分别与转子绕组产生的S、N极相吸）。在准角时投入强励，使吸引力进一步加大，这样电机进入同步便轻松、快速、平滑、无冲击。投励时的滑差大小，可通过数字式功能开关设定。
对于某些转速较低、凸极转矩较强的电机空载或特轻载起动时，往往在尚未投励的情况下便进入同步，装置内具有凸极投励回路，在电机进入同步后1～2秒内自动投磁电机进入同步后，电脑系统自动控制励磁电压由强磁恢复到正常励磁。
3、选用数字触发器，提高触发脉冲的精度
选用数字触发器8253，提高了触发脉冲信号的精确度。当同步信号回路出现上升过零时，采用延时结束立即由硬件输出脉冲的方式，当满足投励条件后，电脑发出触发脉冲指令，经专用集成块功放由脉冲变压器输出——宽脉冲，触发可控硅。
在同步信号及主回路处于正常的情况下，电脑系统能保证主电路三相电压波形平衡，具有自动平衡系统。
为使电动机中励磁电压不致过高、过低或失控，在控制电路中设有1K、2K、3K功能开关，其中1K用来设定励磁电压的上限；2K用来设定电机正常运行时的励磁电压；3K用来设定励磁电压的下限。投励时，首先按1K强励设定值运行1秒，然后自动移至正常励磁所设定的位置上。
采用数字化薄膜面板开关，按动上升键或下降键，可在1K及3K所设定的范围内调整励磁电压大小。采用电脑控制及数字开关，使装置性能稳定，完全消除了电位器调节所带来的温漂、跳跃、卡死及易受干扰的弊端。
4、电脑系统智能分析失步信号，准确可靠地动作当同步电动机失步时，在其转子回路产生不衰减的交变电流分量，通过测取转子励磁回路分流器上的交变电流毫伏信号，经放大变换后输入电脑系统，对其波形进行智能分析，准确、快速地判断电动机是否同步，对于各类失步，不论其滑差大小、装置均能准确动作。
三、结束语
随着社会的不断向前发展，人们的生产力明显提高，人们在生活生产中广泛的应用到各种的机械化设备，为提高生产力打下了坚实的基础。同步电动机是我国目前应用的最广泛且经济效益最好的电机，但是同步电动机在实际的工作中，还是不可避免的出现了一些常见的故障，因此必须对同步电动机进行改进。在同步电动机励磁装置改造过程中，通常运用同步电动机过渡过程、稳态运行等理论，并结合同步电动机的运行参数以及运行曲线等对其进行优化处理，进而实现对同步电动机的智能化控制。总而言之，对同步电动机励磁装置进行改进，不只是提高了电动机的生产能力，其还会给社会带来巨大的经济效益。
【关键词】同步电动机；励磁装置；技术改进
引言
随着科学技术的发展，人们的生活生产水平不断提高，在现代人们的生产过程中，早已摒弃了传统的手工作业生产方式，而逐步形成了应用机械设备进行生产的生产模式。电动机的发展与应用正是传统手工业生产转向现代机械化生产的标志，其在现代化机械生产中有着举足轻重的地位。电机的工作的物理本质就是通过电机的本身器件把电能转化成机械能。在目前的社会生产中，电机已经被广泛的应用在工农业的各种领域，随着科学技术水平的不断提高，各种各样的自动化系统元件都是通过对电机的控制形成的，包括航空领域的人造卫星系统同样也是通过对电机进行控制，卫星才能够正常的运行，除此之外，电机还被广泛的应用在国防、医疗等其他方面，因此电机是时代发展的成果，是提高社会生产力的有效工具。但是随着社会的发展，提高电动机的性能，必须对其进行相应的改进，从而才能满足人们的生产需要。本文从传统励磁技术中存在的缺陷出发，对同步电动机新型励磁装置技术进行研究，并且提出了相关的改进措施。
一、传统励磁技术存在的缺陷
1、励磁装置起动回路及环节设计不合理。同步电动机励磁装置主回路中的主桥分为：全控桥式和半控桥式，下面分别以这两种方式分析。
①半控桥式励磁装置：由三只大功率晶闸管和一只大功率二极管组成。电动机在起动过程中，存在滑差，在转子线圈内将感应-交变电势，其正半波通过ZQ形成回路，产生+if，其负半波则通过KQ，RF形成回路，产生-if，由于回路不对称，则形成的-if与+if也不对称，致使定子电流强烈脉动。使电动机因此而强烈振动，直到起动结束才消失。
②全控桥工励磁装置：由6只大功率晶闸管组成。在起动过程中，随着滑差减小，当转速达到50%以上时，励磁感应电流负半波通路时通时断，同样形成+if与-if电流不对称从而形成脉振转矩，造成电动机强烈振动。
2、投励时“转子位置角”不合理。
无论是全控桥还是半控桥，电动机起动过程投励时，都产生沉闷的冲击，这种冲击，同样会造成电机损害，这是“转子位置角”不合理所致。以上所出现的脉振、投励时的冲击，并不一定一次性使电机损坏，但每次起动都会使电机产生疲劳，造成电机内部损害，积而久之，必然造成电机内部故障。
3、将GL型反时限继电器兼做失步保护
传流动磁装置将GL型继电器兼做失步保护，当电机失步时，它不能动作或不及时动作，使电动机或励磁装置损坏。
二、同步电动机采用的励磁新技术
在同步电动机新型励磁装置技术该井的过程中，在新型的控制其中通常会应用到计算机技术和数字技术。从而使同步电动机的性能更加稳定，并且信号的现实也更加直观，从而方便了工作人員的操作。同步电动机励磁装置主要从以下几个方面进行了改进。
1、主电路的改进
改进后的励磁主电路采用无续流二极管新型半控桥式整流电路，合理选配灭磁电阻RF，分极稳定KQ的开通电压，当电动机在异步驱动状态时，使KQ在较低电压下便开通，电动机具有良好的异步驱动状态，有效消除了传统励磁装置在电动机异步暂态过程中所存在脉振，满足带载起动及再整步的要求；而当电动机在同步运行状态时，KQ在通过电压情况下才开通。既保护元器件，又在正常同步运行时，KQ不误导通。
2、电机在起动及再整步过程中
按照“准角强励磁整步”的原则设计。准角强励磁系指电机转速进入临界滑差，按照电动机投励瞬间在转子回路中产生的磁场与定子绕组产生的磁场互相吸引力最大（即定子磁场的N、S极分别与转子绕组产生的S、N极相吸）。在准角时投入强励，使吸引力进一步加大，这样电机进入同步便轻松、快速、平滑、无冲击。投励时的滑差大小，可通过数字式功能开关设定。
对于某些转速较低、凸极转矩较强的电机空载或特轻载起动时，往往在尚未投励的情况下便进入同步，装置内具有凸极投励回路，在电机进入同步后1～2秒内自动投磁电机进入同步后，电脑系统自动控制励磁电压由强磁恢复到正常励磁。
3、选用数字触发器，提高触发脉冲的精度
选用数字触发器8253，提高了触发脉冲信号的精确度。当同步信号回路出现上升过零时，采用延时结束立即由硬件输出脉冲的方式，当满足投励条件后，电脑发出触发脉冲指令，经专用集成块功放由脉冲变压器输出——宽脉冲，触发可控硅。
在同步信号及主回路处于正常的情况下，电脑系统能保证主电路三相电压波形平衡，具有自动平衡系统。
为使电动机中励磁电压不致过高、过低或失控，在控制电路中设有1K、2K、3K功能开关，其中1K用来设定励磁电压的上限；2K用来设定电机正常运行时的励磁电压；3K用来设定励磁电压的下限。投励时，首先按1K强励设定值运行1秒，然后自动移至正常励磁所设定的位置上。
采用数字化薄膜面板开关，按动上升键或下降键，可在1K及3K所设定的范围内调整励磁电压大小。采用电脑控制及数字开关，使装置性能稳定，完全消除了电位器调节所带来的温漂、跳跃、卡死及易受干扰的弊端。
4、电脑系统智能分析失步信号，准确可靠地动作当同步电动机失步时，在其转子回路产生不衰减的交变电流分量，通过测取转子励磁回路分流器上的交变电流毫伏信号，经放大变换后输入电脑系统，对其波形进行智能分析，准确、快速地判断电动机是否同步，对于各类失步，不论其滑差大小、装置均能准确动作。
三、结束语
随着社会的不断向前发展，人们的生产力明显提高，人们在生活生产中广泛的应用到各种的机械化设备，为提高生产力打下了坚实的基础。同步电动机是我国目前应用的最广泛且经济效益最好的电机，但是同步电动机在实际的工作中，还是不可避免的出现了一些常见的故障，因此必须对同步电动机进行改进。在同步电动机励磁装置改造过程中，通常运用同步电动机过渡过程、稳态运行等理论，并结合同步电动机的运行参数以及运行曲线等对其进行优化处理，进而实现对同步电动机的智能化控制。总而言之，对同步电动机励磁装置进行改进，不只是提高了电动机的生产能力，其还会给社会带来巨大的经济效益。