《自动化仪表》

第

卷第

期　

2006

年

月

基于射频技术的无刷同步电机励磁电流的检测

M e a su ring Exc ita tio n Cu rre n t o f B ru sh le s s Synch ro no u s M o to r

B a se d o n RF Te chno lo gy

黄劭刚　张为堂

(南昌大学信息工程学院自动化系 ,南昌　330029)

摘　要 : 无刷同步电机的励磁系统对励磁电流的测量是制约该励磁方式发展的一大障碍。设计了一个射频系统可以用来解决同步
电机的励磁电流的测量问题。该系统可以方便地检测到同步电机励磁机的整流二极管的工作状态并且可以动态地显示励磁电流 ,极

大地方便了运行人员做出判断 ,而且结构简单、

方便实用。

关键词 : 射频　无刷励磁　励磁电流测量

中图分类号 : TP206 +. 1　　　　文献标识码 : B

Abstract: The development of brushless excitation is restricted by the difficulty of measuring excitation current of synchronous motor. A RF

system is designed to measure the excitation current of synchronous motor. W ith this system , the state of the silicon rectifier diode of the main

excitation machine can be detected, and the excitation current can be disp layed dynam ically. It is very convenient for the operators to do a right

judgment. The system features simp le structure and easy operation.

Keywords: Radio frequency　B rushless excitation　Measurement of excitation

　引言

同步电机无刷励磁方式取消了原来励磁系统中滑

动接触部分

(

滑环和电刷

) ,

消除了噪声、

发热等问题

提高了可靠性

可以长期运行

;

另外

由于取消了旋转

接触导电部分

不会产生电火花。因此

在石油化工行

业

有易燃气体及粉尘等恶劣条件下很适用

因此

近

几年来无刷励磁技术在中小型发电机组上得到了广泛

的应用。

无刷同步电机励磁系统中的旋转整流器的核心部

件硅整流二极管由于电机的高速旋转

又因为同步电

机取消了滑环和电刷

旋转的励磁电路与外面的电路

无直接的电接触

所以励磁电流

电压无法直接测量。

　硬件系统设计与实现

1. 1

　系统工作原理

射频技术测量同步电机的励磁电流系统由发射部

分、

接收部分、

他们之间通过

UHF

进行通信连接。具

体过程为

有信号探测部分检测到电压信号

经过信号

放大

通过

A /D

转换

送往发射机

构成无线发射模

块

无线发射模块将这些数据和状态信息以无线的方

式发射出去。接收模块收到无线信息后

向接收机

(

主控机

)

传送电流数据和状态信息

有主控机进行数

据处理并显示。

1. 2

　系统硬件构成

基于射频技术的无刷同步电机转子励磁电流的检

测的组成如图

所示

它由电流检测、

信号处理、

A /D

转换、

射频发射与接收、

数据显示等模块组成。

图

　系统组成框图

Fig. 1

B lock diagram of system compo sition

1. 2. 1

AT89C51

的功能特点

AT89C51

是一种带

4 k

闪烁可编程可擦除只读存

储器的高性能微控制器

[ 1 ]

。该器件采用

ATMEL

高密

度非易失存储器制造技术制造

与工业标准的

MCS -

指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能

8 B

的

CPU

和闪烁存储器组合在单个芯片中

, AT89C51

作为

一种高效微控制器

为很多嵌人式控制系统提供了一

种灵活性高且价廉的方案。

AT89C51

有以下特点

: 4 k

可编程闪烁存储器、

128 k

内部

RAM , 32

根可编程

I/O

线、

个

16 B

定时器

计数器、

个中断源、

个全双向

的可编程串行通道

同时还具有加密阵列的三级程序

存储器锁定

并内含片内振荡器和时钟电路。此外

AT89C51

设有稳态逻辑

可以在零频率的条件下静态

逻辑

支持两种软件可选的电源节电方式。在闲置模

式下

, CPU

停止工作

但

RAM

、

定时器、

计数器、

串口和

基于射频技术的无刷同步电机励磁电流的检测　黄劭刚

等