正常工作的大型同步发电机在碳刷与集电环之间通过几百甚至上千安培超大电流,才得以确保电机对外提供足够功率的电能。根据相关资料显示,目前大型同步发电机在碳刷与集电环之间多采用滑动机械接触式导流环,由于长时间机械磨损和设备损耗、抖动等问题,使这一环节存在较大的安全隐患。本文在充分调研、分析现有相关技术和安全化生产需要的基础上,较为系统地提出了同步电机励磁电流的检测方法,并设计了该方法的工程化方案。大型同步电机具有励磁电流大、导流环数量多、空间分布复杂以及工频干扰大的特点,为精确测量每一路励磁碳刷电流,本文首先对这一关键问题进行原理性分析,研究了在霍尔传感器外加入导磁环的方法对励磁碳刷电流之间互相影响的屏蔽作用;在抑制工频干扰方面,研究了SINC滤波器的特性,并将此滤波器引入励磁碳刷电流检测环节。基于以上的相关分析与研究,确定该方案工程化实现的器件选型方向。为实现多路电流信号的高速采集,提出以FPGA为主控芯片与LINEAR公司LTC2494 AD芯片组合的方案。同时为满足文中所设计的励磁碳刷电流监测系统与工控行业主流产品兼容,设计4-20mA电流环和RS485两种标准接口,利用Verilog HDL语言实现了RS485接口上Modbus通讯协议,程序设计过程中采用自上而下模块化设计,其中SPI接口、串口驱动和CRC校验等相关程序具有良好的可移植性。本文所设计的大型同步电机励磁碳刷电流检测系统,经过了理论分析、器件选型和实物制作三大流程,与台达B07S411触摸屏配合良好,实现了电厂中大型同步电机励磁碳刷电流的在线监测。