转差率检测与投励转差率检测电路如所示，它是系统的关键电路。同步电动机进行异步启动时，转子励磁线圈的感应电压频率随转速上升而下降。当转子的转速接近亚同步转速时，感应电压频率则对应有215Hz，此刻半个波头时间为200ms，设定这一时刻为投励时刻，把QZ1，QZ2端口接入转子，经电阻分压后送运放LM224/a放大整形，便得到Va矩形波，经光电管GD送入单片机P316端口，另一路Vb与单片机ALE端口输出频率信号经74LS56十分频后在74LS08与门电路相与，然后送单片机的T1定时计数器端口P315.
由波形可以看出，单片机是靠对一个方波内的脉冲内的脉冲个数计数来测量方波时间的，从而达到检测转差率。本系统的时钟振荡频率fos为6MHz，ALE输出频率为1MHz，经十分频后变为011MHz，因此每个脉冲周期为10Ls，那么测量200ms就需要定时计数器T1计满20000个脉冲即可。当T1计数计满后，单片机便准确顺极性投励，进入控制整流工作状态，即完成了转差率的检测和投励任务。
上述只是基本原理，本系统实际运行时，为了让操作人员更好地了解和监视同步电动机的异步启动过程。启动时，将启动过程分十段来检测，因感应电压波形是均匀变化的，必然遵循从快到慢变化规律，中间过程必然存有半个波头对应为20ms、40ms、60ms等时刻。以20ms为T1初始量，再以20ms为增量，连续不断地对感应电压频率进行测量，当某一负半波超过了20ms，计算机便自动将定时器T1初始量增加20ms，然后再继续检测，如果到了40ms，计算机又进行累加初始量。其检测过程用倒计数闪烁装置进行显示，当计算机检测到半个周波时间为20ms时，计数装置数码开始记/90，40ms时，数码管记/80，中间每增加20ms，数码减/10，直到200ms时，数码管显示/90.此刻计算机进入整流控制程序，输出脉冲，系统投入励磁，即完成了转差效率检测和投励任务。
触发脉冲形成同步信号Ta励磁电压给定信号Uk，电网电压反馈信号Ta、Tb、Tc三者通过集成运算放大器综合处理后，作为计算机外部中断请求INTO的输入信号。当INTO从/10变/00时，计算机接收中断，立即发出**组脉冲去触发1，6可控硅，以后每周隔60b发出一组脉冲，触发相应的可控硅，直至一个周期六组脉冲发完，就等待下一次中断。改变Uk的大小就改变了中断请求的时刻，达到控制A角的目的。
系统软件本系统控制软件主要由三部分组成，即主程序、外部中断服务程序及内部中断服务程序。外部中断是由同步信号Ta，给定信号Uk及电网电压反馈信号Ta、Tb、Tc三者综合引起的，内部中断是由定时器溢出引起的。
主程序启动后，即进行系统初始化，完成片内功能寄存器的设置和必要的参数传送，然后进入系统的自诊断。如系统一切正常后便开始判别系统有无开车指令，当有开车信号时，主程序完成转差率检测，当电机的转子转差率为215Hz时，主程序便立即进入整流控制状态，并相应打开内外中断，同时送显示及系统故障判断，主程序在整流控制状态下，是根据内外中断请求信号的先后，向外输出触发脉冲，并按一定的规律和顺序工作的。系统主程序框如所示。
系统信号联锁及保护该数控励磁系统采用了一台87C51单片机作为辅控计算机，构成独立的综合保护电路，用来检测同步电动机励磁系统的运行情况。一旦检测到故障，就立即通知主控计算机，发出停车指令，并记载故障状态，以便用户查询处理。
运行情况及效果该直流数控励磁装置自1999年上半年在硅钢制H2站投运以来，系统运行稳定可靠，投励准确，保护完善，操作维护简单，有关部门一致认为该装置是同步电动机的励磁装置的理想换代产品。因此，硅钢厂计划另外三台煤压机同步电动机的模拟控制励磁装置将陆续由该直流数控励磁装置取代，以提高系统运行的准确性和可靠性。
