同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流可由直流勵(lì)磁機(jī)直接供給，也可由交流勵(lì)磁機(jī)、同步發(fā)電機(jī)的輔助繞組（副繞組）或發(fā)電機(jī)輸出商交流電壓可控不可控整流器整流后供給，按勵(lì)磁功率供電方式可分為他勵(lì)式和自勵(lì)式兩大類：由同步發(fā)電機(jī)本身以外的電流提供其勵(lì)磁功率的，稱他勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)；由發(fā)電機(jī)本身提供勵(lì)磁功率的，稱自勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)。因此，凡是由勵(lì)磁機(jī)供電的，都屬于他勵(lì)式，凡由發(fā)電機(jī)輸出端或發(fā)電機(jī)的輔助繞組供電的，都屬于自勵(lì)式，下面頂博電力為您分別介紹各種勵(lì)磁系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。

他勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)

1、直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

這是交流同步發(fā)電機(jī)采用的傳統(tǒng)助磁系統(tǒng)。直流勵(lì)磁機(jī)一般又有同軸式和背包式兩種形式，如圖2-24所示為手動(dòng)調(diào)節(jié)的直流勵(lì)磁系統(tǒng)接線圖，勵(lì)磁機(jī)為并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)變阻器，改變勵(lì)磁機(jī)的輸出電壓，以調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組中的電流，從而改變同步發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

如圖2-25所示為具有半導(dǎo)體自動(dòng)調(diào)節(jié)器的直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。自動(dòng)工作時(shí)，同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流由自動(dòng)調(diào)節(jié)器按同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)信號(hào)由同步發(fā)電機(jī)的輸出端取得。過去在直流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁回路中串入碳阻式調(diào)節(jié)器代替手調(diào)電阻，現(xiàn)在已被晶閘管半導(dǎo)體自動(dòng)調(diào)節(jié)器所代替。

直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：勵(lì)磁電源獨(dú)立，接線簡(jiǎn)單，在合理使用和細(xì)心維護(hù)下，運(yùn)行比較可靠。但因直流勵(lì)磁機(jī)體積大，制造成本高，容易產(chǎn)生故障，而且調(diào)節(jié)反應(yīng)速度慢，目前已逐漸被半導(dǎo)體整流勵(lì)磁所取代。

（2）交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁方式（采用與主機(jī)同軸的交流發(fā)電機(jī)作為交流勵(lì)磁電源）

交流勵(lì)磁機(jī)是一個(gè)小容量的同步發(fā)電機(jī)，這種勵(lì)磁系統(tǒng)，其同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁功率由交流勵(lì)磁機(jī)供給。交流勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的交流電經(jīng)硅二極管或晶閘管進(jìn)行整流，供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組勵(lì)磁電流。這類勵(lì)磁系統(tǒng)由于交流勵(lì)磁電源取自主機(jī)之外的其他獨(dú)立電源，故也稱他勵(lì)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)（包括他勵(lì)硅整流勵(lì)磁系統(tǒng)和他勵(lì)晶閘管整流器勵(lì)磁系統(tǒng)），簡(jiǎn)稱他勵(lì)系統(tǒng)。同軸的用作勵(lì)磁電源的交流發(fā)電機(jī)稱為交流勵(lì)磁機(jī)（也稱同軸輔助發(fā)電機(jī)）。

這類勵(lì)磁系統(tǒng)，按整流器是靜止還是旋轉(zhuǎn)，以及交流勵(lì)磁機(jī)是磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)或電樞旋轉(zhuǎn)的不

同，又可分為下列四種勵(lì)磁方式：

①交流勵(lì)磁機(jī)（磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)式）加靜止硅整流器；

②交流勵(lì)磁機(jī)（磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)式）加靜止晶閘管；

③交流勵(lì)磁機(jī)（電樞旋轉(zhuǎn)式）加旋轉(zhuǎn)硅整流器；

④交流勵(lì)磁機(jī)（電樞旋轉(zhuǎn)式）加旋轉(zhuǎn)晶閘管

上述③、④兩種方式，硅整流元件和交流勵(lì)磁機(jī)電樞與主軸一同旋轉(zhuǎn)，直接給主機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組供勵(lì)磁電流，不但取消了直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)中的換向器-電刷結(jié)構(gòu)，而且取消了與朝步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組相連的集電環(huán)-電刷結(jié)構(gòu)，故稱為無刷勵(lì)磁（又稱無觸點(diǎn)勵(lì)磁或旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體勵(lì)磁）方式。交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組固定不動(dòng)，其接線如圖2-26所示。有的發(fā)電機(jī)在定子上設(shè)置一個(gè)沒有勵(lì)磁繞組的磁極，它是用優(yōu)質(zhì)的永磁材料制成，作為初始磁場(chǎng)起勵(lì)建壓。

圖2-26所示的接線圖是目前小型機(jī)組常用的一種接線方式。無刷勵(lì)磁由于取消了滑環(huán)、電刷，消除了電氣上最易發(fā)生故障的滑動(dòng)接觸，從而大大提高了運(yùn)行可靠性，并使維護(hù)工作顯著減少，同時(shí)整機(jī)的體積小，總長(zhǎng)度縮短。因此，它是廂磁系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。現(xiàn)階段有很大部分的柴油發(fā)電機(jī)組采用無刷勵(lì)磁系統(tǒng)。

上述①、②兩種方式為交流勵(lì)磁機(jī)電樞和整流器不動(dòng)，交流勵(lì)磁機(jī)的磁極旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁方式，在柴油發(fā)電機(jī)組上很少采用，這里不再介紹。

自勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)（采用變壓器作為交流勵(lì)磁電源）

勵(lì)磁功率由同步發(fā)電機(jī)本身供給的勵(lì)磁系統(tǒng)稱自勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)（或稱為自勵(lì)整流勵(lì)磁系統(tǒng)）。在他勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)中，交流勵(lì)磁機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，而在自勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)中，勵(lì)磁變壓器和整流器等都是靜止元件，故自勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)又稱為全靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)。

自勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)可分為下列幾種形式。

（1）自并勵(lì)系統(tǒng)

僅由同步發(fā)電機(jī)電壓取得勵(lì)磁功率的自勵(lì)系統(tǒng)，稱自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)（或簡(jiǎn)稱自并勵(lì)）。如圖2-27所示為自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的接線圖。同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電，經(jīng)勵(lì)磁變壓器變換到所需電壓后（低壓小容量機(jī)組有的直接從機(jī)端引人；有的由同步發(fā)電機(jī)的輔助繞組發(fā)出交流電），由晶閘管或電力二極管整流變成直流，供給勵(lì)磁繞組建立磁場(chǎng)。自動(dòng)調(diào)節(jié)器按發(fā)電機(jī)輸出電壓變化情況自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。

（2）自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)

由同步發(fā)電機(jī)的電壓和電流兩者取得勵(lì)磁功率的自勵(lì)系統(tǒng)，稱為自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。按勵(lì)磁電流復(fù)合位置又有直流側(cè)復(fù)合方式和交流側(cè)復(fù)合方式。中小容量柴油發(fā)電機(jī)組主要是交流側(cè)并聯(lián)復(fù)合不可控勵(lì)磁系統(tǒng)，如圖2-28所示。勵(lì)磁變壓器申接一個(gè)電抗器后與勵(lì)磁變流器并聯(lián)，兩者的輸出先復(fù)合疊加，然后經(jīng)硅整流器整流后供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。

這種勵(lì)磁系統(tǒng)由于能反映發(fā)電機(jī)的電壓、電流及功率因數(shù)，亦稱不可控相復(fù)勵(lì)系統(tǒng)。

如果除了并聯(lián)的勵(lì)磁變壓器外還有與發(fā)電機(jī)定子電流回路串聯(lián)的勵(lì)磁交流器（或申聯(lián)變壓器），二者結(jié)合起來，則構(gòu)成所謂自復(fù)勵(lì)方式。結(jié)合的方案有四種：

①直流側(cè)并聯(lián)自復(fù)勵(lì)方式；

②直流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵(lì)方式；

③交流側(cè)并聯(lián)自復(fù)勵(lì)方式；

④交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵(lì)方式。

諧波勵(lì)磁系統(tǒng)

除了他勵(lì)和自勵(lì)兩類主要的半導(dǎo)體勵(lì)磁方式外，還有一種介乎兩者之間的所謂諧波勵(lì)磁系統(tǒng)。在主發(fā)電機(jī)定子槽中嵌有單獨(dú)的附加繞組，稱為諧波繞組。利用發(fā)電機(jī)氣隙磁場(chǎng)中的諧波分量，通常是利用三次諧波分量，在附加繞組中感應(yīng)揩波電勢(shì)作為勵(lì)磁裝置的電源，經(jīng)半導(dǎo)體整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。如圖2-29所示。諧波勵(lì)磁方式有一個(gè)重要的有益的特性，即諧波繞組電勢(shì)隨發(fā)電機(jī)負(fù)載變動(dòng)而改變。

當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載增加或功率因數(shù)降低時(shí)，諧波繞組電勢(shì)隨之增高；反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載減小或功率因數(shù)增高時(shí)，諧波繞組電勢(shì)隨之降低。因此諧波勵(lì)磁系統(tǒng)具有自調(diào)節(jié)特性。當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，諧波繞組電勢(shì)增大，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)磁。這種勵(lì)磁方式的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠、快速。

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