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

他勵式勵磁系統(tǒng)

1、直流勵磁機勵磁系統(tǒng)

這是交流同步發(fā)電機采用的傳統(tǒng)助磁系統(tǒng)。直流勵磁機一般又有同軸式和背包式兩種形式，如圖2-24所示為手動調(diào)節(jié)的直流勵磁系統(tǒng)接線圖，勵磁機為并勵直流發(fā)電機，通過手動調(diào)節(jié)磁場變阻器，改變勵磁機的輸出電壓，以調(diào)節(jié)同步發(fā)電機勵磁繞組中的電流，從而改變同步發(fā)電機的輸出電壓。

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

直流勵磁機勵磁系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：勵磁電源獨立，接線簡單，在合理使用和細心維護下，運行比較可靠。但因直流勵磁機體積大，制造成本高，容易產(chǎn)生故障，而且調(diào)節(jié)反應速度慢，目前已逐漸被半導體整流勵磁所取代。

（2）交流勵磁機勵磁方式（采用與主機同軸的交流發(fā)電機作為交流勵磁電源）

交流勵磁機是一個小容量的同步發(fā)電機，這種勵磁系統(tǒng)，其同步發(fā)電機的勵磁功率由交流勵磁機供給。交流勵磁機發(fā)出的交流電經(jīng)硅二極管或晶閘管進行整流，供給同步發(fā)電機勵磁繞組勵磁電流。這類勵磁系統(tǒng)由于交流勵磁電源取自主機之外的其他獨立電源，故也稱他勵整流器勵磁系統(tǒng)（包括他勵硅整流勵磁系統(tǒng)和他勵晶閘管整流器勵磁系統(tǒng)），簡稱他勵系統(tǒng)。同軸的用作勵磁電源的交流發(fā)電機稱為交流勵磁機（也稱同軸輔助發(fā)電機）。

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

同，又可分為下列四種勵磁方式：

①交流勵磁機（磁場旋轉(zhuǎn)式）加靜止硅整流器；

②交流勵磁機（磁場旋轉(zhuǎn)式）加靜止晶閘管；

③交流勵磁機（電樞旋轉(zhuǎn)式）加旋轉(zhuǎn)硅整流器；

④交流勵磁機（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磁機電樞與主軸一同旋轉(zhuǎn)，直接給主機轉(zhuǎn)子勵磁繞組供勵磁電流，不但取消了直流勵磁機系統(tǒng)中的換向器-電刷結(jié)構(gòu)，而且取消了與朝步發(fā)電機勵磁繞組相連的集電環(huán)-電刷結(jié)構(gòu)，故稱為無刷勵磁（又稱無觸點勵磁或旋轉(zhuǎn)半導體勵磁）方式。交流勵磁機的勵磁繞組固定不動，其接線如圖2-26所示。有的發(fā)電機在定子上設置一個沒有勵磁繞組的磁極，它是用優(yōu)質(zhì)的永磁材料制成，作為初始磁場起勵建壓。

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

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

自勵式勵磁系統(tǒng)（采用變壓器作為交流勵磁電源）

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

自勵式勵磁系統(tǒng)可分為下列幾種形式。

（1）自并勵系統(tǒng)

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

（2）自復勵勵磁系統(tǒng)

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

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

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

①直流側(cè)并聯(lián)自復勵方式；

②直流側(cè)串聯(lián)自復勵方式；

③交流側(cè)并聯(lián)自復勵方式；

④交流側(cè)串聯(lián)自復勵方式。

諧波勵磁系統(tǒng)

除了他勵和自勵兩類主要的半導體勵磁方式外，還有一種介乎兩者之間的所謂諧波勵磁系統(tǒng)。在主發(fā)電機定子槽中嵌有單獨的附加繞組，稱為諧波繞組。利用發(fā)電機氣隙磁場中的諧波分量，通常是利用三次諧波分量，在附加繞組中感應揩波電勢作為勵磁裝置的電源，經(jīng)半導體整流后供給發(fā)電機勵磁。如圖2-29所示。諧波勵磁方式有一個重要的有益的特性，即諧波繞組電勢隨發(fā)電機負載變動而改變。

當發(fā)電機負載增加或功率因數(shù)降低時，諧波繞組電勢隨之增高；反之，當發(fā)電機負載減小或功率因數(shù)增高時，諧波繞組電勢隨之降低。因此諧波勵磁系統(tǒng)具有自調(diào)節(jié)特性。當電力系統(tǒng)中發(fā)生短路時，諧波繞組電勢增大，對發(fā)電機進行強勵磁。這種勵磁方式的特點是簡單、可靠、快速。

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