同步发电机直流励磁优化技巧

电力系统中的发电机95%以上都是三相交流同步发电机。原动机（汽轮机、水轮机、风力机或柴油机）驱动发电机转子以恒速N_s（每分钟转速）旋转，转子上的直流励磁绕组外加直流电流i_f产生的磁场相对转子是静止的磁场，这个磁场随转子一起以机械速度N_s旋转，并在发电机定子绕组中产生交流电势。发电机三相定子绕组在空间布置上相差120°，转子直流励磁绕组的旋转磁场在三相定子绕组中产生时间上相差120°的三相交流电势、电流，若电机转子的磁极对数为N_p，则定子感应电动势、电流的频率f_s与转速N_s成正比，即

f_s=N_sN_p/60（N_s被称为同步转速） （3-1A）

在空间位置上相差120°的三相静止的定子绕组，流过时间上相差120°、频率为f_s的正弦交流电流时，定子电流产生的旋转磁场，其速度也是N_s=60f_s/N_p，即定子旋转磁场的速度与转子磁场的速度相同，与转子同步旋转。因此，直流励磁（即转子电流频率f_r=0）的三相交流电机（发电机、电动机）被称为同步电机。转子绕组直流电流产生的直流磁场和定子电流旋转磁场的电气角速度（每秒弧度）都是

ω_s=2πN_pN_s/60=2πf_s （3-1B）

直流励磁系统由两部分构成：(www.xing528.com)

1）励磁功率单元，它向同步发电机的励磁绕组提供直流励磁电流；

2）励磁调节器，它根据发电机的运行工况，自动调节励磁功率单元输出的励磁电流的大小，改变发电机的输出电压以满足发电机运行的要求。

早期励磁系统中励磁功率单元是直流发电机，称为直流励磁机，励磁调节采用机电型或电磁型调节器。随着同步发电机单机容量的增大和电力电子技术的广泛应用，以半导体整流器为励磁功率单元和由电子元器件构成的励磁调节器共同组成的半导体励磁系统得到了广泛应用。