同步发电机的励磁方式优化为：同步发电机励磁方式详解

同步发电机的励磁系统一般分为两类，一类用直流发电机作为励磁电源的直流励磁系统，另一类用整流装置将交流变成直流后供给励磁的整流励磁系统。发电机容量大时，一般采用整流励磁系统。

1.直流励磁机系统

直流励磁机系统如图6-6所示。作为励磁机用的直流发电机通常采用并励，其中R_f接到自动调励装置。当主发动机的负载变化时，自动调励装置就改变R_f阻值，自动调节励磁机的励磁电流i_f使主发动机的励磁电流I_f作相应变化，以保证输出端电压为额定值或只在额定值左右作微小变化。短路开关S是当电网突然短路时立即闭合而切除R_f，使直流励磁机输出电压迅速地大幅度提高，以适应同步发电机强励的要求。

一般直流励磁机与主发电机装在同一轴上。由于它是独立的电源，与交流电网没有联系，因此运行可靠。

图6-6 直流励磁系统

2.静止的交流整流励磁系统

静止的交流整流励磁系统可分为自励式和他励式两种。

（1）自励式静止半导体励磁系统 这种励磁系统又称晶闸管自励恒压励磁系统，其原理如图6-7所示。当发电机空载时，单独由晶闸管整流桥供给励磁；当发电机负载时，复励变流器经硅整流桥又给发电机提供复励电流，有了复励电流，就可在一定程度上对发电机随负载而变化的电压进行自动调节。在机端三相短路的情况下，发电机端电压等于零，此时，电流将急剧增大，只有复励部分单独提供励磁电流，并能起到一定的强励效果。此外，图6-7中还简要地示出了自动电压调整器的控制线路。它由电压互感器和电流互感器分别测得电压和电流的变化，通过自动电压调整器进行比较后，送到晶闸管整流桥进行自动控制。

图6-7 自励式静止的交流整流励磁系统原理(www.xing528.com)

（2）他励式静止半导体励磁系统 这种励磁系统的原理如图6-8所示。它由交流励磁机、交流副励磁机、硅整流装置、自动电压调整器等部分组成。其作用原理如下：同步发电机的励磁电流是由与它同轴的交流励磁机经静止的硅整流器整流后供给，而交流励磁机的励磁电流则由副励磁机（国内常采用400Hz的中频发电机）通过晶闸管整流器整流后供给。至于副励磁机的励磁电流开始可由外部直流电源建压，待建压后，则改由自励恒压装置供给（即转为自励方式），并保持电压恒定。自动电压调整器跟自励式静止半导体励磁系统完全一致。为了使主发动机励磁电流波形良好，反应速度快和减小励磁机的体积，常采用100Hz的三相同步作励磁机。励磁机的定子绕组为三相Y联结，对三相硅整流桥供电。

图6-8 他励式静止半导体励磁系统原理

这种励磁系统比直流励磁机维护方便、性能良好，已广泛地用在大容量发电机组上。交流副励磁机也可采用永磁发电机，此时无需自励恒压装置。

3.旋转的交流整流励磁系统

静止的交流整流励磁系统虽然解决了直流励磁机的换向器火花问题，但是它还存在集电环和电刷，如果把交流励磁机做成与主发电机同轴的旋转电枢式同步发电机，并把硅整流桥也固定在励磁机的电枢上，使它们一起旋转，就组成了旋转的交流整流励磁系统，这时，不再需要集电环和电刷，成了无触点励磁或无刷励磁系统。

图6-9所示为旋转的交流整流励磁系统原理，其中自动电压调整器系统根据主发电机的电压偏差和电流变化，自动地调整交流励磁机的励磁电流，以保证主发电机输出端电压的恒定。这种励磁方法多用于必须取消集电环的场合。

图6-9 旋转的交流整流励磁系统原理