第二节：交流机励磁方式

　　用直流机作为励磁电源，不仅维护困难，而且在应用上也有限制。采用交流机励磁方式，由于励磁机容量相对较小，只占同步发电机容量的0.3～0.5，且时间常数也较小（即响应速度快）。因此在现代电力系统中的大容量发电机（如200MW、300MW等），都采用交流励磁机系统。现在大容量的发电机，要求励磁系统有很高的可靠性和很快的响应速度。而直流励磁机系统存在的整流环是安全运行的薄弱环节，容量不能制造的很大，所以100MW及以上容量机组都用交流励磁机系统。交流励磁机系统的核心设备是交流励磁机，其容量相对较小，只占同步发电机容量的0.3%～0.5%。由于要求其响应速度很快，所以大型机组的交流励磁机系统一般采用他励方式，既有主励磁机，也有副励磁机。

　　交流励磁机系统是采用专门的交流励磁机代替了直流励磁机，并与发电机同轴。它运行发出的交流电，经整流电路后变成直流，供给发电机励磁。

第三节：其他励磁方式

1.1自励交流励磁机系统

　　自励交流励磁机的励磁电源从本机出口电压直接获得。为了维持端电压的恒定用可控硅整流元件。因此，自动励磁调节器的调整电流输出至何处向发电机转子送电：

　　方案中，自励的交流励磁机经可控硅整流桥B向发电机转子送电，自动励磁调节器控制此可控硅的导通角，调整其输出电流，以维持发电机端电压的恒定。交流励磁机本身则经过令一个反馈回路，由自身的恒压单元来保证其交流励磁电压的恒定。由于这种方案完全不考虑励磁机的时间常数，因而，励磁电压响应速度比较快，时间常数小，但是，对其容量要求较大。

1.2无刷励磁系统

　　在他励和自励交流励磁机系统中，发电机的励磁电流全部由可控硅（或二极管）供给，而可控硅（或二极管）是静止的故称为静止励磁。在静止励磁系统中要经过滑环才能向旋转的发电机转子提供励磁电流。滑环是一种转动接触元件。随着发电机容量的快速增大，巨型机组的出现，转子电流大大增加（3000～5000安培），转子滑环中通过如此大的电流，滑环的数量就要增加很多。为了防止机组运行当中个别滑环过热，每个滑环必须分担同样大小的电流。为了提高励磁系统的可靠性取消滑环这一薄弱环节，使整个励磁系统都无转动接触的元件，就产生了无刷励磁系统，如下图所示：

　　副励磁机FL是一个永磁式中频发电机，其永磁部分画在旋转部分的虚线框内。为实现无刷励磁，主励磁机与一般的同步发电机的工作原理基本相同，只是电枢是旋转的。其发出的三相交流电经过二极管整流后，直接送到发电机的转子回路作励磁电源，因为励磁机的电枢与发电机的转子同轴旋转，所以它们之间不需要任何滑环与电刷等转动接触元件，这就实现了无刷励磁。

　　主励磁机的励磁绕组JLLQ是静止的，即主励磁机是一个磁极静止，电枢旋转的同步发电机。静止的励磁机励磁绕组便于自动励磁调节器实现对励磁机输出电流的控制，以维持发电机端电压保持恒定。

　　在方案一中，考虑到励磁机励磁绕组LLQ的时间常数，其响应速度较慢。为了提高响应速度可以采用方案二，就是将可控硅整流桥装设旋转部分，代替方案一旋转部件中的二极管整流桥。方案二中由中频副励磁机ZPF供电给交流主励磁机JL的直流励磁绕组JLLQ。可控硅的触发脉冲由同轴旋转的触发脉冲发生器PG供给。PG也是一个由多相绕组组成的电枢，它的磁场由d、q两个互相垂直的绕组的磁场合成，因此当d、q磁场的大小作各种不同的变化时，PG的合成磁场（相对JLLQ磁场）就在作不同角度的转变，转变的范围为90°。这样就使得PG的触发脉冲与主励磁机JL各相交流电压之间，产生不同的相角变化，从而控制主励磁机送至发电机转子绕组的励磁电流的大小，以达到维持发电机端电压恒定的目的。

　　在方案二中，不必考虑主励磁机励磁绕组JLLQ时间常数的影响，所以其响应速度比方案一快，其自动励磁调节器的输出与其他励磁系统不同，显得较为复杂一些，但并不难实现。总的来说，其优点是：革除了滑环和碳刷等转动接触部分。其缺点是：在监视与维修上有其不方便之处。由于与转子回路直接连接的元件都是旋转的，因而转子回路的电压电流都不能用普通的直流电压表、直流电流表直接进行监视，转子绕组的绝缘情况也不便监视，二极管与可控硅的运行状况，接线是否开脱，熔丝是否熔断等等都不便监视。因而在运行维护上不太方便。但随着科技的发展，监视问题正在得到逐步解决。