詳細介紹勵磁系統及發電機勵磁的相關知識

發電機或電動機由在磁場中旋轉的轉子組成。磁場可以由永磁體或場線圈產生。在具有勵磁線圈的機器的情況下，電流必須在線圈中流動以產生磁場，否則沒有動力傳遞到轉子或從轉子傳遞。借助于電流產生磁場的過程稱為激勵。勵磁線圈產生最靈活的磁通調節和去調節形式，但是以電流流動為代價。存在混合拓撲結構，其以相同的配置包含永磁體和場線圈。通過無刷激勵技術或通過碳刷注入電流（靜態激勵）來采用旋轉電機的靈活激勵。以下介紹的是勵磁系統相關知識：

上圖為石家莊丹創電氣勵磁柜的案例實拍圖。

一、發電機勵磁

對于使用勵磁線圈的機器，如在大多數大型發電機中的情況那樣，必須通過電流建立磁場以使發電機產生電力。雖然一些發電機自身的輸出一旦啟動就可用于維持磁場，但啟動發電機需要外部電流源。在任何情況下，重要的是能夠控制磁場，因為這將保持系統電壓。

二、放大器原理

除永磁發電機外，發電機產生的輸出電壓與磁場成正比，與勵磁電流成正比;如果沒有激勵電流則沒有電壓。

因此，作為勵磁電流提供的少量功率可以控制大量的發電功率并且可以用于調制它。該原理對電壓控制非常有用：如果系統的輸出電壓低于預期值，則可以增加激勵電壓;如果輸出電壓高，則可以降低激勵。同步電容器的工作原理相同，但沒有“原動機”電源輸入;然而，轉動慣量意味著它可以在短時間內發送或接收電力。為避免因電流變化不穩定而損壞機器，通常使用斜坡發生器。因此，發電機可以被視為放大器：

三、單獨激勵：

對于大型或較舊的發電機，通常將單獨的勵磁發電機與主發電機并聯供電。這是一個小型永磁體或電池激勵發電機，可為較大的發電機產生勵磁電流。

四、自勵磁：

具有勵磁線圈的現代發電機通常是自勵磁的;即，來自轉子的一些功率輸出用于為勵磁線圈供電。當發電機關閉時，轉子鐵保持一定程度的剩磁。發電機在無負載連接的情況下啟動;初始弱磁場在轉子線圈中感應出弱電流，從而產生初始勵磁電流，增加勵磁強度，從而增加轉子中的感應電流，等等，直到機器“累積”為止全電壓。

五、開始：

必須在沒有任何外部負載的情況下啟動自激發電機。在產生電能的能力增加之前，外部負載將從發電機吸收電能。

六、啟動：

如果機器沒有足夠的剩余磁力來構建全電壓，通常會提供從另一個電源向轉子注入電流的措施。這可以是電池，提供直流電的房屋單元，或來自交流電源的整流電流。由于這個初始電流需要很短的時間，因此稱為啟動。即便是小型便攜式發電機組也可能偶爾需要現場啟動才能重新啟動。

臨界場電阻是分流發生器激勵的給定速度下的最大場電路電阻。僅當場電路電阻小于臨界場電阻時，并聯發電機才會產生電壓。它與給定速度下發電機的開路特性相切。

七、無刷勵磁：

無刷勵磁在電機的轉子上產生磁通量，而不需要碳刷。它通常用于降低定期維護成本并降低刷火的風險。由于大功率半導體器件的進步，它于20世紀50年代開發出來。這個概念是在同步電機的軸上使用旋轉二極管整流器來獲取感應交流電壓并對它們進行整流，以便為發電機勵磁繞組供電。

無刷勵磁在歷史上一直缺乏快速通量去調節，這是一個主要缺點。然而，出現了新的解決方案。現代旋轉電路在軸上集成了有源去激勵元件，擴展了無源二極管橋。此外，他們最近在高性能無線通信中的發展已經實現了軸上的完全控制的拓撲結構，例如晶閘管整流器和斬波器接口。