用于向同步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供必要?jiǎng)?lì)磁電流的系統(tǒng)，這種類型的系統(tǒng)稱為勵(lì)磁系統(tǒng)。換句話說(shuō)，勵(lì)磁系統(tǒng)被定義為通過(guò)勵(lì)磁繞組中的電流產(chǎn)生磁通量的系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)的主要要求是在所有使用條件下的可靠性、控制簡(jiǎn)單性、維護(hù)容易性、穩(wěn)定性和快速瞬態(tài)響應(yīng)。

上圖為石家莊丹創(chuàng)電氣勵(lì)磁柜的案例實(shí)拍圖。

所需的勵(lì)磁量取決于負(fù)載電流、負(fù)載功率因數(shù)和機(jī)器速度。當(dāng)負(fù)載電流大、速度慢、系統(tǒng)功率因數(shù)滯后時(shí)，系統(tǒng)需要的勵(lì)磁越多。

勵(lì)磁系統(tǒng)是單個(gè)單元，每個(gè)交流發(fā)電機(jī)都有發(fā)電機(jī)形式的勵(lì)磁機(jī)。集中勵(lì)磁系統(tǒng)有兩個(gè)或多個(gè)勵(lì)磁器，為母線供電。集中式系統(tǒng)非常便宜，但是系統(tǒng)中的故障會(huì)對(duì)發(fā)電廠的交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生不利影響。

勵(lì)磁系統(tǒng)主要分為三種類型：

1、DC勵(lì)磁系統(tǒng)

2、交流勵(lì)磁系統(tǒng)

a、轉(zhuǎn)子勵(lì)磁系統(tǒng)

b、無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)

3、靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)、

它們的類型將在下面詳細(xì)解釋。

1、DC勵(lì)磁系統(tǒng)

DC勵(lì)磁系統(tǒng)有兩個(gè)勵(lì)磁器——主勵(lì)磁機(jī)和副勵(lì)磁機(jī)。勵(lì)磁機(jī)輸出由自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器(AVR)調(diào)節(jié)，用于控制交流發(fā)電機(jī)的輸出端電壓。AVR的電流互感器輸入確保了故障期間交流發(fā)電機(jī)電流的限制。

當(dāng)磁場(chǎng)斷路器斷開時(shí)，磁場(chǎng)放電電阻器跨接在磁場(chǎng)繞組上，以便耗散磁場(chǎng)繞組中儲(chǔ)存的高電感能量。

主勵(lì)磁機(jī)和先導(dǎo)勵(lì)磁機(jī)可以由主軸驅(qū)動(dòng)，也可以由電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。直接驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁器通常是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈儽３至藛卧�操作系統(tǒng)，并且勵(lì)磁不受外部干擾的勵(lì)磁。

主勵(lì)磁機(jī)的額定電壓約為400伏，其容量約為交流發(fā)電機(jī)容量的0.5%。渦輪交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁器的故障非常頻繁，因?yàn)樗鼈兊乃俣群芸�，因此單�?dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁器被提供作為備用勵(lì)磁器。

2、交流勵(lì)磁系統(tǒng)

交流勵(lì)磁系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)和直接連接到交流發(fā)電機(jī)主軸的晶閘管整流橋組成。主勵(lì)磁機(jī)可以是自勵(lì)的，也可以是單獨(dú)勵(lì)磁的。交流勵(lì)磁系統(tǒng)可以大致分為兩類，下面將詳細(xì)說(shuō)明。

a、轉(zhuǎn)子勵(lì)磁系統(tǒng)：旋轉(zhuǎn)部分被虛線包圍。該系統(tǒng)由交流勵(lì)磁機(jī)、固定磁場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)電樞組成。勵(lì)磁機(jī)的輸出由全波晶閘管橋式整流電路整流，并提供給主交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組。

交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組也通過(guò)另一個(gè)整流電路供電。勵(lì)磁機(jī)電壓可以通過(guò)使用剩余磁通來(lái)建立。電源和整流器控制產(chǎn)生受控的觸發(fā)信號(hào)。交流發(fā)電機(jī)電壓信號(hào)被平均，并直接與自動(dòng)運(yùn)行模式下的操作員電壓調(diào)節(jié)進(jìn)行比較。在手動(dòng)操作模式下，交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流與單獨(dú)的手動(dòng)電壓調(diào)節(jié)進(jìn)行比較。

b、無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)：旋轉(zhuǎn)部分由虛線矩形包圍。無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)、整流器、主勵(lì)磁機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)組成。主勵(lì)磁機(jī)和先導(dǎo)勵(lì)磁機(jī)由主軸驅(qū)動(dòng)。主勵(lì)磁機(jī)有一個(gè)固定磁場(chǎng)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)電樞，通過(guò)硅整流器直接連接到主交流發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)。

先導(dǎo)勵(lì)磁機(jī)是軸驅(qū)動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)，軸上安裝有旋轉(zhuǎn)永磁體和三相靜止電樞，三相靜止電樞通過(guò)主交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)中的硅整流器向主勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)供電。先導(dǎo)勵(lì)磁機(jī)是一種軸驅(qū)動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)，軸上裝有旋轉(zhuǎn)永磁體和三相靜止電樞，電樞通過(guò)三相全波相位控制晶閘管橋向主勵(lì)磁機(jī)供電。

該系統(tǒng)不使用換向器，集電器和電刷具有短時(shí)間常數(shù)和小于0.1秒的響應(yīng)時(shí)間。短時(shí)間常數(shù)在改善小信號(hào)動(dòng)態(tài)性能方面具有優(yōu)勢(shì)，并且有利于輔助電力系統(tǒng)穩(wěn)定信號(hào)的應(yīng)用。

3、靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中，電源通過(guò)三相星形/三角形連接的降壓變壓器從交流發(fā)電機(jī)本身獲得。變壓器的初級(jí)連接到交流發(fā)電機(jī)總線，次級(jí)向整流器供電，也向電網(wǎng)控制電路和其他電氣設(shè)備供電。

該系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間非常短，并提供出色的動(dòng)態(tài)性能。該系統(tǒng)通過(guò)消除勵(lì)磁機(jī)風(fēng)阻損失和繞組維護(hù)降低了運(yùn)行成本。