發電機勵磁控制系統和四種常見的勵磁方法！

勵磁系統可以定義為向發電機轉子繞組提供勵磁電流的系統。精心設計的勵磁系統提供運行可靠性、穩定性和快速瞬態響應。四種常見的勵磁方法包括:

1、分流還是自激

2、勵磁升壓系統

3、永磁發電機

4、輔助繞組(輔助)。

每種方法都有各自的優勢。所有方法都使用自動電壓調節器向勵磁機定子提供DC輸出。勵磁機轉子交流輸出被整流為主發電機轉子的DC輸入。更高級的系統使用額外的AVR輸入。

上圖為勵磁柜案例圖。

一、自動電壓調節器

AVR的結構因所用勵磁而異。當發電機旋轉時，它們都接收來自定子的輸入。能夠接收第二輸入以減少或消除由負載反饋信號引起的內部諧波的AVR用于非線性負載應用。常用的兩種類型是:

硅控整流器——感應定子的功率水平，并根據勵磁機電壓確定其點火。當與非線性負載一起使用時，可能會導致故障。

場效應晶體管(場效應晶體管)-感應定子的功率電平，并轉換成脈沖寬度調制(脈寬調制)信號到勵磁機。這種類型的AVR可用于勵磁方法。非線性負載不會導致反饋導致勵磁故障。

二、分流或自激

分流法的特點是設計簡單且經濟，可為自動電壓調節器提供輸入功率。這種方法不需要額外的組件或布線。當出現問題時，故障排除得到簡化，需要驗證的組件和布線更少。

當發電機旋轉時，定子向自動電壓調節器提供輸入電壓。此外，自動電壓調節器還配有監控定子輸出的傳感器。

自動電壓調節器為勵磁機供電，并整流為DC電流。電流感應到定子上，用于負載輸出。

該系統的最大缺點是自動電壓調節器受到發電機供電負載的影響。當負載增加時，電壓開始下降，自動電壓調節器必須向勵磁機提供更多電流以支持需求。這將反車輛地雷推到了極限。如果自動電壓調節器被推到極限之外，勵磁場就會崩潰。輸出電壓降低到很小的量。

如果AVR電源短路，發電機將沒有勵磁源。這會導致發電機功率輸出的損失。

具有分流或自激方法的發電機可用于線性負載(恒定負載)。對于采用這種勵磁方法的發電機，不推薦使用非線性負載(變化負載)的應用。與非線性負載相關的諧波會導致勵磁場擊穿。

三、勵磁升壓系統

電子制動系統由相同的基本部件組成，向自動車輛控制器提供輸入和從自動車輛控制器接收輸出。該系統中的附加組件有:

1、勵磁升壓控制(EBC)模塊

2、勵磁升壓發電機(EBG)。

EBG安裝在交流發電機的從動端。物理外觀與永磁體相同。發電機軸旋轉時，EBG向控制器供電。EBC控制模塊與自動電壓調節器和勵磁機并聯。EBC接收來自反車輛地雷的信號。當需要時，控制器根據系統需要向勵磁機提供不同水平的勵磁電流。

勵磁系統的額外供電支持負載要求。這允許發電機啟動并恢復勵磁電壓。

該勵磁系統不推薦用于連續供電應用。它適用于緊急或備用電源應用。當發電機啟動時，電子制動系統斷開，直到達到運行速度。EBG號仍在發電，但控制器沒有給它布線。

系統允許動態響應，成本較低，滿足提供300%短路電流的要求。與分流或自激方法相比，非線性負載(如電機啟動)得到了改善。

四、永磁發電機

配備永磁體的發電機是最著名的獨立勵磁方法之一。永磁體安裝在發電機軸的從動端。

當發電機軸旋轉時，永磁發電機向自動電壓調節器提供隔離電源。當提供非線性負載時，自動電壓調節器利用額外的功率，例如:電機啟動。

發電機軸轉動時，會產生干凈、隔離、不間斷的三相波形。使用配備永磁發電機勵磁方法的發電機的一些好處是:

1、勵磁磁場不會崩潰，允許清除持續短路故障。

2、改變負載不會影響勵磁磁場。

3、電壓在初始啟動時產生，不取決于磁場中的剩余磁性。

4、在電機啟動期間，勵磁磁場不會因為缺少自動電壓調節器電源而崩潰。永磁發電機系統增加了發電機端的重量和尺寸。對于使用啟動和關閉電機以及其他非線性負載的應用，這是最常用的勵磁方法。

五、輔助繞組(輔助)

輔助卷繞法已使用多年。用途范圍從海洋到工業應用，在大型裝置中更實用。

這種方法有一個單獨的勵磁場，但是它不使用連接到發電機軸從動端的部件。這些方法使用軸旋轉和永磁體或發電機來提供額外的勵磁。

定子中安裝了額外的單相繞組。當發電機軸旋轉時，定子主繞組像上述所有方法一樣向自動電壓調節器提供電壓。

額外的單相繞組為AVR提供電壓。這在提供非線性負載時產生了所需的額外勵磁電壓。

對于線性負載應用，可以使用分流、電子束、永磁發電機和輔助勵磁方法。分流勵磁是最具成本效益的方法。

對于非線性負載應用，可以使用EBS、PMG和輔助勵磁方法。偏振模色散勵磁是最常見和最廣泛使用的。