发电机励磁控制系统和四种常见的励磁方法！

励磁系统可以定义为向发电机转子绕组提供励磁电流的系统。精心设计的励磁系统提供运行可靠性、稳定性和快速瞬态响应。四种常见的励磁方法包括:

1、分流还是自激

2、励磁升压系统

3、永磁发电机

4、辅助绕组(辅助)。

每种方法都有各自的优势。所有方法都使用自动电压调节器向励磁机定子提供DC输出。励磁机转子交流输出被整流为主发电机转子的DC输入。更高级的系统使用额外的AVR输入。

上图为励磁柜案例图。

一、自动电压调节器

AVR的结构因所用励磁而异。当发电机旋转时，它们都接收来自定子的输入。能够接收第二输入以减少或消除由负载反馈信号引起的内部谐波的AVR用于非线性负载应用。常用的两种类型是:

硅控整流器——感应定子的功率水平，并根据励磁机电压确定其点火。当与非线性负载一起使用时，可能会导致故障。

场效应晶体管(场效应晶体管)-感应定子的功率电平，并转换成脉冲宽度调制(脉宽调制)信号到励磁机。这种类型的AVR可用于励磁方法。非线性负载不会导致反馈导致励磁故障。

二、分流或自激

分流法的特点是设计简单且经济，可为自动电压调节器提供输入功率。这种方法不需要额外的组件或布线。当出现问题时，故障排除得到简化，需要验证的组件和布线更少。

当发电机旋转时，定子向自动电压调节器提供输入电压。此外，自动电压调节器还配有监控定子输出的传感器。

自动电压调节器为励磁机供电，并整流为DC电流。电流感应到定子上，用于负载输出。

该系统的最大缺点是自动电压调节器受到发电机供电负载的影响。当负载增加时，电压开始下降，自动电压调节器必须向励磁机提供更多电流以支持需求。这将反车辆地雷推到了极限。如果自动电压调节器被推到极限之外，励磁场就会崩溃。输出电压降低到很小的量。

如果AVR电源短路，发电机将没有励磁源。这会导致发电机功率输出的损失。

具有分流或自激方法的发电机可用于线性负载(恒定负载)。对于采用这种励磁方法的发电机，不推荐使用非线性负载(变化负载)的应用。与非线性负载相关的谐波会导致励磁场击穿。

三、励磁升压系统

电子制动系统由相同的基本部件组成，向自动车辆控制器提供输入和从自动车辆控制器接收输出。该系统中的附加组件有:

1、励磁升压控制(EBC)模块

2、励磁升压发电机(EBG)。

EBG安装在交流发电机的从动端。物理外观与永磁体相同。发电机轴旋转时，EBG向控制器供电。EBC控制模块与自动电压调节器和励磁机并联。EBC接收来自反车辆地雷的信号。当需要时，控制器根据系统需要向励磁机提供不同水平的励磁电流。

励磁系统的额外供电支持负载要求。这允许发电机启动并恢复励磁电压。

该励磁系统不推荐用于连续供电应用。它适用于紧急或备用电源应用。当发电机启动时，电子制动系统断开，直到达到运行速度。EBG号仍在发电，但控制器没有给它布线。

系统允许动态响应，成本较低，满足提供300%短路电流的要求。与分流或自激方法相比，非线性负载(如电机启动)得到了改善。

四、永磁发电机

配备永磁体的发电机是最著名的独立励磁方法之一。永磁体安装在发电机轴的从动端。

当发电机轴旋转时，永磁发电机向自动电压调节器提供隔离电源。当提供非线性负载时，自动电压调节器利用额外的功率，例如:电机启动。

发电机轴转动时，会产生干净、隔离、不间断的三相波形。使用配备永磁发电机励磁方法的发电机的一些好处是:

1、励磁磁场不会崩溃，允许清除持续短路故障。

2、改变负载不会影响励磁磁场。

3、电压在初始启动时产生，不取决于磁场中的剩余磁性。

4、在电机启动期间，励磁磁场不会因为缺少自动电压调节器电源而崩溃。永磁发电机系统增加了发电机端的重量和尺寸。对于使用启动和关闭电机以及其他非线性负载的应用，这是最常用的励磁方法。

五、辅助绕组(辅助)

辅助卷绕法已使用多年。用途范围从海洋到工业应用，在大型装置中更实用。

这种方法有一个单独的励磁场，但是它不使用连接到发电机轴从动端的部件。这些方法使用轴旋转和永磁体或发电机来提供额外的励磁。

定子中安装了额外的单相绕组。当发电机轴旋转时，定子主绕组像上述所有方法一样向自动电压调节器提供电压。

额外的单相绕组为AVR提供电压。这在提供非线性负载时产生了所需的额外励磁电压。

对于线性负载应用，可以使用分流、电子束、永磁发电机和辅助励磁方法。分流励磁是最具成本效益的方法。

对于非线性负载应用，可以使用EBS、PMG和辅助励磁方法。偏振模色散励磁是最常见和最广泛使用的。