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h，一個常年承擔野外項目的朋友，發(fā)了一條微信：老伙計，我哥們的柴油發(fā)電機以前帶幾臺電焊機上班，現(xiàn)在連一臺電焊機都帶不了。什么樣的鬼在做這個?我很焦慮!小姐，老伙計，請先檢查一下勵磁電路。也許螺絲松了。第二天早上，剛洗完澡，朋友H的微信又來了。原來如參數(shù)女士預(yù)測的，固定主勵磁回路端子的螺絲掉了，加了新螺絲。一切都好!

勵磁不正常，電機分分鐘鐘掉鏈子合成磁通由電機所有繞組的合成磁勢確定。在傳統(tǒng)的DC電機中，大部分有效磁勢是由勵磁繞組產(chǎn)生的。在變壓器中，凈勵磁由初級或次級繞組或每個繞組的一部分提供。交流電機的情況也差不多。

為交流電機提供勵磁將對電機應(yīng)用的運行經(jīng)濟性和可靠性產(chǎn)生重要影響。h的高難度題目——勵磁故障足以說明一個正常的勵磁系統(tǒng)是保證電機正常運行的必要前提。

交流電機的功率因數(shù)勵磁與交流電機的無功功率密切相關(guān)，提供無功功率需要一定的成本。因此，交流電機的功率因數(shù)是衡量其經(jīng)濟性的重要指標。低功率因數(shù)對系統(tǒng)運行有三個主要的不利影響：

發(fā)電機、變壓器和傳輸設(shè)備的額定功率為千伏安(容量)而不是千瓦(有功功率)，這是因為在它們的損耗和發(fā)熱基本上由電壓和電流的乘積決定、而與功率因數(shù)無關(guān),交流設(shè)備的物理尺寸和成本大致與其額定容量成正比。因此，發(fā)電機、變壓器和輸電設(shè)備提供一定有功功率所需的投資與功率因數(shù)大致成反比。

低功率因數(shù)意味著發(fā)電和輸電設(shè)備中會有更多的電流和I2R消耗。

低功率因數(shù)會使電壓可調(diào)性變差。

無功功率與磁通,從無功功率和既定磁通之間的關(guān)系，可以很容易地看出影響電機所需無功功率的因素。像任何其他電磁設(shè)備一樣，電機運行所需的合成磁通量必須由電流的磁化分量確定。無論磁化電流是在定子繞組還是轉(zhuǎn)子繞組中流動，磁路和基本的能量轉(zhuǎn)換過程都沒有區(qū)別。

在變壓器中，無論變壓器中的哪個繞組通過勵磁電流，建立磁通都沒有根本的區(qū)別。在某些情況下，每個繞組將提供部分勵磁。如果全部或部分磁化電流由交流繞組提供，繞組的輸入必須包含磁滯無功功率，因為磁化電流滯后于電壓90度。從效果來看，磁滯無功功率在電機中建立磁通量。

在感應(yīng)電機中，唯一可能的激勵源是定子輸入。因此，感應(yīng)電機必須在磁滯功率因數(shù)狀態(tài)下運行，空載時功率因數(shù)非常低，滿載時將增加到85%到90%或更高。功率因數(shù)的提高是由于負載增加時有功功率的增加。

對于同步電機，可能有兩個勵磁源：電樞繞組中的交流電流或勵磁繞組中的DC電流。如果勵磁繞組的電流剛好足以提供所需的磁勢，電樞繞組不需要磁化電流分量或無功功率，電機以單位功率因數(shù)1運行。如果減小勵磁電流，即使電機欠勵磁，也必須通過電樞繞組補償磁勢的不足，使電機能夠在功率因數(shù)滯后的狀態(tài)下運行。如果勵磁電流增大，即使電機過勵磁，多余的磁勢也必須通過電樞繞組來平衡，電樞電流中會出現(xiàn)超前分量，因此電機將在超前功率因數(shù)狀態(tài)下運行。

變壓器、感應(yīng)電動機和同步電動機

由于必須給如變壓器和感應(yīng)電動機這樣的感性負載提供磁化電流，而處于過勵狀態(tài)的同步電動機具有提供滯后性電流的能力，這是同步電動機的一大優(yōu)點，具有很好的經(jīng)濟意義。從效果看，過勵狀態(tài)同步電動機充當了產(chǎn)生滯后性無功功率的發(fā)電機，并就此解除提供這一無功分量所需要的電源。所以，它們能起到與補償電容設(shè)備同樣的作用。有時也將空載運行的同步電機接入電力系統(tǒng)，僅僅用來調(diào)節(jié)功率因數(shù)或者控制無功功率。這樣的同步電機通常稱為同步補償機，較大規(guī)格時它比靜止電容器更為經(jīng)濟。

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汽輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)

隨著汽輪發(fā)電機可以做到的容量不斷增大，為其提供直流勵磁電流(在較大型機組中達1000A或更高)也越來越困難。一種常用的勵磁電源是與發(fā)電機同軸驅(qū)動的直流發(fā)電機，其輸出通過電刷和滑環(huán)向交流發(fā)電機的勵磁繞組提供勵磁。另外，也可以用傳統(tǒng)的同軸驅(qū)動交流發(fā)電機作為主勵磁機來給主發(fā)電機提供勵磁。該勵磁機具有靜止的電樞和旋轉(zhuǎn)的勵磁繞組，其頻率可能是180Hz或者240Hz，其輸出送到一個靜止的固態(tài)整流器，整流器的輸出通過(電刷和)滑環(huán)給汽輪發(fā)電機提供勵磁。

旋轉(zhuǎn)整流器與無刷勵磁

滑環(huán)、換向器和電刷不可避免地會涉及冷卻和維護問題。許多現(xiàn)代勵磁系統(tǒng)通過盡量少用滑動接觸和電刷來避免這類問題。例如，某些勵磁系統(tǒng)用的也是同軸驅(qū)動的交流發(fā)電機，但勵磁機的勵磁繞組靜止不動，而其交流電樞繞組隨軸旋轉(zhuǎn)。采用旋轉(zhuǎn)整流器，直流勵磁可以不通過滑環(huán)而直接施加到主發(fā)電機的勵磁繞組。

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