一.同步發電機勵磁系統
一般來說，發電機組由發動機（提供動能）、發電機（產生電流）、控制系統組成。 風力發電機依靠風力帶動發電機轉動，產生電流； 水力發電機利用水流的落差，產生動力帶動發電機發電。 燃油發電機依靠柴油或汽油燃燒產生動力帶動發電機組。盡管各種各樣發電系統的動力來源可能不盡相同，但是它們都有一個很重要的共有部分，那就是發電機。生產生活中我們使用的電能來自發電廠，而它們離不開發電機。其轉子可以由水輪機，汽輪機，內燃機等來帶動，主要部件如下圖所示。目前我們人類所利用的電能，99%都是同步發電機發出的。同步發電機為瞭實現能量的轉換，需要有一個直流磁場。而產生這個磁場的直流電流，稱為發電機的勵磁電流。我們根據勵磁電流的供給方式，凡是從其它電源獲得勵磁電流的發電機，稱之為他勵發電機，從發電機本身獲得勵磁電源的，則稱為自勵發電機。
同步發電機的勵磁系統一般由兩部分組成。一部分用於向發電機的磁場繞組提供直流電流，以建立直流磁場，通常稱為勵磁功率輸出部分（或稱為功率單元）。另一部分用於在正常運行或發生事故時調節勵磁電流，以滿足運行的需要。這一部分包括勵磁調節器、強行勵磁、強行減磁和自動滅磁等，一般稱為勵磁控制部分（或稱為控制單元）。二.同步發電機電壓調節
維持發電機的端電壓等於給定值是電力系統調壓的主要手段，那麼如何保證同步發電機的端電壓為給定值呢？我們說，在負荷變化的情況下，必須通過調節勵磁的方式。 下面以發電機的簡化相量圖來分析一下其具體原理。
由上圖可得： 
式中： Eq——發電機的空載電勢；Uf——發電機的端電壓；If——發電機的負荷電流比例。
上式說明，在發電機空載電勢Eq恒定的情況下，發電機端電壓Uf 會隨負荷電流If 的加大而降低，為保證發電機端電壓Uf 恒定，必須隨著發電機負荷電流If 的增加（或減小），增加（或減小）發電機的空載電勢Eq ，而Eq 又是發電機勵磁電流Ifq 的函數（若不考慮飽和，Eq 和Ifq 成正比），故在發電機運行中，隨著發電機負荷電流的變化，必須調節勵磁電流來使發電機端電壓恒定。
三. 永磁發電機
除瞭上面說到的勵磁發電機，發電機組中還有一類永磁發電機。它與勵磁發電機的最大區別在於它的勵磁磁場是由永磁體產生的。 永磁體在電機中既是磁源，又是磁路的組成部分。永磁發電機轉子采用鋼結構，表面按順序嵌放永磁體，轉子表面磁通強、重量輕、體積小、無觸點，整機唯一磨損部位是軸承。
此外，在功率等級相同的情況下，永磁式發電機處於直軸磁路中的永磁體的磁導率很小，直軸 電樞反電抗 Xad 較電勵磁同步電機小很多，因而電壓調整率也比電勵磁同步電機小，輸出波形接近正弦波，輸出電壓穩定、線電壓畸變小，輸出電壓波形好。
永磁轉子結構免去瞭產生轉子磁場所需的勵磁功率和碳刷、滑環之間磨擦的機械損耗，使得永磁式發電機效率大為提高。普通勵磁式發電機在 額定轉速范圍內平均效率隻有 65%，而永磁式發電機則可高達 83%以上。
四. 有功和無功的控制
在電力系統之中運行的發電機既帶有有功負載，又帶有無功負載，有功電流的變化會影響發電機的轉速和頻率，無功電流的變化會影響發電機的電壓。為瞭保證發電機的頻率和電壓的穩定，必須及時調節發電機的輸入功率和勵磁電流。那麼問題是具體該如何調節呢？
有功功率的調節——即原動機輸入功率的調節。
同步發電機與無窮大電網並聯時，當發電機剛投入電網還沒有向電網送出有功負荷時，假設我們忽略發電機的空載損失，則此時發電機處於“空接”在電網上的狀態。 如果要向電網發出有功功率，就必須增加發電機的輸入功率，即加大火力發電廠中汽輪機汽門的開度，或水力發電廠中水輪機水門的開度或者風力發電廠的風速等，增大原動機的出力，增加原動機的力矩。
此時由於作用在發電機轉軸上力矩的增大，就會使發電機轉子加速，於是發電機主磁極的位置將逐步超前，隨著主極的超前，發電機激磁電勢（Ė0）將超前於端電壓（電網電壓Ù），相應的，功率角（δ）及電磁功率（Pm）將逐步增大，這樣輸入功率和輸出功率之間將逐步恢復平衡，保持在新的工作點同步運行。如下圖
在實際的調控過程中，有功功率的調節需要註意幾個問題：
（1）增加有功功率的速度應遵照有關規程的規定，或制造廠傢的要求。有功功率增加的速度不宜太快，否則將對發電機的結構產生不利的影響。當然也不應無根據的限制有功功率增長的速度，這將延誤供電時間，特別是在事故情況下，尤為重要。
（2）有功功率的調節還要特別註意原動機輸入功率的配合問題，特別是火力發電廠或熱電站等，要充分註意鍋爐的供汽能力和熱負荷的調整，使其協調。有時候會因發電機有功功率增長過快，鍋爐供汽能力一時跟不上，壓力急速下降，造成被迫停機事故。
2、無功功率的調節——即發電機勵磁的調節。同步發電機的勵磁有三種狀態，分別是：
（1）正常勵磁：即發電機的全部輸出功率均為有功功率。即cosφ=1，此時發電機的激磁電勢為E。
（2） 過勵：增加發電機的勵磁，使其超過“正常勵磁”稱為過勵。
（3）欠勵：減少發電機的勵磁，使其小於“正常勵磁”稱為欠勵。
同樣的，無用功功率的調節過程中也需要註意幾個問題：
（1）由於發電機與無窮大電網並聯運行，電網電壓視為恒定值，調整勵磁不會引起電壓的變化。
（2）調節勵磁可以調節無功功率，但隻能調節無功功率，而不能改變有功功率。
（3）調節勵磁時應註意，不要使其超過勵磁電源或發電機勵磁繞組的允許值，以免出現勵磁機與發電機勵磁繞組過熱現象。
（4）註意發電機電樞電流，保持不超過發電機視在功率，以防引起發電機電樞繞組過電流。
—————————————————————————————————————————
作者：隻是學電的
時間：2016.09.18