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無刷發電機勵磁定子的作用

一、產生勵磁磁場
核心功能:勵磁定子通常包含勵磁繞組(線圈),當外部電源或發電機自身的輔助電源(如永磁副勵磁機)向勵磁繞組通入直流電時,勵磁定子會產生恒定的磁場。
磁場傳遞:該磁場通過氣隙(定子與轉子之間的空間)作用于發電機的轉子(電樞),使轉子鐵芯磁化,形成轉子磁極的磁場。這一磁場是發電機電磁感應的基礎。
二、調節發電機輸出電壓
電壓調節機制:通過改變勵磁定子繞組中的勵磁電流大小,可以調節勵磁磁場的強弱,從而控制發電機的輸出電壓。
當負載增加導致電壓下降時,增大勵磁電流可增強磁場,提升感應電動勢,使電壓回升;
當負載減少導致電壓過高時,減小勵磁電流可削弱磁場,降低感應電動勢,使電壓穩定在設定范圍內。
自動化調節:現代無刷發電機通常配備自動電壓調節器(AVR),它通過實時監測輸出電壓,自動調整勵磁定子的輸入電流,實現電壓的動態穩定。
三、為無刷勵磁系統提供電源
無刷結構優勢:無刷發電機通過 “勵磁定子 + 旋轉整流器” 的組合替代了傳統有刷發電機的電刷和滑環,避免了機械接觸帶來的磨損、火花等問題,提高了系統的可靠性和使用壽命。
電源傳遞路徑:
勵磁定子的勵磁繞組由外部電源或副勵磁機供電,產生靜止磁場;
副勵磁機的轉子(與主發電機轉子同軸旋轉)在該磁場中切割磁感線,產生交流電;
交流電通過安裝在轉子上的旋轉整流器轉換為直流電,直接供給主發電機的轉子勵磁繞組,形成閉環勵磁回路。
四、維持發電機穩定運行
動態響應能力:在發電機負載突變(如啟動大型電機、短路故障等)時,勵磁定子的勵磁系統需快速調整勵磁電流,以抑制電壓波動,維持系統穩定性。
無功功率控制:勵磁磁場的強弱直接影響發電機輸出的無功功率(用于建立磁場的能量)。通過調節勵磁定子的勵磁電流,可實現對無功功率的控制,滿足電力系統對無功平衡的需求。
五、與其他部件的協同作用
與副勵磁機配合:副勵磁機(通常為永磁發電機)的定子固定不動,轉子隨主軸旋轉,其定子繞組輸出的交流電經勵磁定子的控制電路(如 AVR)調節后,為勵磁繞組提供電源,形成 “自勵” 或 “他勵” 的勵磁模式。
與旋轉整流器配合:勵磁定子產生的磁場通過電磁感應在副勵磁機轉子中生成交流電,再經旋轉整流器轉換為直流電,最終供給主轉子勵磁,實現無刷化設計。
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