[科普中国]-旋转整流器励磁

同步发电机的励磁电流由交流励磁机经旋转整流器供给的励磁方式，简称旋转整流器励磁。按整流器是否可控又可分为旋转不可控整流励磁和旋转可控整流励磁。1

工作原理电枢电流经装在同一轴上的旋转整流环整流后直接引到主机的转子励磁绕组，不需要电刷和集电环，故通常称为无刷励磁。其控制方式与静止不可控整流励磁方式相同，因此无刷励磁方式除具有与后者相同的特点外，还具有下列特点：①由于无电刷、集电环，励磁电流从理论上来说可达很大值，不受集电环极限容量的限制，也不必考虑电刷电流的分配和腐蚀，维护工作量大为减少，最大励磁功率已达5300kW；②发电机励磁回路内不能装设灭磁电阻，灭磁开关等设备，所以，不能直接灭磁，只能采用对励磁机的励磁绕组进行灭磁的方法，故灭磁速度慢；③整流器及其相应的保护元件(快速熔断器、电阻、电容等)都处于高速旋转状态，故要求它们能承受相当大的离心力；④励磁系统旋转部分的参数(励磁电压、电流、温度、绝缘电阻等)的测量和监视需用无线电发送或用辅助滑环引出。随轴转动的快速熔断器的监视也比较麻烦。这种励磁方式虽然因交流励磁机时间常数较大，使励磁系统反应速度较慢，但只要在励磁系统内增加适当的反馈控制并提高励磁机的顶值电压，仍可获得时间常数小和高起始响应的特性，较大地改善动态性能。1

适用场合这种励磁方式多用于大容量的汽轮发电机，中、小容量的汽轮发电机也有采用。现这种励磁方式已用于1300MW的汽轮发电机上。中国曾在6 MW和25MW汽轮发电机上进行过这种励磁方式的试验研究，1976年开始在100MW汽轮发电机上予以采用，近年来中国生产的300MW和600 MW汽轮发电机也采用无刷励磁。
为了解决旋转不可控整流励磁方式存在的励磁反应速度慢及不能在发电机励磁回路内实现灭磁的困难，可以采用旋转可控整流励磁方式。旋转可控整流器的控制由控制励磁机引入，也可由旋转变压器或光电耦合方式输入。1

检测系统旋转整流器励磁方式(无刷励磁方式)取消了发电机主励磁回路的滑环和电刷后，将无法用常规的方法直接测量转子励磁电流、转子温度、监视转子回路对地绝缘。

(1)转子励磁电流测量。通过装在主励磁机转子上的方形轴线圈发出的输出信号。滤出基波，进行励磁电流的测量。

(2)旋转整流二极管及其熔断器回路的监测。运行操作人员在设备现场，通过频闪仪对旋转整流二极管及其熔断器回路进行监测；有些机组在该回路上装有自动监测装置，其工作原理是利用霍尔传感器，扫描经过三相导线流到各旋转整流二极管的电流，并将霍尔传感器的电压模拟量转换成数字量，自动监测各旋转整流二极管分支及其熔断器回路。

(3)接地检测系统。主励磁机和主发电机运行期间，利用接地检测系统来测量主励磁机电枢、整流装置、主发电机转子和全部内连接导体的绝缘电阻，每24h检查一次，探测时间为1min，根据检测结果，发出相应的报警和指示。检测原理为运行中检测器电路将直流试验电压加于滑环上，并产生一个对地接通的小环流，此电流反比于绝缘电阻。2

运行特点旋转整流器励磁(无刷励磁)系统，发电机励磁的调节是通过调节主励磁机的磁场电流间接实现的。即正常情况下，副励磁机的电枢产生的交流中频(如：400Hz)电源经两组三相全控桥式整流后，通过电刷供给主励磁机的磁场绕组，数字式自动电压调节器则根据系统和发电机的运行参数，通过闭环控制该三相全控桥式晶闸管整流器的导通角来调节主励磁机的磁场回路电流，继而控制主励磁机电枢(转子)的交流输出，而主励电枢产生的交流电(如250Hz)经旋转整流器(不可控)整流后，作为发电机转子绕组的励磁电流，该励磁电流直接影响发电机输出。因而，发电机电压的闭环控制是通过一静态励磁装置控制发电机的主励磁机的励磁绕组的输人而间接实现的。

该系统数字式自动电压调节器即是一套静态励磁装置。该装置的电源接自与发电机同轴旋转的中频(如400Hz)永磁发电机的定子绕组的输出，经三相全控桥式整流后，其输出接至主励磁机励磁绕组，即是主励磁机常用励磁电源；主励磁机的备用励磁电源则从保安电源经感应调压器、三相整流后供给，即50Hz手动励磁。当永磁副励磁机或自动电压调节器因故退出运行时，由备用励磁电源50Hz手动励磁向发电机主励磁机的励磁绕组的供电。50Hz
手动励磁兼作发电机试验时运用。2

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学