常年承攬野外工程的朋友H發(fā)來(lái)一段微信：老伙計(jì)，哥們的柴油發(fā)電機(jī)原先帶好幾個(gè)焊機(jī)工作都不成問(wèn)題，現(xiàn)在連一個(gè)焊機(jī)都帶不動(dòng)，究竟哪門子鬼搞得，快急死人啦！Ms.參回復(fù)老伙計(jì)先查查勵(lì)磁電路，沒(méi)準(zhǔn)那顆螺絲震松了。第二天一早剛洗漱完畢，朋友H的微信又來(lái)了，原來(lái)真如Ms.參預(yù)估的，主勵(lì)磁回路固定接線端子的螺釘?shù)袅耍a(bǔ)了顆新螺釘，一切ok!

勵(lì)磁不正常，電機(jī)分分鐘鐘掉鏈子

合成磁通由電機(jī)所有繞組的合成磁勢(shì)建立。在傳統(tǒng)的直流電機(jī)中，有效磁勢(shì)大部分由勵(lì)磁繞組產(chǎn)生；在變壓器中，凈勵(lì)磁由一次側(cè)或者二次側(cè)繞組提供，或者說(shuō)各自提供一部分，交流電機(jī)情況類似。

為交流電機(jī)提供勵(lì)磁，會(huì)對(duì)電機(jī)應(yīng)用的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和可靠性帶來(lái)重要影響。朋友H難解的話題——?jiǎng)?lì)磁故障足以說(shuō)明：正常運(yùn)轉(zhuǎn)的勵(lì)磁系統(tǒng)，是確保電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要前提條件。

交流電機(jī)的功率因數(shù)

勵(lì)磁與交流電機(jī)無(wú)功功率緊密相關(guān)，而提供無(wú)功功率需要一定的成本。所以交流電機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)是衡量其經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要指標(biāo)。低功率因數(shù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的不利影響主要有三個(gè)方面：

●發(fā)電機(jī)、變壓器和傳輸設(shè)備之所以用kVA（容量）而不是用kW（有功功率）來(lái)定額，是因?yàn)樗鼈兊膿p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(wú)關(guān)，交流設(shè)備的物理尺寸和成本大致正比于其額定容量。所以，發(fā)電機(jī)、變壓器和傳輸設(shè)備提供一定有用量的有功功率所需要的投資大致反比于功率因數(shù)。

●低功率因數(shù)意味著發(fā)電和傳輸設(shè)備中會(huì)有更大的電流和I2R額耗。

●低功率因數(shù)會(huì)使電壓調(diào)整性變差。

無(wú)功功率與磁通

從無(wú)功功率與建立磁通之間的關(guān)系，可以很容易地看出影響電動(dòng)機(jī)所需無(wú)功功率的因素。和其他任何電磁裝置一樣，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行所需的合成磁通必須靠電流的磁化分量來(lái)建立。不管磁化電流是在定子繞組還是在轉(zhuǎn)子繞組中流通，其磁路和基本的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程沒(méi)有任何差別。

●在變壓器中，不管在變壓器中由哪一個(gè)繞組通過(guò)勵(lì)磁電流，對(duì)建立磁通來(lái)說(shuō)沒(méi)有根本差別。在一些情況下，各個(gè)繞組都會(huì)提供部分勵(lì)磁，如果全部或者部分磁化電流由交流繞組提供，則該繞組的輸入中就必須包含滯后性無(wú)功功率，因?yàn)榇呕娏鳒笥陔妷?0°，從效果看，滯后性無(wú)功功率在電動(dòng)機(jī)中建立磁通。

●感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，唯一可能的勵(lì)磁來(lái)源是定子輸入。因此，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)必須運(yùn)行在滯后性功率因數(shù)狀態(tài)，這一滯后性功率因數(shù)在空載時(shí)非常低，在滿載時(shí)會(huì)增大到85%到90%或者更高。引起功率因數(shù)的改善是由于負(fù)載增大時(shí)，所需的有功功率隨之增大。

●對(duì)同步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，可能會(huì)有兩個(gè)勵(lì)磁源：電樞繞組中的交流電流或者勵(lì)磁繞組中的直流電流。如果勵(lì)磁繞組的電流恰好足以提供所需的磁勢(shì)，則電樞繞組就不需要磁化電流分量或者無(wú)功功率，電動(dòng)機(jī)就運(yùn)行在單位功率因數(shù)1。如果勵(lì)磁電流減小，即使得電動(dòng)機(jī)欠勵(lì)，則磁勢(shì)的不足必須由電樞繞組彌補(bǔ)，這樣電動(dòng)機(jī)會(huì)運(yùn)行在滯后性功率因數(shù)的狀態(tài)。如果勵(lì)磁電流增大，即使得電動(dòng)機(jī)過(guò)勵(lì)，則多余的磁勢(shì)必須依靠電樞繞組來(lái)平衡，電樞電流中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)超前的分量，電動(dòng)機(jī)于是就運(yùn)行于超前性功率因數(shù)的狀態(tài)。

變壓器、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)

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

汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

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

旋轉(zhuǎn)整流器與無(wú)刷勵(lì)磁

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