常年承攬野外工程的朋友H發(fā)來一段微信：老伙計，哥們的柴油發(fā)電機原先帶好幾個焊機工作都不成問題，現(xiàn)在連一個焊機都帶不動，究竟哪門子鬼搞得，快急死人啦！Ms.參回復(fù)老伙計先查查勵磁電路，沒準那顆螺絲震松了。第二天一早剛洗漱完畢，朋友H的微信又來了，原來真如Ms.參預(yù)估的，主勵磁回路固定接線端子的螺釘?shù)袅?，補了顆新螺釘，一切ok!

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建立。在傳統(tǒng)的直流電機中，有效磁勢大部分由勵磁繞組產(chǎn)生；在變壓器中，凈勵磁由一次側(cè)或者二次側(cè)繞組提供，或者說各自提供一部分，交流電機情況類似。

為交流電機提供勵磁，會對電機應(yīng)用的運行經(jīng)濟性和可靠性帶來重要影響。朋友H難解的話題——勵磁故障足以說明：正常運轉(zhuǎn)的勵磁系統(tǒng)，是確保電機正常運轉(zhuǎn)的必要前提條件。

交流電機的功率因數(shù)

勵磁與交流電機無功功率緊密相關(guān)，而提供無功功率需要一定的成本。所以交流電機運行時的功率因數(shù)是衡量其經(jīng)濟性的一個重要指標。低功率因數(shù)對系統(tǒng)運行的不利影響主要有三個方面：

●發(fā)電機、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）來定額，是因為它們的損耗和發(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正比于其額定容量。所以，發(fā)電機、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)備中會有更大的電流和I2R額耗。

●低功率因數(shù)會使電壓調(diào)整性變差。

無功功率與磁通

從無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機所需無功功率的因素。和其他任何電磁裝置一樣，電動機運行所需的合成磁通必須靠電流的磁化分量來建立。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)換過程沒有任何差別。

●在變壓器中，不管在變壓器中由哪一個繞組通過勵磁電流，對建立磁通來說沒有根本差別。在一些情況下，各個繞組都會提供部分勵磁，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功功率，因為磁化電流滯后于電壓90°，從效果看，滯后性無功功率在電動機中建立磁通。

●感應(yīng)電動機中，唯一可能的勵磁來源是定子輸入。因此，感應(yīng)電動機必須運行在滯后性功率因數(shù)狀態(tài)，這一滯后性功率因數(shù)在空載時非常低，在滿載時會增大到85%到90%或者更高。引起功率因數(shù)的改善是由于負載增大時，所需的有功功率隨之增大。

●對同步電動機來說，可能會有兩個勵磁源：電樞繞組中的交流電流或者勵磁繞組中的直流電流。如果勵磁繞組的電流恰好足以提供所需的磁勢，則電樞繞組就不需要磁化電流分量或者無功功率，電動機就運行在單位功率因數(shù)1。如果勵磁電流減小，即使得電動機欠勵，則磁勢的不足必須由電樞繞組彌補，這樣電動機會運行在滯后性功率因數(shù)的狀態(tài)。如果勵磁電流增大，即使得電動機過勵，則多余的磁勢必須依靠電樞繞組來平衡，電樞電流中會出現(xiàn)一個超前的分量，電動機于是就運行于超前性功率因數(shù)的狀態(tài)。

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(dāng)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。

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。