發(fā)電機(jī)的工作原理基于法拉第的電磁感應(yīng)原理，其中磁場是其基本組成部分。這個(gè)磁場是由發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)中的直流電源生成的。按照這一基本原理，發(fā)電的首要要求是穩(wěn)定的磁場。此外，發(fā)電機(jī)在發(fā)電時(shí)必須保持恒定電壓，以確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)作。磁場的控制決定了發(fā)電機(jī)的電壓輸出。以下是勵(lì)磁裝置制造商關(guān)于中小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)介紹：
一、如何在大型發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生和調(diào)控磁場？
發(fā)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子或勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁通量對(duì)于電力的生成至關(guān)重要。轉(zhuǎn)子作為一個(gè)旋轉(zhuǎn)的電磁體，需要直流電源來激發(fā)磁場。這種能量來源于勵(lì)磁裝置。
二、DC激勵(lì)器
以前，勵(lì)磁機(jī)是一種小型直流發(fā)電機(jī)，與轉(zhuǎn)子共用一個(gè)軸。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁機(jī)為電磁鐵提供電能。勵(lì)磁機(jī)的輸出控制是通過調(diào)整勵(lì)磁電流來實(shí)現(xiàn)的。隨后，勵(lì)磁機(jī)的輸出會(huì)影響轉(zhuǎn)子的磁場，從而使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓輸出。直流電通過滑環(huán)供應(yīng)給轉(zhuǎn)子。
三、靜態(tài)勵(lì)磁機(jī)
在現(xiàn)代發(fā)電機(jī)中，激勵(lì)器采用靜態(tài)設(shè)計(jì)。電磁鐵的直流電源來自主發(fā)電機(jī)自身的輸出。一些大功率的晶閘管整流交流電，從而生成直流電，通過滑環(huán)送入轉(zhuǎn)子。這種方式避免了與使用另一臺(tái)旋轉(zhuǎn)設(shè)備有關(guān)的操作和維護(hù)問題。靜態(tài)激勵(lì)器在輸出控制方面比機(jī)電控制更為優(yōu)越。
在啟動(dòng)階段，發(fā)電機(jī)沒有輸出時(shí)，一個(gè)大型電池組提供了所需的電力以進(jìn)行勵(lì)磁。
四、無刷激勵(lì)系統(tǒng)
另一種方案是無刷系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，勵(lì)磁機(jī)的電樞安裝在轉(zhuǎn)子軸上。電樞輸出的直流電經(jīng)過固態(tài)器件整流后，傳送到轉(zhuǎn)子線圈。由于電樞與轉(zhuǎn)子共用同一旋轉(zhuǎn)軸，因此沒有滑環(huán)的需求。這一設(shè)計(jì)降低了維護(hù)和操作的要求，從而提升了系統(tǒng)的可靠性。
發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁裝置的單機(jī)容量范圍為100千瓦至100兆瓦，適用于“水到線”水力發(fā)電系統(tǒng)。整體解決方案專為中小型水電站或電廠設(shè)計(jì)，包括水電站項(xiàng)目設(shè)計(jì)、水輪機(jī)、調(diào)速器、發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)、控制與保護(hù)系統(tǒng)及輔助電氣設(shè)備等，均依據(jù)不同地點(diǎn)和環(huán)境的需求量身定制。