发电机励磁系统

发电机励磁系统是供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备的统称。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。发电机励磁系统包括直流励磁机、无刷励磁机、交流励磁机等。

近十多年来，由于新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，使得发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。在自动调节励磁装置方面，也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。

系统组成励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。如图所示：

其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。

维修发电机励磁调节器的过程

其中涉及BT33晶体管可控整流电路、KP200A单向晶闸管可控硅原理及使用、励磁电压高低选择调节器种类等话题。

维修一台1973年的德国发电机。这台发电机是一个杀猪场的大型柴油发电机，故障是不能发电，初步判断是励磁电路损坏。

这个电路板上有一个BT33元件，该电路组成可调触发电路，产生励磁电压，使得励磁线圈工作，发电机得以正常发电。由于旧的电路板有些线路都已经损坏，我便在网上搜索有关BT33组成的电路，最终在百度文库上找到一篇名为《BT33晶体管可控整流电路》的文章，在这篇文章里我见到了如图三的电路图。主要用途是将交流电转化为电压可调的直流电，将该直流电通发电机励磁线圈。

图三：单相半控桥式整流电路原理图

在这个电路中，比较有趣的是我以前没有见过的KP200A单向晶闸管可控硅。一开始我以为这个元件的控制方法及工作原理和三极管应该类似，可查阅了资料后才发现控制方法大不一样。该元件导通和截止需要满足一定的条件，其工作原理如图四和图五。

图四：单向可控硅符号

图五：单向可控硅工作原理

根据查到的BT33可控整流电路图对原有的电路板进行了元件的更换和调试，还是不能使得单相晶闸管正常被触发工作，因而转向淘宝查找现成的电路板。

Tip*：如果有示波器，可以在单相半控桥式整流电路的各个端子进行波形测量，从而查出是哪个期间出现故障。具体可根据下文参考《BT33触发电路》相关波形对比测试。

在淘宝上搜索“发电机励磁调压板”就找到了由AVR单片机为核心的电路板，咨询客服，需要明确发维修的电机是有刷还是无刷的，励磁电压是多少伏特（根据励磁电压不同，需要选择是半波整流电路还是全波整流电路）以及励磁电流，这些数据在发电机铭牌上可以查到。

在淘宝上找到一家比较详细的介绍，截图记录：

1. 调压板整体介绍：

2.调压板380v接线图：

3.接线注意事项：

4.旋钮调节原理：

5.调压板使用步骤及调节：

以上只是电压调节板的使用，还需要搭配由晶闸管组成的整流电路。淘宝上有现成的加好散热片的整体电路（如图六），但是其晶闸管用的是KP100A的。由于杀猪场用电量大，为了避免损坏电路，我们购买了KP200A晶闸管，按照图七所示的线路原理进行线路连接，最终修改成了图八的大功率调压板。

图六：整体整流电路板

图七：调压板及整流电路图

图八：自动电压励磁调节电路板（最终）

把电路板按照使用电路图连接到发电机上后，启动发电机，观看发电机上的电压表，用螺丝刀对调压板上的电压调整旋钮进行调节，使得电压表示数稳定在380V左右，发电机正常工作。

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