用于向同步電機轉子繞組提供必要勵磁電流的系統(tǒng)，這種類型的系統(tǒng)稱為勵磁系統(tǒng)。換句話說，勵磁系統(tǒng)被定義為通過勵磁繞組中的電流產生磁通量的系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)的主要要求是在所有使用條件下的可靠性、控制簡單性、維護容易性、穩(wěn)定性和快速瞬態(tài)響應。

上圖為石家莊丹創(chuàng)電氣勵磁柜的案例實拍圖。

所需的勵磁量取決于負載電流、負載功率因數和機器速度。當負載電流大、速度慢、系統(tǒng)功率因數滯后時，系統(tǒng)需要的勵磁越多。

勵磁系統(tǒng)是單個單元，每個交流發(fā)電機都有發(fā)電機形式的勵磁機。集中勵磁系統(tǒng)有兩個或多個勵磁器，為母線供電。集中式系統(tǒng)非常便宜，但是系統(tǒng)中的故障會對發(fā)電廠的交流發(fā)電機產生不利影響。

勵磁系統(tǒng)主要分為三種類型：

1、DC勵磁系統(tǒng)

2、交流勵磁系統(tǒng)

a、轉子勵磁系統(tǒng)

b、無刷勵磁系統(tǒng)

3、靜態(tài)勵磁系統(tǒng)、

它們的類型將在下面詳細解釋。

1、DC勵磁系統(tǒng)

DC勵磁系統(tǒng)有兩個勵磁器——主勵磁機和副勵磁機。勵磁機輸出由自動電壓調節(jié)器(AVR)調節(jié)，用于控制交流發(fā)電機的輸出端電壓。AVR的電流互感器輸入確保了故障期間交流發(fā)電機電流的限制。

當磁場斷路器斷開時，磁場放電電阻器跨接在磁場繞組上，以便耗散磁場繞組中儲存的高電感能量。

主勵磁機和先導勵磁機可以由主軸驅動，也可以由電機單獨驅動。直接驅動勵磁器通常是優(yōu)選的，因為它們保持了單元操作系統(tǒng)，并且勵磁不受外部干擾的勵磁。

主勵磁機的額定電壓約為400伏，其容量約為交流發(fā)電機容量的0.5%。渦輪交流發(fā)電機勵磁器的故障非常頻繁，因為它們的速度很快，因此單獨的電機驅動勵磁器被提供作為備用勵磁器。

2、交流勵磁系統(tǒng)

交流勵磁系統(tǒng)由交流發(fā)電機和直接連接到交流發(fā)電機主軸的晶閘管整流橋組成。主勵磁機可以是自勵的，也可以是單獨勵磁的。交流勵磁系統(tǒng)可以大致分為兩類，下面將詳細說明。

a、轉子勵磁系統(tǒng)：旋轉部分被虛線包圍。該系統(tǒng)由交流勵磁機、固定磁場和旋轉電樞組成。勵磁機的輸出由全波晶閘管橋式整流電路整流，并提供給主交流發(fā)電機勵磁繞組。

交流發(fā)電機勵磁繞組也通過另一個整流電路供電。勵磁機電壓可以通過使用剩余磁通來建立。電源和整流器控制產生受控的觸發(fā)信號。交流發(fā)電機電壓信號被平均，并直接與自動運行模式下的操作員電壓調節(jié)進行比較。在手動操作模式下，交流發(fā)電機的勵磁電流與單獨的手動電壓調節(jié)進行比較。

b、無刷勵磁系統(tǒng)：旋轉部分由虛線矩形包圍。無刷勵磁系統(tǒng)由交流發(fā)電機、整流器、主勵磁機和永磁發(fā)電機交流發(fā)電機組成。主勵磁機和先導勵磁機由主軸驅動。主勵磁機有一個固定磁場和一個旋轉電樞，通過硅整流器直接連接到主交流發(fā)電機的磁場。

先導勵磁機是軸驅動永磁發(fā)電機，軸上安裝有旋轉永磁體和三相靜止電樞，三相靜止電樞通過主交流發(fā)電機磁場中的硅整流器向主勵磁機磁場供電。先導勵磁機是一種軸驅動永磁發(fā)電機，軸上裝有旋轉永磁體和三相靜止電樞，電樞通過三相全波相位控制晶閘管橋向主勵磁機供電。

該系統(tǒng)不使用換向器，集電器和電刷具有短時間常數和小于0.1秒的響應時間。短時間常數在改善小信號動態(tài)性能方面具有優(yōu)勢，并且有利于輔助電力系統(tǒng)穩(wěn)定信號的應用。

3、靜態(tài)勵磁系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中，電源通過三相星形/三角形連接的降壓變壓器從交流發(fā)電機本身獲得。變壓器的初級連接到交流發(fā)電機總線，次級向整流器供電，也向電網控制電路和其他電氣設備供電。

該系統(tǒng)響應時間非常短，并提供出色的動態(tài)性能。該系統(tǒng)通過消除勵磁機風阻損失和繞組維護降低了運行成本。