成磁场中起主要作用的是转子磁场即主磁场

,因此,调控转子磁场就可以调节同步发电机的输

出电压改善其带负载能力

,从而达到在额定负荷范围内稳住发电机输出电压的目的。

　　

(1)同步发电机转子的励磁

　　所谓励磁即是向同步发电机转子提供直流电使其产生直流电磁场的过程。同步发电机转
子凹槽内的线圈就是由称做励磁机的一个专门的设备为其供以直流电形成直流磁场的。早期
的发电机是采用单独的励磁机给转子线圈提供直流电的

,系统庞大而复杂。随着技术的进步,

现代同步发电机都是将发电机与励磁机组装在一起构成一个完整的发电机。
　　励磁机其实就是个小发电机

,它的工作原理与同步发电机一样。所不同的是它的定子线

圈和转子线圈所起的作用与同步发电机

——主发电机正好相反;固定在主发电机定子旁的励

磁机的定子线圈通以直流电形成直流磁场

,而安装在主发电机转子轴上的励磁机的转子线圈

成为输出电动势的电枢。励磁机的转子与定子内壁之间也是保持着小而均匀的间隙。这也称
为旋转电枢式结构的无刷同步发电机。安装在主发电机定子旁的励磁机定子线圈的直流电

,

是由主发电机定子线圈即电枢的部分输出电压经整流后而得到的。与主发电机转子同轴安装
的励磁机转子线圈在其定子线圈产生的磁场内旋转、切割磁力线所产生的感应电动势

,经同

轴安装在它旁边的整流器也就是旋转整流器变成直流电流

,输到主发电机的转子线圈使其产

生直流转子磁场。从而达到了对主发电机转子线圈励磁的要求。
　　

(2)同步发电机输出电压的调控

　　调控的目的就是实现在同步发电机额定负荷范围内稳住输出电压。调控技术的理念是实
时地从主发电机电枢取得电压和电流

,经整流和负反馈调理后供给励磁机的定子线圈,使其产

生变化规律与主发电机输出电压变化规律相反的直流电磁场

,这个磁场也必然使励磁机转子

电枢的输出电压及旋转整流器供给主发电机转子线圈的直流电流按同样的规律而变化。从而
起到实时调节主发电机转子磁场大小

,使主发电机在额定负荷范围内保持良好输出特性的作

用。
　　对发电机输出电压的调节过程

,可以用以下的流程表示;

　　由于负荷增加使主发电机电枢电压

↓(降)→经负反馈调理后励磁机定子电流及磁场↑→

励磁机转子电枢输出电压

↑→旋转整流器输出电流↑→主发电机转子磁场↑→使主发电机电

枢电压

↑

　　若主发电机电压升高

,则其反馈调控使以上各环节作用降低,导致电压回到额定值。

　　可见通过励磁机实时调控主发电机转子磁场的大小

,就可以稳住输出电压。这其中起重

要作用的是负反馈调节单元

,通常称其为恒压励磁装置和自动电压调节器。

　　

(3)自动电压调节器

　　现代交流同步发电机常用自动电压调节器

AVR 这种电子部件调节励磁机定子磁场的强

弱。虽然

AVR 的种类很多,但性能大同小异;都是实时采样主发电机的输出电压值与预先设定

的值相比较

,用比较的结果去调节脉冲宽度调制器 PWM;输出电压值高则调制器输出脉。