發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的電源及其附屬設(shè)備的統(tǒng)稱。它一般由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)主要部分組成。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)包括直流勵(lì)磁機(jī)、無刷勵(lì)磁機(jī)、交流勵(lì)磁機(jī)等。

近十多年來，由于新技術(shù)，新工藝和新器件的涌現(xiàn)和使用，使得發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式得到了不斷的發(fā)展和完善。在自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置方面，也不斷研制和推廣使用了許多新型的調(diào)節(jié)裝置。

系統(tǒng)組成勵(lì)磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流；而勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號(hào)和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元的輸出。勵(lì)磁系統(tǒng)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)提高電力系統(tǒng)并聯(lián)機(jī)組的穩(wěn)定性具有相當(dāng)大的作用。尤其是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展導(dǎo)致機(jī)組穩(wěn)定極限降低的趨勢，也促使勵(lì)磁技術(shù)不斷發(fā)展。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)主要由功率單元和調(diào)節(jié)器（裝置）兩大部分組成。如圖所示：

其中勵(lì)磁功率單元是指向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵(lì)磁電流的勵(lì)磁電源部分，而勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則是根據(jù)控制要求的輸入信號(hào)和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元輸出的裝置。由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、勵(lì)磁功率單元和發(fā)電機(jī)本身一起組成的整個(gè)系統(tǒng)稱為勵(lì)磁系統(tǒng)控制系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的重要組成部份，它對(duì)電力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)本身的安全穩(wěn)定運(yùn)行有很大的影響。

維修發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的過程

其中涉及BT33晶體管可控整流電路、KP200A單向晶閘管可控硅原理及使用、勵(lì)磁電壓高低選擇調(diào)節(jié)器種類等話題。

維修一臺(tái)1973年的德國發(fā)電機(jī)。這臺(tái)發(fā)電機(jī)是一個(gè)殺豬場的大型柴油發(fā)電機(jī)，故障是不能發(fā)電，初步判斷是勵(lì)磁電路損壞。

這個(gè)電路板上有一個(gè)BT33元件，該電路組成可調(diào)觸發(fā)電路，產(chǎn)生勵(lì)磁電壓，使得勵(lì)磁線圈工作，發(fā)電機(jī)得以正常發(fā)電。由于舊的電路板有些線路都已經(jīng)損壞，我便在網(wǎng)上搜索有關(guān)BT33組成的電路，最終在百度文庫上找到一篇名為《BT33晶體管可控整流電路》的文章，在這篇文章里我見到了如圖三的電路圖。主要用途是將交流電轉(zhuǎn)化為電壓可調(diào)的直流電，將該直流電通發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈。

圖三：單相半控橋式整流電路原理圖

在這個(gè)電路中，比較有趣的是我以前沒有見過的KP200A單向晶閘管可控硅。一開始我以為這個(gè)元件的控制方法及工作原理和三極管應(yīng)該類似，可查閱了資料后才發(fā)現(xiàn)控制方法大不一樣。該元件導(dǎo)通和截止需要滿足一定的條件，其工作原理如圖四和圖五。

圖四：單向可控硅符號(hào)

圖五：單向可控硅工作原理

根據(jù)查到的BT33可控整流電路圖對(duì)原有的電路板進(jìn)行了元件的更換和調(diào)試，還是不能使得單相晶閘管正常被觸發(fā)工作，因而轉(zhuǎn)向淘寶查找現(xiàn)成的電路板。

Tip*：如果有示波器，可以在單相半控橋式整流電路的各個(gè)端子進(jìn)行波形測量，從而查出是哪個(gè)期間出現(xiàn)故障。具體可根據(jù)下文參考《BT33觸發(fā)電路》相關(guān)波形對(duì)比測試。

在淘寶上搜索“發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)壓板”就找到了由AVR單片機(jī)為核心的電路板，咨詢客服，需要明確發(fā)維修的電機(jī)是有刷還是無刷的，勵(lì)磁電壓是多少伏特（根據(jù)勵(lì)磁電壓不同，需要選擇是半波整流電路還是全波整流電路）以及勵(lì)磁電流，這些數(shù)據(jù)在發(fā)電機(jī)銘牌上可以查到。

在淘寶上找到一家比較詳細(xì)的介紹，截圖記錄：

1. 調(diào)壓板整體介紹：

2.調(diào)壓板380v接線圖：

3.接線注意事項(xiàng)：

4.旋鈕調(diào)節(jié)原理：

5.調(diào)壓板使用步驟及調(diào)節(jié)：

以上只是電壓調(diào)節(jié)板的使用，還需要搭配由晶閘管組成的整流電路。淘寶上有現(xiàn)成的加好散熱片的整體電路（如圖六），但是其晶閘管用的是KP100A的。由于殺豬場用電量大，為了避免損壞電路，我們購買了KP200A晶閘管，按照?qǐng)D七所示的線路原理進(jìn)行線路連接，最終修改成了圖八的大功率調(diào)壓板。

圖六：整體整流電路板

圖七：調(diào)壓板及整流電路圖

圖八：自動(dòng)電壓勵(lì)磁調(diào)節(jié)電路板（最終）

把電路板按照使用電路圖連接到發(fā)電機(jī)上后，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，觀看發(fā)電機(jī)上的電壓表，用螺絲刀對(duì)調(diào)壓板上的電壓調(diào)整旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得電壓表示數(shù)穩(wěn)定在380V左右，發(fā)電機(jī)正常工作。