ups电源高压发电机在电气强度上对绕组的距间及对地绝缘性能提出较高的要求。对于220/380V的用电负载，有可能高压发电机尚需配置一套高压变配电设备，相应造价较高、维护量增加、占用机房面积大。但高压机组的优势是体积小、质量小、容量大。交流发电机的励磁方式。励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它的可靠性对于发电机的安全运行具有很大的影响。为保证发电机能够安全可靠运行，对发电机的励磁系统提出了一系列的要求。当发电机在允许的负载范围内运行时，励磁系统应能提供相应的励磁电流，以保证发电机输出额定电压值(在允许范围内有微小的变动)。当发电机的供电系统发生故障而使供电电压降低时，励磁系统应能快速励磁，迅速增大励磁电流，使其提高发电机的输出电压。当发电机内部发生短故障时，为防止短路电流过大而损坏发电机绕组，励磁系统应能快速灭磁，并使转子励磁绕组储存的磁场能量迅速消耗掉。励磁系统本身应安全可靠，运行方便，便于维护，力求简单、经济。交流发电机(同步发电机)绕组的励磁方式通常分为如下几类：手动励磁装置(用于小容量发电机)；可控与不可控相复励装置(现已极少采用)；可控硅励磁调节器；直流发电机励磁；半导体式励磁系统(自励、他励)；谐波励磁；无刷励磁。在电信企业中选用的发电机不允许向负载供电时产生振荡。为此，在20世纪90年代以来所选用的发电机均为无刷励磁和永磁无刷励磁两种。相应选用永磁无刷励磁发电机比例大。下面重点介绍几种励磁方式。


1直流发电机励磁。直流发电机作为励磁电源时，就叫做励磁机。励磁机是和发电机装在同一轴上的并激直流发电机(同轴励磁机)，通过调节励磁机励磁线圈的可调电阻达到调节发电机的励磁电流。这种励磁方式简单可靠，设备投资及运行费较低，但对于大容量、转速高的同步发电机不适于配用同轴励磁机(因需励磁电流大、转速高、使换向条件恶化)，这种励磁机在设计及制造上都有困难。直流发电机励磁系统如图2-29所示。


2半导体式励磁系统。该系统是将交流电经过硅元件或可控硅整流后，作为发电机励磁电流的直流电源。这种励磁方式反应快、调节方便。当系统中发生故障，发电机输出电压降低时，调节励磁电流和恢复电压的速度很快，且具有励磁容量大、体积大、质量小、便于维护的特点。半导体式励磁系统分为自励和他励两种励磁方式。自励式半导体励磁系统所需的励磁功率是直接从发电机所发的功率中取得的。这种励磁方式是由自动电压调整器、两套整流装置向发电机转子的励磁绕组提供励磁电流。一套是以通过发电机输出线电压经整流变压器向可控硅(SCR)整流器供电，另一套是在发电机的输出电流经复励变流器向硅整流装置供电。复励部分供给的励磁电流和负载电流大小成正比，复励部分起到调压的作用。自动调压主要是根据发电机电流和电压的变化，由自动电压调整器自动控制可控硅的控制角，进而改变可控硅的输出电流，即改变发电机的励磁电流。在发动机空载时，输出电流为0，复励部分不工作，而经可控硅装置供给发电机空载励磁电流。当发电机带载时，两套整流装置同时向发电机转子的励磁绕组提供励磁电流。这种励磁方式无旋转电机，维护简单、工作可靠、造价低。在20世纪70年代至80年代我国电信企业普遍应用该种励磁方式的发电机(当时选用的柴油发电机组均为国产设备)。自励式半导体励磁系统的原理电路图如图2-30所示。


ups电源半导体励磁系统是由自动电压调整器、一台交流励磁机(主励磁机)和一台交流副励磁机、三套整流装置构成。两台交流励磁机与发电机同轴，交流主励磁机是一个中频(100Hz)的三相交流发电机，它的输出电压经硅整流装置向同步发电机供给励磁电流。副励磁机是一个中频(500Hz)交流发电机，它的输出一方面经可控硅整流后作为主励磁机的励磁电流，另一方面经78可控硅装置供给自己所需的励磁电流。自动电压调整器是根据发电机的电压、电流来控制可控硅的控制角，以改变主励磁机的励磁电流进行自动调压。这种励磁方式励磁机是交流发电机，没有换向问题，励磁系统的容量可做得很大，且不受电网运行状态的影响。这种他励式半导体励磁系统多用于10万kW左右的大容量同步发电机。他励式半导体励磁系统如图2-31所示。ups电源谐波励磁。它是利用发电机的三次谐波电动势经可控硅整流后，向发电机励磁绕组提供励磁电流。谐波励磁系统如图2-32所示。ups电源励做发电机电压恢复时间比自励剩磁无刷发电机要快数倍，具有静态励磁发电机快速响应持续抗短路负载的能力和抗感性负载的性能。快速响应的永磁励磁系统如图2-34所示。ups电源一般型水磁无刷励磁发电机以永久磁铁控制励磁的发电机从副励磁机为稳压器提供电源。副励磁机包括永久磁铁(PM)和永磁电枢(15)。当发动机带动旋转磁场组件(RFA)转动时，永久磁铁会在水磁电枢内感应出三相交流电源电压送至稳压器。经稳压器内部的整流将受控的直流连接到励磁机磁场绕组(LI）而形成磁场。 

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