來源：電力知識論壇
一、設計特點：
某公司1000MW級發電機組勵磁機包括：整流盤、三相主勵磁機、三相副勵磁機、冷卻器、儀表和監測裝置。
圖1 旋轉二極管無刷勵磁系統（系統示意圖）
1. 三相副勵磁機 2. 磁場接地故障檢測用的滑環和碳刷
3. 交軸測量線圈 4. 三相主勵磁機
5. 熔絲響應監視 6. 二極管整流裝置
7. 三相引線 8. 多接觸連接配接器
9. 轉子繞組（發電機） 10. 定子繞組（發電機）
11. 靜止的熔絲響應監視圖（霍爾探測器）12. 自動電壓調節器
圖1 顯示勵磁機的基本布置。永磁副勵磁機産生三相交流電，通過AVR 整流和控制提供一可變的直流電流給主勵磁機勵磁。在主勵磁機轉子感應的三相交流電經旋轉整流橋整流後，通過轉軸内的直流引線提供給發電機轉子繞組。
1. 聯軸器 2. 整流盤 3. 主勵磁機轉子 4. 風扇
圖2 勵磁機轉子
圖2 所示勵磁機轉子與上述描述的結構一緻。
整流盤和勵磁機轉子同軸，與發電機轉子剛性相連，由一個位于其端部的軸承支撐。是以發電機和勵磁機的轉子由三個軸承支撐。
軸中心的直流引線連接配接通過由插頭螺釘和插座組成的多接觸電氣系統連接配接起來。這種接觸系統也考慮了由于熱膨脹引線長度變化的補償。
二、三相主勵磁機：
三相主勵磁機是一個6 極旋轉電樞電機。在定子機座内有帶磁場繞組和阻尼繞組的磁極。磁場繞組套在疊片磁極上。在極靴上有圓銅棒，銅棒的二端連接配接起來形成阻尼繞組。在二個磁極中間裝有感應測量勵磁電流用的交軸線圈。
轉子由疊片組成，用穿過壓闆的穿心螺杆壓緊。三相繞組嵌在疊片轉子的槽内。繞組導體在直線部分換位，轉子繞組的端部用玻璃纖維帶打箍。電連接配接在整流盤側，三相引線通過并聯環系統接到整流盤。整個轉子鐵心整浸後套在軸上。軸承位于風扇後，由汽機供油系統強迫供油潤滑。
1. 磁極 2. 定子 3. 轉子 4. 風扇
圖3 主勵磁機
三、 三相副勵磁機：
三相副勵磁機是一個16 極旋轉磁場電機。機座内有帶三相繞組的疊片鐵心，轉子由磁極、套筒等組成。每個極有6 個分開的永磁鋼。磁鋼用螺釘緊固在套筒和外極靴之間。轉子套筒熱套在軸的非驅動端。
1. 軸承 2. 副勵磁機定子 3. 永磁鋼轉子 4. 定子繞組
圖4 永磁副勵磁機
四、 整流盤：
整流盤的主要元件是矽二極管，它們安裝在整流盤上接成一個三相整流橋電路。圖5是一個整流元件的内部布置圖。二極管所需的接觸壓力由碟型彈簧和旋轉産生的離心力提供。
1.散熱器 2.絕緣 3.碟型二極管 4.絕緣螺釘連接配接
5.有冷卻孔的連接配接件 6.多接觸導電襯套 7.碟型彈簧 8.連接配接橋
圖5 整流元件
圖6 顯示在整流盤裡的其它部件。每兩個二極管并聯安裝在一個鋁合金散熱器上。與散熱器相連的是一個熔斷器，當一個二極管故障（喪失反向阻斷功能）時熔斷器起切斷兩個二極管的作用。
為了抑制由換向而引起的過電壓，每個盤有6 個RC 回路，每個回路由一個電容和一個阻尼電阻組成，并通過樹脂灌膠形成一個獨立部件。
與轉軸絕緣開來，并熱套在轉軸上的整流盤，是整流橋的一部分，一隻整流盤是正極，另一隻整流盤是負極。這種布置確定所有部件電路聯接簡捷，兩個整流盤在機械設計上是相同的，不同的僅僅在于與之相連的二極管極性。
直流電流通過徑向導電螺杆從整流盤連通到轉軸中心孔内的軸向引線。
三相交流電通過布置在整流盤和三相主勵磁機間轉軸外周向分布的銅交流引線獲得，這些銅引線用綁帶固定并通過特殊設計的連接配接片與二極管連接配接。每一根三相引線給A 盤B盤的整流元件提供電流。（每一套整流元件包括一個散熱器和2 個二極管）。
1. 熔斷器 2. 二極管 3. 散熱器 4. 整流盤（負極）
5. 徑向導電螺杆 6. 熱空氣排出孔 7.整流盤（正極） 8.絕緣層
9. 交流引線10. 直流引線 11. 絕緣螺釘
圖6 整流盤中相關部件
1. 整流盤 2. 熔斷器 3. 二極管
4. 聯軸器 5. 多接觸式連接配接器
圖7 整流盤
五、勵磁機冷卻：
勵磁機采用空氣冷卻。冷卻空氣在一個密閉回路裡循環，并通過裝在勵磁機旁邊的兩個冷卻器冷卻。
1. 三相副勵磁機 2. 風扇 3. 三相主勵磁機 4. 整流盤
圖8 副勵磁機和主勵磁機
整個勵磁機安裝在一個外罩内，冷卻空氣在罩内循環。
整流盤安裝在其獨具的整流盤導風罩内，從兩端吸入冷空氣，而熱空氣則通過整流盤上的排風口進入到底闆下的風道。
主勵磁機的冷卻空氣經過副勵磁機由風扇打入，空氣從兩端進入主勵磁機，然後經過在轉子本體下面的風道，通過在轉子鐵心中的徑向槽排出，經過導風罩進入底闆下的風道。熱空氣通過冷卻器冷卻後再傳回到主勵磁機外罩。
六、用于熔斷器監視的頻閃儀：
整流盤上的熔斷器在運作中可以用頻閃儀加以檢查。每個整流盤（A 和B）各有一個獨立的頻閃管，頻閃管由一個共用的控制單元控制，且永久性地安裝在整流盤導風罩中。這樣就不需要在勵磁機外罩外面進行任何調節，友善監控。
圖9 顯示一套半導體頻閃儀的基本配置。光信号控制所需要的電子裝置是在控制單元和燈管中。燈管用電纜接到控制單元。
頻閃儀安裝在勵磁機的外罩裡靠近整流盤，進而可以通過控制頻閃儀從勵磁機罩外觀測到熔斷器的情況。
1. 頻閃管(A 整流盤) 4. 頻閃管2 的按鈕 7. Return 按鈕
2．控制單元 5. Feed 按鈕 8. On 按鈕
3. 頻閃管1 的按鈕 6. 控制電壓訓示燈 9. Off 按鈕
10. 頻閃管（B 整流盤）
圖9 頻閃觀測儀的構成和運作元件
為了使閃頻與發電機旋轉頻率同步，利用系統頻率激活閃光。一個雙重控制的同步馬達通過二個按鈕控制并接到二個電壓表和內建電路計數器上，其定時産生閃光，以便可以觀測到熔斷器的一個緩慢的運動。
觀察整流盤（360º）一圈大概需25 秒。至大約450º時，頻閃儀被設定到整流盤的初始位置并重新掃描。連續的掃描可以在任何時候中斷以便保持靜止的圖像。按Return 按鈕，可以反向掃描。
激活控制單元後大約2 分鐘後，頻閃儀就自動關斷。如果在這段時間裡沒有完成熔斷器檢測，按On 按鈕，頻閃儀可以沒有延時地重新接通。頻閃儀有4 個插入式印刷電路闆，印刷電路闆可以随時更換以便糾正任何故障。
為頻閃管提供觸發脈沖的電容器和高壓變壓器安裝在印刷闆上，而印刷闆則集裝在頻閃管燈座裡。
為友善操作，控制按鈕分布在控制台上操作友善，每個按鈕的選擇通過按鈕上面的亮點顯示。
閃光燈和熔斷器的兩個電源線連接配接器在控制單元的背面。
所有的連接配接器件有機械鎖緊且防塵防水，電纜穿在柔韌的金屬管中以防機械損壞。
七、 勵磁機幹燥系統：
1 概述：
使用幹燥器是為了避免在發電機停機或盤車時在勵磁機内形成濕氣結露。
2 工作方式：
幹燥器去除勵磁機外罩内空氣的濕氣。幹燥器盤由阻燃材料制成。在它的入口側，幹燥器盤具有一套管狀的管道系統，其表面充滿了高吸濕性材料。風道呈管形，這樣即使在高風速下也能獲得層流，并且壓頭損失小。濕氣被幹燥器盤吸收後移動到再生段，熱蒸氣流沿幹燥器空氣入口的相反方向排放到大氣中。
再生後幹燥器盤的材料恢複了再吸收濕氣的能力。
幹燥器盤材料的濕氣吸附和再生是利用獨立的氣流同時進行的，確定空氣持續幹燥。
隔斷閥門設在幹燥空氣出口管上，防止在勵磁機負荷運轉時吸入廠房的污染空氣。
1. 幹燥空氣出風口 2. 關閉閥 3. 再生空氣進氣口
4. 自動調溫器 5. 幹燥器外殼 6. 幹燥空氣進氣口
7. 再生空氣出氣口8. 過濾墊
圖10 勵磁機幹燥器
2.1 幹燥器的工作原理：
1. 再生空氣出氣口 4. 鼓風器 7. 關閉閥
2. 幹燥器盤 5. 過濾器
3. 加熱器 6. 幹燥空氣出氣口
圖11 幹燥器工作原理示意圖
幹燥器盤緩慢旋轉(約7 轉/小時)時起去濕作用。蜂房幹燥器盤由鎂矽合金組成,含有氯化锂晶體。幹燥器盤入口側再細分1/4 可用作再生,3/4 用作吸附。
2.2 吸附段：
需要去濕的空氣通過幹燥器盤的吸附段，空氣中的部分濕氣由吸附材料即由氯化锂吸收，由于空氣和吸附材料之間有部分壓差，是以能将濕氣帶走。
2.3 再生段：
在幹燥器盤的再生段。通過加熱再生空氣把積聚的濕氣從幹燥器盤上帶走。幹燥器盤連續旋轉確定勵磁機内連續去濕。
3 控制邏輯：
激活勵磁機幹燥器，把開關從Auto 設定到On。投運或停運取決于汽輪發電機組的速度。隻要一達到盤車轉速，裝置就開始動作。當汽輪機組高于盤車轉速時，裝置不再工作。
� 工作（Auto 轉換到On）
幹燥器 MKC75 AT001 機組速度 ≤ 盤車轉速
� 停止（Auto 轉換到On）
幹燥器 MKC75 AT001 機組速度 ＞ 盤車轉速
八、勵磁機檢測：
勵磁機上測量和監測裝置有：
� 溫度監測系統
� 熔斷器監測系統
� 接地故障檢測系統
� 勵磁電流測量裝置
� 勵磁電壓測量裝置
8.1 溫度監控系統：
監測勵磁冷卻器出來的冷卻氣體溫度和離開整流盤和主勵磁機的熱空氣溫度。
8.2 熔斷器線上監控系統：
熔斷器線上監控單元使用的是非接觸式電子系統可持續地監測旋轉整流盤上的熔斷器。流向整流盤的三相電流用霍爾元件掃描，是以，6 個二極管（VZ1 到VZ6）有獨立供電裝置，熔斷器響應可在靜止部件上監測。可以檢測每個支路上至多3 個熔斷器的故障。
如果每個橋臂上有兩個熔斷器故障，不允許強勵。
如果每個橋臂3 個熔斷器故障，汽輪發電機必須解列。
此外，在運作期間用内置的頻閃觀測儀可随時檢查熔斷器訓示器的辨別。
8.3 接地故障檢測系統：
接地故障檢測系統通過插入測量碳刷進行。兩個測量滑環安裝在主勵磁機的轉軸末端。測量滑環基本上提供持續的接地故障檢測。
接地故障檢測系統監測勵磁電路的高阻和低阻接地故障。對發電機的安全運作來說非常重要，因為雙重故障引起電磁不平衡，伴随着故障部件流過非常高的電流，導緻在非常短的時間内該故障部件損壞。是以，盡可能在故障發展之前一個小的接地故障也應報警，開始相應的保護措施。是以，接地故障檢測系統包括兩個階段，并且操作是連續的。
如果接地故障檢測系統檢測到一個接地故障，在Re<80kΩ（第一階段）時引發報警。
如果勵磁回路對地阻抗突然或慢慢的降至Re<5kΩ時，發電機必須跳閘(第二階段)。這時，發電機自動解列并滅磁。
8.4 交軸檢測線圈：
勵磁機電流通過主勵磁機兩個磁極間的交軸檢測線圈間接進行測量。這個交軸檢測線圈的感應電勢與勵磁機電流成比例，是以，能夠确定勵磁機電流。