燃气发电机组励磁系统原理

之前老刘曾经写过发电机的原理，其中提到一句“励磁系统和调压控制以后再展开”，那么今天就先来填上一个其中的坑，说说励磁系统。

励磁系统结构

内燃机配套的发电机，大部分都是PMG型，permanent magnet generator,即永磁发电机。整个发电机分为三个部分：永磁机、励磁机、主转子和主定子。

三个部分的结构如下：

励磁系统工作流程

永磁机、励磁机的结构和原理和发电机是一样的，都是导线切割磁力线。也就是说，在一台完整的发电机里，其实暗藏着三台大小不同的发电机。

①  当发电机转动时，永磁机里的磁场转动，定子线圈中发出相对较弱的三相交流电，送往调压模块，作为励磁的电源。

②  励磁电源经过调压模块的整流后，变成直流，送进励磁机定子，励磁机开始发电。

③  励磁机发出的交流电经过一套整流模块（旋转二极管）进行整流，送往发电机主转子。这部分直流电就是所谓的“励磁电流”。

④  主转子建立磁场，从主定子输出最终的三相交流电。

相对于火电水电等大型机组，内燃机的这种励磁系统显得极为简陋，相关参数和保护也比较少，一般只能看到励磁电压和励磁电流两个参数。有的系统里甚至这两个数据都不对外送，想看励磁电压励磁电流，请连上电脑。

有功和无功控制

发电机的有功功率和无功功率是分开控制的，是完全不同的两种方式。

有功功率对应的是发动机的轴输出功率，有功功率提高，需要把发动机油门开大，耗气/油量上升。这部分由发动机的调速系统控制，和发电机无关。

无功功率对应的是主转子磁场，无功功率提高，需要加大主转子磁场强度，加大励磁电压。这部分由发电机的调压系统控制，也就是调压模块，和发动机无关。

虽然有功和无功在控制上是分开的，但在分布式项目中，两者都是成比例的增长或减小，这是因为分布式项目通常采用定功率因数运行的模式运行，有功和无功的比例被锁定了，当我们人为去调节有功功率时，无功功率会自动的跟着调节。

今天先填一个励磁系统的坑，调压系统的坑比较大，以后有空再填，债见。