首先,为使主发电机电压稳定,当负载增加时,主发电机励磁电流要相应增加,即旋转整流器输出电压的平均值应相应升高。当主发电机过载或短路时,要求励磁机能输出2~3倍于额定值的励磁电流,使短路电流达到额定电流的3倍,满足发电机强励磁的要求。其次,由于主发电机励磁绕组的电阻凡随温度升高而增大,从冷态到热态,励磁绕组电阻最大变化1倍,因此要求旋转整流器输出的直流电压也相应增大1倍,使主发电机励磁电流保持不变,从而保持发电机电压恒定。

可见,为了满足主发电机对励磁电流的要求,交流励磁机应具有“电流放大器”的特性,即交流励磁机经旋转整流器整流后的输出电压应在很大范围内变化,这就要求按所需的最高整流电压来设定交流励磁机磁路的工作点,使励磁机磁路在整个工作范围内都处于不饱和状态,这是其具各“电流放大器”特性的前提条件。

当发电机处于冷态时,主发电机励磁绕组的电阻马数值为一定值。由于交流励磁机的磁路不饱和,所以励磁机电枢绕组的感应电动势E与励磁电流成正比;同时,励磁机的换向电抗X基本不变,因此,电抗负载因数X/马基本不变,则旋转整流器的整流工作状态与主发电机的励磁电流亏无关。可见,旋转整流器的整流电压与励磁机励磁电流成正比。所以,主发电机励磁电流马也与励磁机励磁电流△成正比,可以表示为:

u=j*k             (6-31)

式中:h 励磁机的电流放大系数。

当发电机温度升高时,由于主发电机励磁绕组电阻马随温度升高而增大,为保持励磁电流马不变,就应使旋转整流器的整流电压us也相应提高。由于这时的电抗负载因数X/m减小,使换向重叠角γ减小,这一方面使交流励磁机电枢电流基波分量的功率因数cos50提高,电枢反应的去磁作用减弱,使相电动势E提高;另一方面cosγ增大,整流系数提高,这两者的作用都使整流电压增大。可见,旋转整流器整流工作状态的变化可以起到补偿作用。补偿作用的强弱与交流励磁机是否有阻尼绕组和短路比的大小有关。在参数选择得合适时,可以使这种补偿作用比较恰当,基本上保持交流励磁机的电流放大系数不随温度变化。

带旋转整流器的交流励磁机的这一特点,使得主发电机的励磁绕组不需要采取额外的温度补偿措施。因为当发电机温度变化时,尽管主发电机励磁绕组电阻马变化很大,但由于交流励磁机的电流放大系数坞基本不变,交流励磁机励磁电流的数值只与主发电机负载电流有关,基本上与发电机的温度无关,所以并不需要额外地增大交流励磁机励磁电流的变化范围,就可以保持主发电机电压基本不变,这就减轻了调压器的负担。

交流励磁机的温度补偿,当温度升高时,交流励磁机励磁绕组电阻也将随之增大,为保证一定的励磁电流励磁电压,必须增大,这会使交流励磁机励磁功率的变化范围增大,加重了调压器的负担。为此,可以采用两套励磁绕组并联的接法,并在其中一个绕组电路中串联热敏电阻RT,其接线如图4-28所示。热敏电阻装在发电机壳体内。发电机温度较低时,热敏电阻阻值较大,串联热敏电阻的线圈中励磁电流很小,几乎不起作用。当发电机温度升高时,两个励磁线圈 图4-28交流励磁机温度补偿电路的电阻增大,最大可增加1倍,同时,热敏电阻RT的阻值减小到可以忽略的程度,这时两个励磁线圈并联工作,整个励磁电路的电阻几乎与低温时一样,因此,总的励磁电流基本不变。

用这种方法可以减小励磁机励磁电流和励磁功率的变化范围,从而减小调压器的功率损耗。