第一節概述
勵磁是同步發電機運行中的一個重要問題。其問題實質是，供給同步發電機以勵磁電流來建立它必需的磁場，使得勵磁電流無論是在正常運行或是在事故的過程中，都能夠按照電力係統及發電機運行的需要，迅速而準確的進行調節。這就是說，同步發電機的運行需要有一個能夠調節勵磁電流的勵磁係統。調節的方式：手動調節和自動調節兩種。目前手動調節已不能滿足運行要求。在現代的電力係統中，同步發電機都配置有自動勵磁調節器（2YJ），構成自動調節勵磁係統。
一、自動調節勵磁係統的主要功能
自動調節勵磁係統一般應具有如下功能：
正常運行時，供給同步發電機所要求的勵磁功率；在負荷及機組運行工況變化的情況下，能自動調節勵磁電流，以維持機端電壓或電網某點電壓在給定的水平；
勵磁係統應具有良好的調節特性，能保證並列運行的發電機間的無功負荷的合理分配；
能提高係統的靜態穩定極限；
在電力係統發生故障時，能按照給定的要求實現強行勵磁，以提高係統的動態穩定性；
能顯著改善電力係統的運行條件。如當係統發生短路，切除故障後，通過勵磁裝置的調節作用使係統電壓迅速恢複，提高異步電動機的自啟動能力，防止由於電動機自啟動引起無功缺額的出現，而導致用負荷，影響係統正常工作。又如當係統中某些類型的機組（如汽輪發電機）因故失去勵磁時，允許發電機在短時間內作無勵磁運行，此時，發電機發出有功功率而吸收無功功率，會引起係統中出現大量無功缺額，使電壓下降。這時並列運行各機組的勵磁裝置應自動增加勵磁電流，多向係統輸送無功功率，以維持電壓水平。另外，當係統發生短路故障時，由於勵磁裝置的強勵作用，會使短路電流增加，提高鉍電保護裝置動作的靈敏性及選擇性；
對以上的發電機，勵磁裝置還應具有過限製、低限製和功角限製等功能；
對於水輪發電機，勵磁裝置應具有限製由於轉速升高而引起的過電壓，即當需要大量降低勵磁時，能實現快速減磁。
二、對自動調節勵磁裝置的基本要求
要使自動調節勵磁係統具有以上功能，靖保係統可靠運行，自動調節勵磁裝置，應滿足如下要求。
正常運行時，能按機端電壓的變化自動地改變勵磁電流，維持電壓值在給定水平。為此，要求自動調節勵磁裝置應有足夠的調節容量，勵磁係統應有足夠的勵磁容量。
並列運行的發電機上裝有自動勵磁調節器時，應能穩定分配機組間的無功負荷。
電力係統發生事故，電壓降低時，勵磁係統應有很快的響應速度和足夠大的強勵頂值電壓，以實現強行勵磁作用。為了提高勵磁係統的響應速度，提高自動勵磁調節器的響應速度和勵磁機的響應速度；
裝置要筒單可靠，動作迅速，調節過程要穩定，調節係統應無失靈區，以保證發電機在人工穩定區內運行。
第二節同步發電機的勵磁方式
同步發電機的自動調節勵磁係統，通常由勵磁機（或其它勵磁供電電源），手動勵磁裝置，自動勵磁調節器和裝置等設備組成。按勵磁係統供電電源的不同方式，目前在電力係統中基本上可劃分為：由直流勵磁機（直流發電機）供電；由交流勵磁機（交流發電機）經整流供電；由靜止電源（電網或發電機機端）供電三種方式。
一、由直流勵磁機供電的勵磁方式
這種方式可分為自勵直流勵磁機係統和他直流勵磁機係統兩類。其原理接線所示。
為自勵直流勵磁機係統原理接線圖，圖中屍為同步發電機，上為勵磁機，是一台並直流發電機，它與同步發電機同軸旋轉。勵磁機的電樞電壓通過同步發電機的集電環和炭刷2、5加到轉子繞組的兩端，勵磁機的勵磁回路中串接著調節電情況自動調節勵磁裝置申發電機出線靖的電壓和電流互感器上孖供電，經過整流裝置輸出電流反饋到勵磁機的勵磁繞組上回路，調節及大小可達到手動調節的目的，而利用裝置可按預定要求達到自動調節勵磁的目的。
為他直流勵磁機係統原理接線圖，其特點是與同步發電機同軸的主勵磁機是一台他直流發電機，主勵磁機的勵磁由兩組勵磁繞組供給，其中一組的由另一台同軸的副勵磁機供給，另一組供裝置用。串聯在副勵磁機勵磁回路中的電阻供手動調節勵磁用。
直流勵磁機供電的勵磁方式，是一種傳統的勵磁方式，積累有相當豐富的製造、運行經驗，目前仍為大多數同步發電機保留或采用。但由於其存在著機械整流子和炭刷，受機械強度和機械整流子在換相方麵問題的限製，其製造容量有一定限製。因此，這種勵磁方式，已不能滿足大型同步發電機勵磁的要求。
由於交流勵磁機的製造容量可不受限製，以及可控矽、電子器件製造技術和應用技術的發展、成本的降低、可靠性的提高，所以在大型機組上都采用了交流勵磁機（或其它交流電源）經整流變換為直流，來替代直流勵磁機這個環節，形成所謂由交流電源經整流供電的勵磁係統。這種勵磁係統分為：用交流勵磁機經整流供電和由靜止電源供電兩種勵磁方式。
二、經整流供電的勵磁方式
這種勵磁方式是用同軸的專門交流勵磁機經整流變為直流電供給勵磁。根據交流勵磁機運行特點、結構形式及所用整流器情況的不同，又可分成如下幾種方式：
交流勵磁機和靜止二極管供電的勵磁方式
這種勵磁方式的典型原理接線。發電機屍的勵磁電流由交流主勵磁機，主勵磁機采用旋轉磁場結構，這神勵磁方式是由傳統的直流勵磁機方式演變而來的。直流勵磁機電樞產生的是交流電勢，經過整流子（或稱換向器）的機械整流作用，變成直流電輸出，供給發電機勵磁。而用交流勵磁機經整流的勵磁方式，則以靜止的矽整流管替代轉動的機械整流子，由於取消了勵磁機的機械整流子，使得運行維護方便，其製造容量可不受限製。交流主勵磁機上的勵磁，由交流副勵磁機厶的輸出，經三相可控矽整流電路，變成直流電供給。副勵磁機，一般采用永磁發電機或感應子交流發電機。感應子交流發電機的工作原理是當轉子旋轉時，轉子表麵上存在的齒使氣隙磁導發生周期的變化，從而將勵磁繞組產生的直流氣隙磁通被調製成交變磁通，在電樞繞組中感應出電勢。其結構的特點是，它的勵磁繞組和電樞繞組，都安裝在定子上，轉子（也稱感應子）上沒有繞組。由於它們省去了交流勵磁機的電刷和滑環，從而可提高勵磁係統的可靠性。為了維持機端電壓恒定，也可對副勵磁機采用自勵恒壓的調壓方式，主勵磁機的勵磁電源，也有不用副勵磁機而采用自勵方式的，如麵所示。圖中，利用27尤可自動控製可控矽的導通角，根據需要來改變勵磁機的輸出電壓，以達到自動調節同步發電機的目的。由於這種調節作用是通過交流勵磁機來實現的，而交流勵磁機有較大的時滯作用，故這種勵磁方式的響應速度是比較。