首先,為使主發電機電壓穩定,當負載增加時,主發電機勵磁電流要相應增加,即旋轉整流器輸出電壓的平均值應相應升高。當主發電機過載或短路時,要求勵磁機能輸出2~3倍于額定值的勵磁電流,使短路電流達到額定電流的3倍,滿足發電機強勵磁的要求。其次,由于主發電機勵磁繞組的電阻凡隨溫度升高而增大,從冷態到熱態,勵磁繞組電阻最大變化1倍,因此要求旋轉整流器輸出的直流電壓也相應增大1倍,使主發電機勵磁電流保持不變,從而保持發電機電壓恒定。

可見,為了滿足主發電機對勵磁電流的要求,交流勵磁機應具有“電流放大器”的特性,即交流勵磁機經旋轉整流器整流后的輸出電壓應在很大范圍內變化,這就要求按所需的最高整流電壓來設定交流勵磁機磁路的工作點,使勵磁機磁路在整個工作范圍內都處于不飽和狀態,這是其具各“電流放大器”特性的前提條件。

當發電機處于冷態時,主發電機勵磁繞組的電阻馬數值為一定值。由于交流勵磁機的磁路不飽和,所以勵磁機電樞繞組的感應電動勢E與勵磁電流成正比;同時,勵磁機的換向電抗X基本不變,因此,電抗負載因數X/馬基本不變,則旋轉整流器的整流工作狀態與主發電機的勵磁電流虧無關。可見,旋轉整流器的整流電壓與勵磁機勵磁電流成正比。所以,主發電機勵磁電流馬也與勵磁機勵磁電流△成正比,可以表示為:

u=j*k             (6-31)

式中:h―勵磁機的電流放大系數。

當發電機溫度升高時,由于主發電機勵磁繞組電阻馬隨溫度升高而增大,為保持勵磁電流馬不變,就應使旋轉整流器的整流電壓us也相應提高。由于這時的電抗負載因數X/m減小,使換向重疊角γ減小,這一方面使交流勵磁機電樞電流基波分量的功率因數cos50提高,電樞反應的去磁作用減弱,使相電動勢E提高;另一方面cosγ增大,整流系數提高,這兩者的作用都使整流電壓增大。可見,旋轉整流器整流工作狀態的變化可以起到補償作用。補償作用的強弱與交流勵磁機是否有阻尼繞組和短路比的大小有關。在參數選擇得合適時,可以使這種補償作用比較恰當,基本上保持交流勵磁機的電流放大系數不隨溫度變化。

帶旋轉整流器的交流勵磁機的這一特點,使得主發電機的勵磁繞組不需要采取額外的溫度補償措施。因為當發電機溫度變化時,盡管主發電機勵磁繞組電阻馬變化很大,但由于交流勵磁機的電流放大系數塢基本不變,交流勵磁機勵磁電流的數值只與主發電機負載電流有關,基本上與發電機的溫度無關,所以并不需要額外地增大交流勵磁機勵磁電流的變化范圍,就可以保持主發電機電壓基本不變,這就減輕了調壓器的負擔。

交流勵磁機的溫度補償,當溫度升高時,交流勵磁機勵磁繞組電阻也將隨之增大,為保證一定的勵磁電流勵磁電壓,必須增大,這會使交流勵磁機勵磁功率的變化范圍增大,加重了調壓器的負擔。為此,可以采用兩套勵磁繞組并聯的接法,并在其中一個繞組電路中串聯熱敏電阻RT,其接線如圖4-28所示。熱敏電阻裝在發電機殼體內。發電機溫度較低時,熱敏電阻阻值較大,串聯熱敏電阻的線圈中勵磁電流很小,幾乎不起作用。當發電機溫度升高時,兩個勵磁線圈 圖4-28交流勵磁機溫度補償電路的電阻增大,最大可增加1倍,同時,熱敏電阻RT的阻值減小到可以忽略的程度,這時兩個勵磁線圈并聯工作,整個勵磁電路的電阻幾乎與低溫時一樣,因此,總的勵磁電流基本不變。

用這種方法可以減小勵磁機勵磁電流和勵磁功率的變化范圍,從而減小調壓器的功率損耗。