电励磁同步发电机的工作原理及应用探析

电励磁同步发电机实际就是通常所讲的同步发电机（原理相同，结构上略有区别），风力发电系统中人们更关注永磁同步发电机，因此为区分，本节将传统的同步发电机称为电励磁同步发电机，但为简洁起见，本章正文中在不致混淆的情况下，仍简称同步发电机。

同步电机是一种广泛应用的交流电机。对旋转电机来说，同步电机的特点是产生励磁磁场的转子的旋转速度n与定子多相电枢电流所产生的旋转磁场的旋转速度n1是相同的，故称同步电机。

同步电机主要作为发电机运行，世界上的电能绝大部分都由同步发电机发出。火电厂的汽轮发电机、水电厂的水轮发电机、核电厂的汽轮发电机以及一些风电场的风力发电机都是同步发电机。

直驱式风力发电机由风轮直接驱动，避免了齿轮箱及齿轮箱所引起的缺陷故障，具有高可靠性，因而受到人们重视，并大量投入应用。但是由于永磁材料价格急剧上涨以及国家对稀土的调控，直驱式永磁同步风力发电机的成本居高不下，生产成本面临极大压力。近年来越来越多的风电研发者重新关注电励磁直驱式同步风力发电机。与直驱式永磁同步发电机相比，电励磁同步发电机采用直流电线圈可控励磁，可以对发电机电压进行调控，发电电能品质好，功率因数可调，不仅能输出有功功率还能输出无功功率，功率因数可达到1，更主要的是可以避免采用昂贵的稀土钕铁硼磁钢，达到节约成本的目的。(www.xing528.com)

与直驱式永磁同步发电机相比，电励磁同步发电机的缺点在于电刷滑环以及励磁线圈复杂，需要定期维护，与同功率同转速永磁电机相比较重，且效率稍低。

电励磁同步发电机中有些内容与永磁同步发电机相同或相似（如同步发电机的功率方程和转矩方程、同步发电机的运行特性等），在第6章已进行分析，本章不再重复。