無刷勵磁是指沒有碳刷換向，通過與轉子同軸的勵磁機輸出勵磁電流，直接通入轉子線圈勵磁。無刷勵磁系統由電壓調節器對交流勵磁機的勵磁繞組勵磁，勵磁機的電樞繞組產生的交流電經旋轉整流器整流后供主發電機的磁場繞組勵磁。無刷勵磁的工作原理是因為硅整流器安裝于轉子軸上并且運行時與軸一起旋轉，因此也叫旋轉硅勵磁。
目前使用無刷勵磁的設備主要包括以下幾種：大型風力發電機、汽車發電、某些大中型火電機組：比如330MW、600MW的北重機型，代表電廠有浙能臺州發電廠等以及大容量核電機組。
無刷勵磁系統有著本身不可被代替的優點，在危險工況下能穩定的運行，是現代中小型電機和大型無刷勵磁系統的首選勵磁方式。無刷勵磁系統具有以下功能及特點：一、沒有碳刷和滑環，因此維護工作量大大減少。二、發電機的勵磁由勵磁機獨立供電，供電可靠性高。三、發電機勵磁控制是通過調節交流勵磁機的勵磁來實現的，所以勵磁系統響應速度慢。四、發電機轉子及其勵磁回路都隨軸高速旋轉，轉子回路中不能接入滅磁設備，發電機轉子回路不能實現直接滅磁，不能實現勵磁系統的常規檢測(如轉子電流、電壓、轉子絕緣)，所以需要采用特殊的測試方法。五、要求旋轉整流器和快速保險絲具有良好的機械性能，能承受高速旋轉的離心力。六、由于沒有接觸件的磨損，沒有碳粉和銅粉對電機繞組的污染，所以延長了電機的絕緣壽命。
特點
無刷勵磁方式的特點：
(1)無刷勵磁沒有接觸部件碳刷和滑環，維護簡單，可靠性高，可長期連續 運行且實現少維護或免維護。
(2)因沒有旋轉接觸的導電部件，不會產生火花，適用于有易燃氣體及多粉 塵等惡劣環境條件下的運行場合。
(3)勵磁功率較小，AVR的可靠性設計易于實現。
(4)對主機而言，屬于他勵式同步發電機，易于并聯運行。
(5)與有刷發電機相比，體積較大，有效材料消耗較多。
其他科技名詞
以上科技名詞按拼音字母排序，排名不分先后。
發展沿革
60年代初期，國外開始在中型發電機采用交流勵磁機加半導體整流的方式對同步發電機進行勵磁，取得了良好的效果，已經普遍采用半導體勵磁方式。也分為他勵半導體勵磁系統和自勵半導體勵磁系統。他勵半導體勵磁系統按照半導體整流器是靜止還是旋轉的分為他勵靜止式半導體勵磁系統和他勵旋轉式半導體勵磁系統。前者雖然去掉了換向火花的問題。但是系統還是需要滑環和炭刷。后者由于半導體與交流勵磁機同主發電機同軸一起旋轉。不需要經過滑環和炭刷。因此被稱為無刷勵磁系統。
無刷勵磁的勵磁繞組由副勵磁機發出電能經過晶閘管給交流勵磁機供電，副勵磁機一般選用交流電頻率較高的電機。晶閘管可控制流器的通斷是由勵磁控制器控制的，在數字芯片發達的時代，勵磁控制器可以由DSP 芯片構建。可以大大提高控制電路的性價比。勵磁機勵磁繞組產生相應的勵磁電流，為交流勵磁機勵磁。交流勵磁機電樞電壓頻率一般比工頻高1到2倍。交流勵磁機感生出的電勢經過不可控整流橋整流，產生出的直流電流為發電機勵磁繞組供電。
工作原理
同步電動機無刷勵磁的基本工作原理如下圖所示,圖中虛線框內為旋轉部分。在同步電動機主軸上安裝一臺三相交流勵磁發電機，該勵磁發電機的定子繞組和轉子繞組與一般交流發電機相比是反裝的,定子為勵磁繞組JLQ，可控硅整流器1ZL供給直流勵磁電源，同主軸一起旋轉的轉子繞組JF發出三相交流電，該三相交流電經硅整流器2ZL整流后供給同步電動機轉于繞組LQ勵磁電流。調節交流發電機定子勵磁繞組JLQ的勵磁電流，就可使勵磁發電機的轉子所發出的三相交流電的電壓得到調整，從而改變同步電動機轉子勵磁繞組LQ的勵磁電流。同步電動機起動或停車時的滅磁環節和同步電動機轉速達到亞同步時的投勵環節都安裝在轉子上，均在旋轉狀態下工作。這種由勵磁發電機從轉子發電，整流器在旋轉狀態下進行整流供給同步電動機轉予勵磁的方式，就不再需要有靜止部分和轉動部分之間的相互接觸導電，完全省去了電刷和滑環的接觸。
基本介紹
無刷勵磁發電機的軸端頭是一臺交流發電機，其轉子是發電繞組，發出的電流通過固定在發電機軸上的導線引導固定在軸上的硅整流管，整流后的直流直接進入轉子繞組，其中沒有整流刷這個東西，所以成為無刷勵磁。曾經風靡過一段時間，但是由于整流管壞了就得停機，所以現在已經用的很少了，基本都采用自復勵系統。
典型的無刷發電機由五個部分組成： ①主發電機；②交流勵磁機；③旋轉整流器裝置；④自動電壓調節器； ⑤永磁副勵磁機 (選用部件)。
在一般中小型無刷同步發電機中，副勵磁機多數省略。而由主機定子中的輔助繞組或主繞組抽頭來代替副勵磁提供交流勵磁機的勵磁功率。
在三相無刷同步發電機中，交流勵磁機的型式有轉樞式同步發電機、異步 發電機和旋轉相復勵變壓器等，但以轉樞式三相同步發電機式的交流勵磁機使 用最廣泛。三相勵磁機的利用系數較高，有利于縮小體積。
無刷發電機的不足之處是勵磁系統的電磁慣性大，故而動態特性相對較差。為了提高動態特性，采取的措施是交流勵磁機采用中頻頻率，由于受發電機體積尺寸與所需勵磁功率的制約，大多數船用無刷發電機勵磁機的頻率在100～150 Hz。另外無刷發電機對旋轉整流器的制造和安裝工藝要求較高。
參考資料 >
無刷勵磁是什么?它具有什么特征?.中國電子網.2024-03-19
發電機上無刷勵磁和靜態勵磁，有什么區別，各有什么優缺點?.嘉興市匯盛電氣控制設備有限公司.2024-03-19
無刷勵磁系統的性能和特點分享.嘉興匯盛電氣控制設備有限公司.2024-03-19