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图5为同步电机励磁电源主电路的电原理图。图5中采用三相桥式全控整流电路，虚线内是灭磁电路，SB为检测灭磁电路的手动按钮，MS为同步电机。
同步电机励磁电源的控制电路应具备以下功能(以图5所示的主电路为例)：
(1)因为同步电机作为励磁电源的负载呈电感性，在晶闸管三相桥式全控整流电路中，要求相隔60°的6路触发脉冲，每路脉冲的宽度应大于60°。
(2)当采用逆变方式加快灭磁过程时，为使晶闸管三相桥式全控整流电路处于逆变状态，要求触发脉冲的移相范围大于140°；
(3)同步电机的的起动方式，一般是在通电前将励磁绕组短接，形成异步电机，通电后按异步电机运行。当转速达到亚同步转速时，投入励磁电流，将电机牵入同步运行。牵入同步的条件是转差率小于5%，并且在转子顺极性时及时投入励磁电流。控制电路应能完成同步电机的转速检测和起动控制；
(4)为使同步电机在冲击负载下，能以稳定的无功电流运行，要求控制电路能检测同步电机的无功电流，并能自动调节励磁电流，完成无功分量的补偿；
(5)控制电路还应具备前面讲到的强励和灭磁功能。
同步电机励磁系统工作原理框图，如图6所示。同步电机转子回路励磁应采用三项全控桥固接励磁线路，因为三项全控桥不会因整流电压脉动，同步电机转子励磁绕组电感放电而影响正常，使同步电机在启动过程中转子励磁绕组感应的交变电压两半波都经由放电电阻，同步电机不会产生附加的制动转矩，保持了同步电机的固有启动特性。
同步电机励磁系统应具有自动灭磁环节，同步电机采用异步启动时，其定子绕组产生旋转磁场，转子被旋转场切割，在转子绕组中感应出交变电压。如果不将其通过一定的回路放掉，将对转子绕组及人身安全带来损害。因此，采用自动灭磁环节，以免转子绕组的绝缘被击穿。
励磁电流的大小，直接影响电机从电网吸取电流的大小和相位。通过控制励磁电流能够控制同步电机的功率及进行功率因数的调整。
同步电机励磁电源的负载是电机的励磁绕组，它是一个感性负载，若要求电源的输出电流是连续的，当整流电路采用三相晶闸管桥式整流器时，各整流臂上的晶闸管的导通角应该为120°；在电网电压发生波动、同步电机负载冲击等情况下，要求同步电机不失步。恒电流励磁系统和恒无功功率调节的励磁系统可以满足这种要求。因此，同步电机励磁电源应具有以下特点：
(1)要求电源输出电压为额定电压的40%～100%时，电源能提供额定电流，以保证励磁系统能正常工作；
(2)在恒电流励磁系统中，当电网电压在其额定值的80%～105%的范围内波动，励磁绕组电阻热态阻值的增量不大于冷态阻值的10%时，励磁电流应有±5%的变化范围；
(3)在恒无功功率调节励磁系统中，当同步电机的负载从空载到两倍额定负载范围内变动时，同步电机无功功率的变动应小于10%；
(4)为适应同步电机的强励，当电网电压降低到其额定值的80%时，对于恒电流励磁系统，强励电压为励磁电源额定输出电压的140%，对于恒无功功率励磁系统，强励电压为励磁电源额定输出电压的150%；
(5)强励在不小于60s的时间内，同步电机励磁电源应可靠工作。整流变压器的电流过载能力是以小时计算的，60s的强励时间在整流变压器设计时可以不计，可以按额定电流和强励电压倍数来进行设计；励磁电源电路中的晶闸管和熔断器不能承受60s的强励时间，在选择晶闸管和熔断器时，应按过载倍数下的电流值来考虑；由于60s的强励时间对冷却系统无影响，可按额定输出时的耗散功率来设计冷却系统；电路的过电压保护和过电流保护应考虑同步电机励磁电源的负载为感性以及强励等特点。
(6)同步电机励磁电源应具有失步检测和快速灭磁功能。
若励磁状态下同步电机出现失步，在定子旋转磁场的作用下，转子(励磁绕组)会感应出交流分量，产生脉动转矩，在脉动转矩的长时间作用下，可能引起机械和电气共振，这种共振具有比较大的破坏作用。出现失步时，必须快速灭磁。
所以，同步电机励磁电源必须具有快速灭磁电路；
同步电机失步时，所产生的脉动转矩是正负交替的，定子电流的有功分量出现周期性的负值。只要在定子电流的有功分量中检测出负值电流，就可判定出现了失步，立即进行灭磁。
同步发电机励磁电源的主流为晶闸管励磁电源。由于同步发电机的种类繁多，励磁方式各不相同。现将常用的几种同步发电机的励磁方式简介如下。
1）单变压器自励方式
图1为单变压器自励方式用晶闸管励磁电源的原理图。
图1中的UR为整流电路，GS为同步发电机，TE为励磁变压器，TA为电流互感器，TV为电压互感器，PG为脉冲发生器，AUR为自动电压调节器。若整流电路采用晶闸管桥式半控整流电路时，由于晶闸管桥式半控整流电路对上升信号和下降信号的响应时间不同。对上升信号的响应时间取决于饱和输出电压，而饱和输出电压与晶闸管的最小延迟角αmin和电源电压值有关。而在下降信号的作用下，磁场电流通过续流二极管VD1发生衰减，降压速度变缓。为了改变这种状况，可以
采用晶闸管桥式全控整流电路。此时，选用晶闸管时，应加大晶闸管的容量，以便在磁场时间常数下，能够通过额定励磁电流。
2）复合励磁方式
在自励方式中，若发电机母线电压有较大的跌落，励磁系统的响应特性要变差。在此种情况下，可选用复合励磁方式加以补偿。
复合励磁方式用晶闸管励磁电源的方框图如图2所示。图2与图1相比较，可以看出，复合励磁方式是单励磁变压器TE与电流互感器TA2复合的励磁方式。GP为永磁发电机。
从图2可以看出，整流电路UR的输入电源来自两个方面。其一是取自于励磁变压器TE中与发电机GS端电压成正比的电压分量；其二是取自于电流-电压变换器(电流互感器TA2与电压互感器
TV的组合)中与发电机GS输出电流成正比的电流分量。由于电流-电压变换器的二次电感很大，主发电机的励磁绕组为感性负载，换流时会产生很大的电压波形畸变，如果将这个波形畸变的电压作为晶闸管的同步信号，将使控制电路失控。为了避免此种现象的发生，应采用模拟装置取出触发同步信号。该模拟装置应具有励磁变压器和电流-电压变换器的特性，在任何状态下均能得到与整流电路输入电压波形和相位相同的同步信号。
另外，在自动电压调节器中，要求设置过电流限制电路，以防止在过补偿的情况下，系统母线发生短路故障时，发电机短路电流和晶闸管输出电流的过度增长。
复合励磁方式的优点如下：
(1)由于可以采取过补偿，系统母线电压降低时，也能得到较好地快速励磁，即使在发电机三相短路时，仍具有强制励磁能力，并且发电机三相短路时的输出持续电流可以任意设定；
(2)若在自动电压调节器中设置了过电流限制单元，仅采用复合励磁方式中的单变压器自励电路就可以进行发电机干燥运行；
3）通过励磁发电机向主发电机提供励磁电源的方式
(1)无换向器励磁方式
无换向器励磁方式的方框图如图3所示。图3与图1相比较，可以看出，增加了交流励磁发电机GEA和附加整流电路UR1(UR1为三相硅二极管整流器)，GEA向UR1供电，UR1的输出电流经主发电机的转子滑环，流经主发电机的励磁绕组。
(2)无刷励磁方式
图4为无刷励磁方式的方框图。从电路结构上来看，图4与图3相同，但在机械结构上两者有很大的区别。无刷励磁方式中的交流励磁发电机GEA与主发电机GS同轴旋转，GEA的定子绕组作为本身的励磁绕组有晶闸管整流器供电，GEA的转子绕组直接向硅二极管旋转整流器UR1供电，省去了换向器。UR1安装在轴的顶端，与发电机同步旋转，UR1的直流输出直接接到主发电机的励磁绕组，省去了主发电机励磁绕组的滑环。
这种励磁方式的最大缺点是旋转整流器与发电机同轴旋转，要承受巨大的离心力，为防止离心力的破坏，可将旋转整流器与轴用环氧树脂浇注成一体。
因为只有直流电通入发电机的励磁绕组所产生的磁场相对转子而言是静止不变的，发电机转子由产生原动机的带动旋转，即产生的旋转磁场与发电机定子绕组有相对运动（切割磁力线），在定子绕组中产生感应电势。
二者区别是在转子上有无阻尼绕组，有阻尼绕组的电机在运行中振荡小较稳定，有的同步电机利用阻尼绕组来起动的。有阻尼绕组的电机的电抗较小，常为水轮发电机。
1、励磁柜与高雅控制柜之间应该没有连接，同步机励磁系统一般电压不超过1000V，属于低压控制柜。2、励磁柜与高压线之间如有关联，那就是给励磁电源供电的变压器的一次侧与高压线相连，二次侧为低压，连接励磁...
交流励磁发电机励磁电源的研究及设计
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对于交流励磁发电机来说，要想展现出优良的调节性能及在运行过程中的灵活性及可靠性，便需要具备与交流励磁发电机特点相符合的励磁控制系统。本课题笔者重点对交流励磁发电机励磁电源的相关设计进行了探究，希望以此为交流励磁发电机在应用方面的完善提供具有价值性的参考依据。
永磁电机永磁同步电机
永磁电机永磁同步电机
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接线方式比较简单，只要发电机在运行，就有励磁电源。该接线方式可靠性高，当外部短路切除后，强励能力便迅速发挥出来。
励磁电源受机端电压影响，当线路首端发生三相短路故障时，由于机端电压下降，会使强励作用有所减弱，对暂态稳定不利，在负荷中心的发电机则可能对系统的电压稳定产生影响，如果较长时间短路未被切除，则不能保证励磁。
目前，现代大型机组大都采用单元接线方式，发电机经封闭母线接到变压器后直接接至高压电网，发电机出口三相短路的可能性很小，其产生的不利影响可按升压变高压侧故障考虑。对于机端单相接地故障(占短路故障总数的80%左右)，机端电压可达0.7P.U以上，仍可有效进行强励。而且对于这种接线方式，机端故障后应切除发电机，自并励的缺点并不影响发电机。对于发电厂高压母线出口近端三相短路，虽然母线电压大幅度下降会影响强励倍数，但现代电网大都配有快速动作的继电保护装置及快速断路器，能够将短路迅速切除(0.1-0.2s)，短路故障一旦切除，发电机电压迅速恢复，强励能力也就跟着恢复。
可以说采用现代技术的继电保护及快速断路器，不但弥补了自并励励磁系统在这方面的缺点，而且对保持暂态稳定来说，快速切除故障比提高励磁系统性能更为重要。如果不能迅速地将近端三相短路故障切除，即使采用其它励磁方式，也不能维持发电机的暂态稳定。
同步电机和异步电机最大的区别在于它们的转子速度与定子旋转磁场是否一致，电机的转子速度与定子旋转磁场相同，叫同步电机，反之，则叫异步电机。
另外，同步电机与异步电机的定子绕组是相同的，区别在于电机的转子结构。异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流。而同步电机的转子结构相对复杂，有直流励磁绕组，因此需要外加励磁电源，通过滑环引入电流;因此同步电机的结构相对比较复杂，造价、维修费用也相对较高。
相对于异步电机只能吸收无功，同步电机可以发出无功，也可以吸收无功!
同步电机转速与电磁转速同步，而异步电动机的转速则低于电磁转速，同步电机不论负载大小，只要不失步，转速就不会变化，异步电动机的转速时刻跟随负载大小的变化而变化。
同步电机的精度高、但造工复杂、造价高、维修相对困难，而异步电机虽然反应慢，但易于安装、使用，同时价格便宜。所以同步电动机没有异步电机应用广泛。
同步电机多应用于大型发电机，而异步电机几乎应用在电动机场合。
励磁电源接线