上世紀80年代，中國船舶工業(yè)總公司將其引進，原無錫電機廠按照西門子許可證生產(chǎn)，逐步大量裝備于我國船舶，并陸續(xù)應用于鐵路、化工、石油、軍事等領域。1FC5系列無刷同步發(fā)電機，與任何產(chǎn)品一樣，也會發(fā)生故障。以船上主要因素是否可現(xiàn)場維修，故障可分為不具備現(xiàn)場維修因素的繞組事故故障，和可現(xiàn)場維修的勵磁系統(tǒng)元件故障。

　　本文以1FC5系列400V無刷同步發(fā)電機為例，介紹其勵磁系統(tǒng)結(jié)構特點和工作原理，分類總述船舶經(jīng)常遇到的可現(xiàn)場修復的勵磁系統(tǒng)元件事故，并舉例介紹故障檢修辦法。系統(tǒng)組成和功能原理系統(tǒng)組成有刷交流發(fā)電機，由定子、轉(zhuǎn)子和調(diào)壓裝置組成：轉(zhuǎn)子直流勵磁繞組，提供旋轉(zhuǎn)磁場；定子繞組，感應發(fā)生和提供交流電；調(diào)壓裝置（多采用諧振式相復勵系統(tǒng)），供應并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子直流勵繞組的激磁電流，以保證定子繞組提供與負荷適應的交流電。

　　靜置的調(diào)壓裝置向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子供應激磁電流，一般采用電刷裝置，故稱為有刷發(fā)電機。電刷裝置，保養(yǎng)繁瑣，炭精污染，還易引起損壞或事故。1FC5系列無刷同步發(fā)電機實際是兩個發(fā)電機——主發(fā)電機之外，增加了一個勵磁發(fā)電機。1FC5無刷同步發(fā)電機，原理接線，測量回路變壓器；U壓敏模塊；V，旋轉(zhuǎn)整流模塊（每個模塊包含兩個二極管）；，定子；，轉(zhuǎn)子；，自勵恒壓勵磁裝置；，發(fā)電機接線盒。主發(fā)電機，也由轉(zhuǎn)子（主繞組）提供旋轉(zhuǎn)磁場，由定子（主繞組）供應交流電。這一點與有刷交流發(fā)電機一樣。

　　勵磁發(fā)電機，定子增加副繞組且接入與負載適應的（直流）電流，提供與負荷適應的磁場；轉(zhuǎn)子增加副繞組（勵磁機交流繞組）發(fā)生與負荷適應的交流電，增加同軸旋轉(zhuǎn)的整流橋整流，提供給轉(zhuǎn)子（主）繞組發(fā)生與負荷適應的磁場以保證定子（主）繞組提供與負載適應的交流電，還增加壓敏保護模塊以防止浪涌電壓，保護整流模塊。這樣就不必再設電刷裝置。同時，1FC5系列無刷同步發(fā)電機的調(diào)壓裝置，采用自勵恒壓勵磁裝置，除諧振式相復勵系統(tǒng)外，增加可控分流系統(tǒng)自動電壓調(diào)整器（以下簡稱

　?。褐C振式相復勵系統(tǒng)，包括電流互感器（T1、T2、T3）、電抗器L1、諧振電容C1、整流變壓器T6、整流橋V1等。AVR，包括調(diào)差裝置A3（T4、T5、R2）、測量變壓器（T7、T8）、A1等。1.2系統(tǒng)功能原理發(fā)電機勵磁，涵蓋發(fā)電機電壓的建立和調(diào)整全過程。

　　為了便于理解，將系統(tǒng)分解為起壓、電流補償、電壓精調(diào)三個功能環(huán)節(jié)，并采取逐步增加環(huán)節(jié)的方法予以介紹。1.2.1起壓發(fā)電機建立電壓是一個電磁轉(zhuǎn)換的正反饋過程。

　?。?）發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組的剩磁磁場旋轉(zhuǎn)發(fā)生剩磁電壓，在諧振式相復勵系統(tǒng)的L1、C1、T6、V1等作用下發(fā)生勵磁電流；

　?。?）經(jīng)過勵磁機和發(fā)電機兩個放大環(huán)節(jié)，勵磁電流不斷增大，發(fā)電機輸出電壓迅速升高到發(fā)電機電壓的穩(wěn)定點（空載特點曲線和勵磁特點曲線的交點），約為額定電壓的108%-114%。當然，通過調(diào)整電抗器L1氣隙也可以使得起壓后達到額定電壓，但發(fā)電機加負荷后電壓將跌落很大。

　　1.2.2電流補償為了改進發(fā)電機帶負載能力，系統(tǒng)增加了負荷電流補償。電流補償，指發(fā)電機負荷電流變化后保持發(fā)電機輸出電壓基本穩(wěn)定的過程。電流補償，通過反映負荷的電流作用于諧振式相復勵系統(tǒng)實現(xiàn)。

　　基本原理是：發(fā)電機負荷運行，負載電流增加/減少，會致使發(fā)電機電壓隨之降低/升高；反映負載尺寸的電流，經(jīng)T1、T2、T3發(fā)生；反映發(fā)電機電壓的電流，經(jīng)電抗器L1、C1、變壓器T6發(fā)生；二者在變壓器T6的付邊矢量迭加，通過整流橋V1，使F1、F2接線端勵磁電流增大/減小，發(fā)電機電壓隨之上升/下降，從而保持發(fā)電機輸出電壓基本穩(wěn)定。 但是，相復勵系統(tǒng)的檢修信號（發(fā)電機電流和功率因數(shù)）與被調(diào)節(jié)信號（發(fā)電機電壓）不一致，是開環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)；而且各發(fā)電機調(diào)壓特點曲線斜率不一致又無法調(diào)整，不能實現(xiàn)電壓精調(diào)，并聯(lián)供電需設置均壓線才能均分無功功率。電壓精調(diào)電壓精調(diào)，指按照發(fā)電機的電壓偏差進行調(diào)整。