目前在水力发电机中,通常仍然使用一个发电机励磁柜来进行自励磁。如果使用直流发电机进行自励,那么该直流发电机需要由一个直流电源进行励磁,这可以通过直流副励磁柜或某些交流机的部分来构建永磁发电机。比如,可以通过可调整的整流器获得直流电源以进行激励(副励磁)。为了实现调节,还会采用所谓的放大器、磁放大器或激场电机放大器,这些组件对发电机的结构几乎没有影响。
发电机励磁柜可以通过多种方式进行驱动。
1.通常,励磁柜直接机械安装在“激磁边”的轴伸上,大多数情况下为悬挂式。在冲击式水轮机或蓄能机组中,如果轴没有自由端,主励磁机有时也会将副励磁柜安装在轴承之间。根据实际操作,经常会选择这种安装方式。主励磁柜和副励磁柜的换向器与发电机的滑环在空间位置上是相邻的。励磁柜几乎总是安装在密闭的空气循环系统外部,这不仅是出于操作的考虑,还为了防止难以从空气中过滤的煤尘沉积在发电机内部。励磁柜直接通过皮带进行机械驱动的方式很少使用,主要是在小功率发电机中才会采用这种方法。
2.关于发电机与励磁装置的电气耦合,励磁变流机或静态整流器通常通过变压器由发电机的电压供电。然而,一般要求发电机具备自励运行的能力,即不依赖于电网或外部电源。因此,为了给励磁变流机或整流器提供电源,通常在发电机内部采用一种称为同轴发电机的装置。在励磁运行时,这种发电机需要与发电机保持相同的极数,并且在使用同轴发电机时,必须确保实现稳定的直流励磁。
水轮机调速器对励磁要求的安全性也十分重要。过去,通常通过皮带传动的方式,将水轮机轴与发电机轴连接,以实现调速。现在,在大型发电机上,这种方法已经被电气组合所替代。此时,永磁发电机通过传动装置直接与发电机轴相连,并为永磁电动机或水轮机电调节器的励磁柜提供动力,这样能够有效保证水轮机与发电机之间的转速传递。