由于增加了其勵磁控制的自由度, 該類電機具有超越傳統(tǒng)同步發(fā)電機的性能, 它們是:
(1) 良好的穩(wěn)定性及轉速適應能力。交流勵磁發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時, 其轉子勵磁頻率可根據(jù)所需電機的轉速加以控制, 因此當水電站采用這種電機前期發(fā)電時, 僅需控制轉子勵磁頻率就能達到改變電機轉速的目的, 以適應水頭、流量的變化, 使整個發(fā)電期皆有較高的能量效率及水機的壽命。動態(tài)過程中, 由于電網(wǎng)頻率與電機轉速解耦, 即系統(tǒng)的頻率與電機運動的轉速成為可控的柔性聯(lián)接, 利于定、轉子磁場再同步, 提高了電機的穩(wěn)定性與電網(wǎng)運行的可靠性。
(2) 獨立的有功、無功調節(jié)能力。交流勵磁發(fā)電機, 勵磁磁場的大小及相對轉子的位置決定子勵磁電壓的大小、頻率及其與定子電壓的相位, 采用適當?shù)目刂撇呗院? 可使發(fā)電機輸出的有功、無功獨立調節(jié), 且無功功率的調節(jié)是一個純粹的電磁過程, 過渡過程短, 同時交流勵磁發(fā)電機可按電網(wǎng)的要求運行于不同有功、無功的組合狀態(tài)。
(3) 較強的進相運行能力。由于增加了勵磁控制的自由度, 使勵磁磁場相對轉子的位置成為可控, 超高壓長線輕載時, 交流勵磁發(fā)電機可深度吸收無功而不失去穩(wěn)定, 因此它具有解決電站因無功過剩而出現(xiàn)的持續(xù)工頻過電壓, 并不需要附加其它設備, 且能使電站在優(yōu)化的電壓下運行, 提高了設備運行的可靠性, 減少了能量損失。
由于交流勵磁發(fā)電機在運行上具有上述優(yōu)點,展顯了其廣闊的應用前景, 因此近十多年受到許多國家的學者和工程界的關注。
交流勵磁發(fā)電機主要的 運行方式有以下三種:
1) 運行于變速恒頻方式;
2) 運行于無功大范圍調節(jié)的方式;
3) 運行于 發(fā)電-電動方式.
繞線電動機的轉子鐵心是不絕緣的, 交流勵磁發(fā)電機的鐵心是絕緣的, 主要是交流勵磁發(fā)電機需要考慮轉 子交流勵磁的工況,而繞線電機一般工作在轉差率不高的異步狀態(tài). 使用繞線電動機替代交流勵磁發(fā)電機最大的問題就是轉子渦流損耗較大,調速工作的范圍非常有 限,太寬的調速將導致轉子勵磁交流頻率高,損耗就大了.