小功率發電機應用三次諧波勵磁原理結構圖

三相交流發電機基本結構:三次諧波勵磁三相交流發電機是在有刷三相同步發電機結構基礎上，在定子鐵心槽中除了嵌有主繞組外，還嵌有三次諧波副繞組及基波副繞組。

（1）三次諧波副繞組。三次諧波副繞組是繞組節距為1/3定子槽極距的繞組，也可以說，每相三次諧波副繞組的總極數是該發電機極數的3倍。以一臺4極、定子總槽數為36槽的發電機為例，定子槽極距=36÷4=9槽，則三次諧波副繞組的繞組節距=1/3×9=3槽，其嵌線槽節距為1-4。

這臺發電機二次諧波副繞組的總極數=9×4=12極。三次諧波副繞組有單相的，也有三相的。一般小功率發電機的三次諧波副繞組采用單相，它結構最簡單。功率較大的發電機的三次諧波副繞組多采用三相，其優點是定子鐵心槽利用率高，經整流時整流效率高。

（2）基波副繞組。為了使發電機自勵建立電壓順利、可靠，三次諧波勵磁三相同步發電機定子槽中除了三次諧波副繞組外還必須嵌有基波副繞組。基波副繞組的形狀與主繞組相同，其節距也與主繞組相同，因此，基波副繞組用主繞組的繞線模繞制，只是匝數很少。

三相交流發電機三次諧波勵磁工作原理

三次諧波勵磁三相交流發電機原理電源電路如下圖所示。在同步電動機磁場鐵芯主磁場中，不可避免地帶有一系列奇次諧波分量，尤其是在定、電機轉子磁密為勻稱結構的凸極式發電機組主磁場中，三次諧波是成分最大的諧波分量，三次諧波勵磁發電機組就是利用了這類三次諧波磁場。

滿載時，只需發電機轉子磁場鐵芯有磁損電磁場，在磁損磁場中必帶有三次諧波分量。當電機轉子轉動時，三次諧波繞阻便磁感應出三次諧波電壓，該工作電壓經整流管組整流器后，提供電機轉子磁場繞阻，做為發電機勵磁開關電源，發電機組便創建空載電壓。調整電磁場電磁繼電器，可把發電機組空載電壓整定值在額定電流。

負荷時，發電機組定子繞組含有電流量，產生電樞反應電磁場，在直軸和交軸同步電機（二者繞阻部位相距90°電角度）反映磁場中，一樣帶有三次諧波分量。若負載功率因數是滯后的，且電機轉子磁場極弧系數ap>2/3時，電樞反應磁場中的三次諧波分量對轉子主磁場中的三次諧波分量起助磁功效，使電機磁密綜合性磁場中的三次諧波磁場提高，三次諧波繞阻磁感應的工作電壓相對應提升，從而使電機轉子磁場繞阻勵磁電壓升高，勵磁電擴大，使發電機組直流電壓平穩。這類發電機組結構和電源電路都比較簡單，生產制造低成本。其電壓調整率一般只有做到7%,但可基本上達到一般機電設備和電熱器材的配電規定。針對電壓精度要求高的場所，務必加上全自動發電機調節器。