基本原理转子采用交流励磁时，发电机的定子电流形成的旋转磁场转速为n1、角频率为1，当转子通以频率为f2的交流电进行励磁时，该电流产生相对于转子的旋转磁场的转速为n2、角频率为2。为实现有效的能量转换，电机内定、转子的旋转磁场必须保持相对静止，此时电机的机械转速nr、角频率r必须满足nr=n1-n2和r=1-2。传统的交流发电机转子采用直流励磁，其f2=0，2=0，发电机便以同步转速旋转。当转子采用交流励磁时，f20，20，此时发电机以异步转速旋转，即nr=n1-n2。由此可见，只要改变供给转子的交流电流频率f2，则可改变2和n2，从而实现调节电机的机械转速nr，使机组适应风况变化而始终处于最优工况下运行。

　　主要参数最近开发成功的国内首台交流励磁变速恒频发电机的主要参数如下：额定功率，kW300功率因数，cos0.91额定电压，V690额定频率，Hz50同步转速，r/min1500调速范围，r/min13501650转子电压，V（s=0.1时）364.6转子电流，A41.2转子励磁功率，kW30电机效率，%954结构特点从整体结构上看，转子采用交流励磁的变速发电机与绕线型异步电机相似，定子采用三相双层叠绕组，转子采用圆柱形隐极式结构，和二相正交的双层叠绕组，转轴上置有4个集电环，以便向转子上的二相各自独立的绕组供电。转子的励磁交流电源为交交变频器。交流励磁与传统电机的对比见（表中列出了交流励磁用于抽水蓄能机组上情况）。

　　交流励磁电机与传统电机的对比传统电机交流励磁电机电机型式同步电机绕线型异步电机定子绕组三相转子绕组串联同心式二相正交双叠式转子结构凸极式隐极式励磁电流直流交流旋转速度不变可调集电环数目2个4个定子频率/Hz50转子频率/Hz0510变频装置无交交变频器生产成本/p.u.

　　优越性转子采用交流励磁新技术时可以通过调节转子励磁电流的频率、幅值和相位来保证发电机始终处于最佳工况不运行，达到高效和稳定，即使在风能状态不断变化情况下，也能使机组跟踪最优工况点，保证机组不会失步，同时提高电力系统的稳定性。如果采用现代化的矢量控制，还可以在调节有功和无功功率的同时，使发电机的控制达到快速响应。交流励磁新技术的这种优越性已被实践证明。

　　日本采用交流励磁的大型抽水蓄能机组已有7台，最长运行时间有的在10a以上。调查结果表明，矢木泽电站85MVA机组效率提高了2%3%，还大幅度减轻了振动，减小了转轮空蚀、磨损等破坏程度，延长了运行寿命，大河内电站395MVA机组在抽水运行时自动调频容量可达80%，有功功率的波动很小，提高了电网稳定性；高见电站的140MVA机组在夜间可取代普通水电站的自动调频运行和火电站的调速运行，可在输出不变情况下减小输入功率、实现节能。一般情况下采用交流励磁可使机组效率提高2.5%4.5%，但因需要配备变频器和转子保护设备以及较大的占地面积，所以造价较高，约为传统电机的1.21.65倍。

　　相关硬件和软件转子采用交流励磁变频调速是当今世界的先进技术，它之所以直到最近10a才得以开发和应用主要是基于大功率电力电子元器件的新发展。现代化的变频器不断地实现高电压化、大电流化和大容量化。然而变频器输出的电压和电流是非正弦波的，为了解决这个难题，必须在研究、设计、试验等各个环节开发所必须的相关硬件和软件。

　　结语（1）哈尔滨大电机研究所最近开发成功的300kW交流励磁变速恒频发电机是我国自行研制的第一台交流励磁大型风力，标志着国内已具备自行设计、生产交流励磁大型风电机组的能力。（2）除了交流励磁发电机外，所配套开发的试验台、测试系统、交交变频器、电磁计算程序等重大科研成果将为全国的风电机组检测、试验、鉴定等提供服务。