电机集电环通常与同步发电机同轴,采用并励或者他励接法.采用他励接法时,电机集电环的励磁电流由另一台被称为副集电环机的同轴的直流发电机供给.
旋转整流器励磁静止整流器的直流输出必须经过电刷和电机集电环才能输送到旋转的励磁绕组,对于大容量的同步发电机,其励磁电流达到数千安培,使得电机集电环严重过热.因此,在大容量的同步发电机中,常采用不需要电刷和电机集电环的旋转整流器励磁系统,主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机,旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后,直接送到主发电机的转子励磁绕组.
获得电机集电环电流的方法称为集电环方式.目前采用的电机集电环方式分为两大类:一类是用直流发电机作为集电环电源的直流集电环机集电环系统;另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给集电环的整流器集电环系统.
正常运行时,三相绕组通过集电环引出的电阻短接。上绕有对称的三相绕组。启动时,在转子绕组中串入一个启动电阻,达到了减小启动电流的目的。由于启动电阻可逐段切除,适当的串入启动电阻,可以使启动转矩达到电动机的{zd0}转矩,缩短了启动过程。
大型发电机自并励励磁系统在运行中,集电环装置的故障率比较高,轻者减负荷运行,重者损坏设备。其原因是电刷与集电环的机械磨擦和大电流都要产生热量,同时集电环装置受到轴系条件及冷却方式的限制,冷却条件相对较差。在集电环装置上的热量相对集中,温度较高。如在设计、制造和运行中稍有不慎,就会酿成事故。