快速励磁系统通过调节励磁电流可维持发电机端电压基本恒定,提高了电力系统稳定。但励磁电流的大范围变化影响了发电机输出电磁功率,对电力系统的低频振荡也产生一定的影响。因此研究快速励磁系统按照发电机端电压偏差调节励磁电流对发电机输出电磁功率的影响及改进控制具有一定的研究意义。本文采用戴维南等效电路分析单机与无穷大系统矢量变化关系,建立发电机端电压与转子等效磁势、转子等效磁势与无穷大系统等效电势之间功角变化的关系,发电机电磁输出功率与转子等效磁势和对应的功角之间的关系。根据理论分析和发电机现场试验数据分析,建立了发电机电磁输出功率与转子励磁电流、功角和联系电抗之间的函数关系。分析了三相全控桥励磁系统的工作特性。采用戴维南等效电路分析了功角振荡变化对发电机端电压偏移量的变化以及励磁调节对电压的维持和电磁功率的影响,三相全控桥励磁调节系统按照发电机端电压偏差调节励磁电流会使发电机电磁输出功率比固定励磁时变化大。理论分析和固定励磁与自动励磁仿真实验对比分析表明,自动励磁系统按照发电机端电压偏差调节励磁电流会使发电机的电磁输出功率发生较大变化,与系统之间的功角振荡加强、时间延长,电压有效值和电磁输出功率的振荡频率具有一致的变化特性。为了减小自动励磁系统按照发电机端电压偏差调节励磁电流造成发电机动态稳定的影响,本文采用限制发电机端电压高于额定值时最小励磁限制的控制措施。通过采用自动励磁控制和加装本文限制措施的励磁控制实验仿真对比分析,本文的改进控制措施可在一定程度上明显改进发电机的动态稳定性,具有一定的适用性和推广性。