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申请/专利权人：波音公司

摘要：本申请涉及发电机中的主磁场电路和与发电机一起使用的方法。公开了一种发电机的主磁场电路以及关联的系统和方法。主磁场电路包括被配置成传导主磁场电流的主磁场绕组、和接近主磁场绕组设置的反磁场绕组。主磁场电路还包括开关元件，该开关元件被配置成将主磁场电流的至少一部分选择性地耦合到反磁场绕组中，以降低主磁场电流的量值。将主磁场电流的至少一部分耦合到反磁场绕组中可以响应于一个或多个预定状态诸如预定故障状态和使得能够进行预定磁场减弱操作来执行。

主权项：1.一种发电机300、400的主磁场电路350，该主磁场电路包括：主磁场绕组160，该主磁场绕组被配置成传导主磁场电流；反磁场绕组345，该反磁场绕组接近所述主磁场绕组设置；以及开关元件320b，该开关元件被配置成将所述主磁场电流的至少一部分选择性地耦合到所述反磁场绕组中，以降低所述主磁场电流的量值，其中，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述反磁场绕组中包括将所述反磁场绕组与所述主磁场绕组并联设置在所述主磁场电路的第一腿部325与第二腿部330之间。

全文数据：发电机中的反磁场绕组技术领域本公开的示例总体上涉及发电机，并且更具体地说，涉及用于解决在特定状态下发电机中的主磁场电流的不期望效应的技术。背景技术发电机被用于产生当前电网的大部分电力。这些发电机其可以是同步发电机或永磁发电机例如被用于将来自内燃、风能、核能以及水力源的机械能例如转换成电能。现代发电机皆可以产生数百兆瓦。现代绕线式转子发电机包括转子和定子，每个都带有一个或更多个电绕组。由通过转子绕组的电流产生旋转转子上的磁场，其在定子绕组中感应出电流并产生交流AC电力。可以通过控制转子绕组中的电流流动并因此控制磁场的强度，其在定子绕组上感应出电压来控制发电机的输出电压。在一些情况下，转子绕组中的电流流动可以通过例如利用滑环直接电连接至发电机控制器来提供。在其它情况下，该电流流动可以利用到转子的电枢绕组，通过电磁感应来从发电机控制器控制。一个或更多个负载可以连接至定子的输出部并由其供电。在一些示例中，定子的输出可以被整流以产生直流DC电力。在负载故障状态如负载中发生短路故障期间，应当限制由发电机向负载递送的电能，以降低故障后果的严重程度。然而，即使发电机控制器可以切断励磁机电流，转子磁场也因主磁场绕组中存储的磁能和相对较大的时间常数而不会立即下降至零。这种情况导致磁场电流通过转子的组件“自由转动free-wheeling”，这继而使得主电枢继续产生电流。遗憾的是，这个电流被提供给短路的电路，使问题复杂化。这使得难以清除负载故障即，因为其仍然通电并且可能使转子和定子都过热。如果这种情况持续时间足够长，那么存在永久性损坏负载、配电系统和或发电机的风险。为解决这些和其它问题，提交了本公开。发明内容根据一个或更多个示例，提供了一种发电机的主磁场电路，该主磁场电路包括被配置成传导主磁场电流的主磁场绕组、和接近所述主磁场绕组设置的反磁场绕组。所述主磁场电路还包括开关元件，该开关元件被配置成将所述主磁场电流的至少一部分选择性地耦合到所述反磁场绕组中，以降低所述主磁场电流的量值magnitude。根据一个或更多个示例，提供了一种包括发电机的系统，该系统包括被配置成传导主磁场电流的第一转子绕组、和接近所述主磁场绕组设置的第二转子绕组。所述系统还包括与所述第二转子绕组串联设置的第一开关元件、和控制器，该控制器被配置成，操作所述第一开关元件，以选择性地将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述第二转子绕组中，以降低所述主磁场电流的量值。根据一个或更多个示例，提供了一种供与发电机一起使用的方法，该方法包括以下步骤：通过所述发电机的主磁场绕组传导主磁场电流；并且，响应于预定状态，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到接近所述主磁场绕组设置的反磁场绕组中。将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述反磁场绕组中用于降低所述主磁场电流的量值。已经讨论的特征、功能，以及优点可以在不同示例中独立实现，或者可以在其它示例中组合，其进一步细节可以参照下列描述和附图而了解。附图说明为了使得可以详细理解本公开的上述特征的方式、上面简要概述的本公开的更具体描述可以参照示例进行，其中一些在附图中进行了例示。然而，要注意的是，附图仅例示了本公开的典型示例，并由此，不应被视为对其范围的限制，对于本公开来说，可以允许其它等效示例。图1是描绘三级发电机的框图。图2是描绘负载故障状态期间的发电机的电路示意图。图3是描绘根据本文所公开示例的、具有反磁场绕组的发电机的示例性正常操作的电路示意图。图4是描绘根据本文所公开示例的、具有反磁场绕组的发电机的示例性负载故障操作的电路示意图。图5A是例示根据本文所公开示例的、在示例性正常操作期间具有多个槽的转子的图。图5B是例示根据本文所公开示例的、在示例性负载故障操作期间具有多个槽的转子的图。图6是根据本文所公开示例的、与发电机一起使用的方法。为了易于理解，在可能的情况下，使用了相同标号来指定图中共用的相同元件。设想的是，在一个示例中公开的元件可以在没有具体讲述的情况下有益地利用在其它示例上。这里引用的例示不应被理解为按比例绘制，除非具体指出。而且，为了清楚呈现和阐释，附图通常被简化并省略了细节或组件。附图和讨论用于解释下面讨论的原理，其中，相同标号指示相同元件。具体实施方式本公开的示例总体上涉及发电机，并且更具体地说，涉及用于利用接近主磁场绕组设置的反磁场绕组来快速耗散dissipate发电机中的主磁场电流的技术。主磁场绕组被配置成传导主磁场电流，而反磁场绕组被设置成使得主磁场电流沿与主磁场绕组相反的方向流过反磁场绕组。在一些情况下，由主磁场绕组和反磁场绕组产生的净磁场大致为零，这基本上消除了向负载递送的电流。在一些示例中，开关元件被配置成，将主磁场电流的至少一部分选择性地耦合到反磁场绕组中，以降低主磁场电流的量值。一些示例还可以包括：控制器、一个或个多个附加开关元件、一个或更多个逻辑门，和或一个或更多个能量耗散元件。能量耗散元件的一些非限制例包括：电阻器、电容器，蓄电池等。在一些示例中，主磁场电流的快速耗散是响应于预定状态诸如预定故障状态或使得能够进行预定磁场减弱操作而发生的。将主磁场电流的部分耦合到反磁场绕组中以显著降低与主磁场绕组相关联的时间常数，其在负载故障状态的情况下，允许更快地清除负载故障，同时还保护发电机的组件。在一些示例中，主磁场中的能量可以自主耗散，而无需来自外部控制电路的信号。这样的特征大大简化了设计并降低了布线复杂性，这往往会提高系统的可靠性。在一些示例中，该系统可以全部在转子上和或转子中实现。在一些示例中，该系统可以利用两种电压方式来工作：1正常工作电压或正常电压范围和2正常工作电压或正常电压范围之外的电压。因此，如果系统按正常工作电压或正常电压范围之外的电压工作，则可以提取主磁场能量以使得能够实现故障校正。在下文中描述为构成本公开各种元件的材料和组件旨在例示而非限制。与本文所述材料和组件执行相同或相似功能的许多合适材料和组件旨在包含在本公开的范围内。本文未描述的此类其它材料和组件可以包括但不限于，在开发本公开之后的时间开发的材料和组件。图1是描绘三级发电机100的框图。如所示，发电机100包括同步发电机，但也可以设想其它类型的发电机和或级数。发电机100包括旋转部分或“转子”105和静止部分或“定子”110。在永磁体PMG级130内，将永磁体120安装在转子105上，并且将一个或更多个主绕组135安装在定子110上。转子105与机械动力源联接，其一些非限制例包括：内燃机、利用风力、蒸汽或水驱动的涡轮机等。在发电机100的励磁机级中，励磁机磁场定子绕组140安装在定子110上并且与发电机控制单元145以通信方式联接，发电机控制单元145被配置成调节从PMG级130产生的励磁机磁场电流。在励磁机级，一个或更多个励磁机磁场电枢绕组150位于转子105上。由三相整流器155对来自励磁机磁场电枢绕组150的输出电流进行整流以产生DC电流。然后，经整流的DC电流被传导至发电机100的主级的主磁场绕组160。该主级包括位于转子105上的主磁场绕组160，和位于定子110上的一个或更多个主电枢绕组165如所示，三个绕组对应于三相发电。来自主电枢绕组165的三相输出170可以连接至配电母线、保险丝面板，或直接连接至一个或更多个负载。尽管未示出，但励磁机级还可以包括励磁机电源以及与一个或更多个主绕组135耦合的励磁机驱动器。发电机控制单元145可以改变励磁机驱动器的电压和或电流，以控制由发电机100产生的输出电压和电流。图2是描绘负载故障状态期间的发电机200的电路示意图。如上所述，在发电机200中出现的一个问题是当与三相输出部170耦合的负载205经历负载故障时。负载故障的一些非限制例包括在负载205中发生的部分或完全短路。对于负载故障的情况来说，关联的发电机控制单元例如，图1的发电机控制单元145感测到负载故障并响应地切断由励磁机磁场电枢绕组150提供的电流例如，通过禁止输出至所述一个或更多个主绕组135。然而，即使将励磁机磁场电枢绕组150所提供的电流降低至零，但由于主磁场绕组160中建立的能量和与主磁场电路210相关联的相对大的时间常数，也不会立即停止主磁场电流if。因为整流器155的二极管呈现相对小的电阻Rd，并且通过它们的正向电压降来耗散相对较小的功率，所以由主磁场电路210形成的简单RL电路具有相对大的时间常数LfRd，从而导致主磁场电流if在相对长的持续时间内具有大幅度，这延迟了发电机200的关停。结果，主磁场电流在负载故障之后继续在主磁场电路210周围流动或“自由转动”。尽管主磁场电流if会慢慢减小，但在该时间期间，只要主磁场持续存在，发电机200就继续向具有已知负载故障的负载205供应电流例示为相电流ia、ib、ic。因为主电枢绕组165继续向负载205提供相对大的电流，所以这使得很难清除负载故障。另外，主电枢绕组165中的高电流可以导致发电机200的各种组件如绕组和或线束未示出过热，并且还可能损坏负载205。因此，自由转动主磁场电流if可以延迟或妨碍发电机200重新投入服务，并且可能潜在地对发电机200和或相关联的布线造成损坏。图3是描绘根据本文所公开示例的、具有反磁场绕组345的发电机300的示例性正常操作的电路示意图。在一些情况下，发电机300的“正常”操作对应于未检测到负载故障的状态。在一些情况下，发电机300的“正常”操作对应于不启用磁场减弱操作的状态。虽然描绘了发电机300的励磁机级的组件和主级，但未描绘PMG级的组件。在发电机300中，主磁场电路350包括：控制器305、逻辑门310、一个或更多个开关驱动器315a、315b一般为开关驱动器315，以及一个或更多个可控开关元件320a、320b一般为开关元件320。控制器305可以包括任何合适实现中的一个或更多个计算机处理器。控制器305的一些非限制例包括：微处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，以及现场可编程门阵列PFGA。在另一示例实现中，控制器305可以与被配置成将输出电压与标称电压进行比较的单个比较器一样简单。对于这种示例实现来说，发电机300的无故障操作可以对应于标称电压，而负载故障由不同于标称电压的输出电压指示。在又一示例实现中，控制器305可以确定输出电压是否落入预定电压范围内，并且负载故障由落在该预定电压范围之外的输出电压指示。逻辑门310以通信方式与控制器305的输出部联接。如所示，逻辑门310向两个开关驱动器315a、315b提供互补输出，它们被用于驱动相应开关元件320a、320b。例如，在发电机300的无故障运行期间，控制器305将逻辑“高”信号输出至逻辑门310。继而逻辑门310将逻辑“高”发送至开关驱动器315a，以将开关元件320a维持在导通状态，并将逻辑“低”发送至开关驱动器315b，以将开关元件320b维持在非导通状态，反之亦然。虽然逻辑门310被描绘为互补缓冲元件，但可以在主磁场电路350中实现附加或另选逻辑。在另选例中，逻辑门310和或开关驱动器315可以集成在控制器305中。开关驱动器315a、315b可以具有任何合适的实现。在一些示例中，开关驱动器315a、315b包括分别被配置成驱动开关元件320a、320b的栅极端子的选通驱动器。有利地，开关驱动器315a、315b可以为主磁场电路350所支持的高电流电平提供增加的开关速度和准确度。在一另选例中，可以省略开关驱动器315a、315b，并且可以直接从逻辑门310或从控制器305控制开关元件320a、320b。开关元件320a、320b可以具有用于选择性地传导电流的任何合适实现，在一些情况下可以包括主磁场电流if或其一部分。开关元件320a、320b的一些非限制例包括：开关二极管，诸如绝缘栅双极晶体管IGBT、双极结晶体管BJT，以及金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET的晶体管，等等。主磁场绕组160设置在主磁场电路350的第一腿部325与第二腿部330之间。主磁场电路350还包括分支335，该分支设置在第一腿325与第二腿330之间，并且与主磁场绕组160并联。如所示，分支335包括串联连接的电阻340、反磁场绕组345以及开关元件320b。反磁场绕组345接近主磁场绕组160设置。如在此讨论的，“接近…设置”表示由反磁场绕组345所产生的磁场提供了对由主磁场绕组160所产生的磁场即，主磁场的显著减轻。作为减轻主磁场的结果，由主电枢绕组165提供给负载205的电流示出为相电流ia、ib、ic对应地减小。因此，通过选择性地经由反磁场绕组345传导电流，可以选择性地减小由主磁场绕组160所产生的磁场以及提供给负载205的电流。在一些示例中，开关元件320a和或320b被用于将主磁场电流if的至少一部分选择性地耦合到反磁场绕组345中，以降低主磁场电流if的量值。尽管主磁场绕组160和反磁场绕组345皆被描绘为单个绕组，但另选实现可以包括用于主磁场绕组160和或反磁场绕组345的多个绕组如分段绕组。在一些示例中，主磁场电路350被配置成，将由主磁场绕组160和反磁场绕组345所产生的净磁场减小预定量。在一些示例中，主磁场绕组160和反磁场绕组345的排布结构使得净磁场大致为零，这基本上消除了提供给负载205的电流。在一些示例中，反磁场绕组345的第一电感L'f大致等于主磁场绕组160的第二电感Lf。在一些示例中，主磁场绕组160和反磁场绕组345的组合操作有效地大致消除了提供给负载205的电流，使得在主磁场电路350中不需要包括单独元件，以耗散来自主磁场电流if的能量。然而，由于它们各自的导电特性，因此，主磁场绕组160展示电阻Rf，而反磁场绕组345也展示一电阻，其中每一个在电流流过相应绕组时都用于耗散能量。在一些情况下，电阻340可以表示反磁场绕组345的电阻。然而，在一些情况下，分支335还可以包括一个或更多个耗散元件，每个耗散元件都被配置成，在电流流过分支335时吸收或以其它方式耗散能量。在这种情况下，电阻340可以包括与反磁场绕组345串联设置的单独安装的电阻器。耗散元件的其它非限制例包括电容器和蓄电池。在一些示例中，当将反磁场绕组与主磁场绕组160并联设置时，选择分支335的电阻340以提供主磁场电路350的所期望的时间常数。例如，反磁场绕组345和或单独安装的电阻器的尺寸可以设计成提供对应于所期望的时间常数的电阻340。在一些情况下，所期望的时间常数还可以基于主磁场绕组160的电阻Rf。例如，在图4中，主磁场电流if被引导通过串联连接的分支335和主磁场绕组160。等效RL电路的时间常数可以表示为：在一些示例中，分支335的至少一部分与发电机300的转子轴物理地联接，以将电阻热从分支335传出去。与分支335的组件相比，转子轴通常具有相对大的质量，并且可以适于将热从该组件传出去。在一个示例中，反磁场绕组345和或单独安装的电阻器被安装在转子轴上。在发电机300在正常状态下的运行期间，励磁机磁场电流ie被提供给一个或更多个主绕组135，其在所述一个或更多个励磁机磁场电枢绕组150中感应出电流例示为相电流iea、ieb、iec。相电流iea、ieb、iec流入整流器155，并且每个相电流iea、ieb、iec促成经整流的主磁场电流if。提供给控制器305的系统电压V可以定义为：V＝V1-V22如所示，系统电压V表示跨整流器155的电压。在一些示例中，系统电压V可以被用作控制器305、逻辑门310、开关驱动器315和或开关元件320的电源。在其它示例中，可以利用外部电源来为这些组件的部分或全部供电。在发电机300的正常操作期间，系统电压V为正即，V0。更具体地说，V1–V20和V1–V30。在这些状态下，开关元件320a处于导通状态，而开关元件320b处于非导通状态。因此，主磁场电流if被提供给主磁场绕组160，其感应出被提供给负载205的相电流ia、ib、ic。随着开关元件320b处于非导通状态，分支335的组件与主磁场电路350基本上电隔离。与此相反，图4描绘了根据本文所公开示例的、具有反磁场绕组345的发电机400的示例性负载故障操作。另选的是，图4可以与响应于另一预定状态如在发电机400的预定磁场减弱操作期间的发电机400的操作相对应。响应于检测到负载205的负载故障，用于发电机400的发电机控制单元未示出切断去往所述一个或更多个主绕组135的励磁机磁场电流。然而，因为主磁场能量已经在主磁场绕组160中建立，所以主磁场电流if趋于在主磁场电路350周围流动或“自由转动”。在没有来自整流器155的电流贡献的情况下，主磁场电流if缓慢下降，但只要主磁场持续存在，发电机400就向负载205尽管已知负载故障供应电流。由于降低主磁场电流if，因而跨主磁场绕组160的电压经历极性反转即，V2–V30。另外，系统电压V也经历极性反转即，V1–V20。在这些状态下，开关元件320a处于非导通状态，而开关元件320b处于导通状态。在一个示例中，响应于控制器305确定电压差即，系统电压V小于预定值，将反磁场绕组345与主磁场绕组160并联设置。因此，主磁场电流if被引导通过分支335，而不是通过整流器155和开关元件320a。由于反磁场绕组345和主磁场绕组160的相对设置，因而，流过反磁场绕组345的主磁场电流if产生减轻由主磁场绕组产生的主磁场的磁场。如所示，相同量值的电流流过主磁场绕组160和反磁场绕组345，但方向相反。结果，净磁场大致为零，并且在主电枢绕组165中不产生电动势。这使得提供给负载205的电流减小到基本为零即，相电流i’a＝i’b＝i’c＝0，其在一些情况下基本上是瞬间完成的。在任何情况下，与和具有大时间常数即，LfRd，如图2的发电机200中的主磁场电路的实现相关联的缓慢减小相比，减小提供给负载205的电流更加快速实现。有利地，可以更快地清除负载故障，并且可以避免发电机400和或负载205的元件的过热和或损坏。尽管从通过反磁场绕组345来启用或禁用分支335以传导全部量的主磁场电流if的方面进行了描述，但主磁场电路350的另选示例还可以控制流过反磁场绕组的电流量，以实现净磁场的所期望的减小例如，在磁场减弱操作期间。在一个示例中，主磁场电路350可以被配置成，通过反磁场绕组345仅重定向主磁场电流if的一部分。在另一示例中，主磁场电路350可以包括与主磁场电流if分离的电流源，以传导所期望的量的电流通过反磁场绕组345。图5A是例示根据本文所公开示例的、在示例性正常操作期间具有多个槽的转子的视图500。更具体地说，图500对应于转子105的四极实现的截面图。视图500中所示的实现可以与其它示例如图3、图4中所示的发电机300、400结合使用。转子105限定从转子105的外表面525向内延伸的多个槽505-1、505-2、505-3、505-4一般为槽505。每个槽505-1、505-2、505-3、505-4都包括主磁场绕组160的相应部分510-1、510-2、510-3、510-4一般为部分510和反磁场绕组345的相应部分515-1、515-2、515-3、515-4一般为部分515。如所示，所示部分510、515采用堆叠构造，其中部分510被设置成比部分515更靠近转子105的外表面525。主磁场绕组160和反磁场绕组345彼此电绝缘，并且与转子105电绝缘。其它排布结构也可以适当地减小由主磁场绕组160和反磁场绕组345产生的净磁场。在一个示例中，每个槽505可以包括并排布置的相应部分510、515例如，与转子105的外表面525相距大致相同的距离。在其它示例中，所示部分510、515不需要设置在同一槽505中，而是设置成使得由部分515产生的磁场适当地减轻由部分510产生的磁场。在发电机的正常操作期间例如，未检测到负载故障、未启用磁场减弱操作，主磁场电流沿第一方向流过部分510-1、510-3如所看到的，离开页面并沿第二方向流过部分510-2、510-4如所看到的，进入页面。基本上没有电流流过反磁场绕组345。流过部分510-1、510-2、510-3、510-4中的每一个的电流感应出相应磁场520-1、520-2、520-3、520-4一般为磁场520。如所看到的，磁场520-1、520-3具有沿逆时针方向的磁场线，而磁场520-2、520-4具有沿顺时针方向的磁场线。磁场520与主电枢绕组例如，图3、4的主电枢绕组165耦合，以向所连接负载提供电流。与此相反，图5B是例示根据本文所公开示例的、在示例性负载故障操作期间具有多个槽的转子的视图550。视图550可以另选地对应于诸如发电机的预定磁场减弱操作的预定状态。在视图550中，电流流过反磁场绕组345的部分515-1、515-2、515-3、515-4。在每个槽505内，电流沿与相应部分510中的主磁场电流的方向相反的方向流过相应部分515。以这种方式，由部分515产生的磁场抵消或减轻由部分510产生的磁场。如所示，净磁场基本为零，其可以对应于其中全部量的主磁场电流被引导通过主磁场绕组160和反磁场绕组345并且其中主磁场绕组160和反磁场绕组345的电感大致相等的情况。在其它示例中，由部分515产生的磁场不需要完全减轻由部分510产生的磁场。图6是根据本文所公开示例的、供与发电机一起使用的方法600。方法600可以与其它示例如图3、图4中所示主磁场电路350结合使用。方法600开始于框605，其中，主磁场电路通过发电机的主磁场绕组传导主磁场电流。在框615，并且响应于预定状态，主磁场电路将至少一部分主磁场电流耦合到接近主磁场绕组设置的反磁场绕组中。在一个示例中，预定状态包括预定的负载故障状态。在另一示例中，该预定状态包括使得能够进行发电机的预定磁场减弱操作。将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述反磁场绕组中用于降低所述主磁场电流的量值。在一个示例中，将主磁场电流的至少一部分耦合到反磁场绕组中的步骤包括以下步骤：操作开关元件，以将反磁场绕组与主磁场绕组并联设置在发电机的主磁场电路的第一腿部与第二腿部之间。在一个示例中，反磁场绕组的第一电感大致等于主磁场绕组的第二电感，并且全部量的主磁场电流被耦合到反磁场绕组中。方法600在框615完成之后结束。而且，本公开包括根据下列条款的示例：条款1.一种发电机的主磁场电路，该主磁场电路包括：主磁场绕组，该主磁场绕组被配置成传导主磁场电流；反磁场绕组，该反磁场绕组接近所述主磁场绕组设置；以及开关元件，该开关元件被配置成将所述主磁场电流的至少一部分选择性地耦合到所述反磁场绕组中，以降低所述主磁场电流的量值。条款2.根据条款1所述的主磁场电路，其中，所述开关元件被配置成，响应于检测到预定的负载故障状态，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述反磁场绕组中。条款3.根据条款1所述的主磁场电路，其中，所述反磁场绕组的第一电感大致等于所述主磁场绕组的第二电感。条款4.根据条款1所述的主磁场电路，其中，所述发电机包括限定多个槽的转子，其中，所述多个槽中的各槽包括所述主磁场绕组的相应部分和所述反磁场绕组的相应部分。条款5.根据条款1所述的主磁场电路，其中，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述反磁场绕组中包括将所述反磁场绕组与所述主磁场绕组并联设置在所述主磁场电路的第一腿部与第二腿部之间。条款6.根据条款5所述的主磁场电路，其中，将所述反磁场绕组与所述主磁场绕组并联设置响应于确定所述第一腿部与所述第二腿部之间的电压差小于预定值而发生。条款7.根据条款5所述的主磁场电路，其中，所述反磁场绕组被包括在设置于所述第一腿部与所述第二腿部之间的分支中，其中，所述分支的电阻被选择成，在将所述反磁场绕组与所述主磁场绕组并联设置时，提供所述主磁场电路的所期望的时间常数。条款8.根据条款7所述的主磁场电路，其中，所述分支的至少一部分与所述发电机的转子轴物理地联接，以将电阻热从所述分支传出去。条款9.一种系统，该系统包括：发电机，该发电机包括：第一转子绕组，该第一转子绕组被配置成传导主磁场电流；第二转子绕组，该第二转子绕组接近所述主磁场绕组设置；第一开关元件，该第一开关元件与所述第二转子绕组串联设置；以及控制器，该控制器被配置成，操作所述第一开关元件，以选择性地将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述第二转子绕组中，以降低所述主磁场电流的量值。条款10.根据条款9所述的系统，其中，所述控制器被配置成，响应于检测到预定的负载故障状态，按导通状态操作所述第一开关。条款11.根据条款10所述的系统，所述系统还包括：第二开关元件，其中，所述控制器还被配置成操作所述第二开关元件，以选择性地使励磁机电枢电流去耦以避免被添加至所述主磁场绕组。条款12.根据条款9所述的系统，其中，所述第一转子绕组的第一电感大致等于所述第二转子绕组的第二电感。条款13.根据条款9所述的系统，其中，所述发电机还包括限定多个槽的转子，其中，所述多个槽中的各槽包括所述第一转子绕组的相应部分和所述第二转子绕组的相应部分。条款14.根据条款9所述的系统，其中，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述第二转子绕组中包括将所述第二转子绕组与所述第一转子绕组并联设置在所述发电机的主磁场电路的第一腿部与第二腿部之间。条款15.根据条款14所述的系统，其中，将所述第二转子绕组与所述第一转子绕组并联设置是响应于所述控制器确定所述第一腿部与所述第二腿部之间的电压差小于预定值发生的。条款16.一种与发电机一起使用的方法，该方法包括以下步骤：通过所述发电机的主磁场绕组传导主磁场电流；并且响应于预定状态，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到接近所述主磁场绕组设置的反磁场绕组中，其中，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述反磁场绕组中用于降低所述主磁场电流的量值。条款17.根据条款16所述的方法，其中，所述预定状态包括预定的负载故障状态。条款18.根据条款16所述的方法，其中，所述预定状态包括使得能够进行所述发电机的预定磁场减弱操作。条款19.根据条款16所述的方法，其中，所述反磁场绕组的第一电感大致等于所述主磁场绕组的第二电感。条款20.根据条款16所述的方法，其中，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述反磁场绕组中的步骤包括以下步骤：操作开关元件，以将所述反磁场绕组与所述主磁场绕组并联设置在所述发电机的主磁场电路的第一腿部与第二腿部之间。在前述中，对本公开中呈现的示例进行说明。然而，本公开的范围不限于具体描述的示例。相反的是，所述特征和元件的任何组合无论是否涉及不同示例都被设想成实现并实践设想的示例。而且，尽管在此公开的示例可以实现超过其它可能解决方案或者超过现有技术的优点，但一特定优点无论是否通过一指定示例来实现都不限制本公开的范围。因此，前述方面、特征、示例以及优点仅仅是例示性的，而不被视为所附权利要求书的要素或限制，除非权利要求书中明确陈述。附图中的流程图和框图例示了根据各个示例的系统、方法，以及计算机程序产品的可能实现的架构、功能，以及操作。在这点上，该流程图或框图中的每一个框都可以表示模块、区段、或代码的一部分，其包括用于实现所指定逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应注意到，在一些另选实现中，该框中提到的功能可以出现在图中所提到的次序之外。例如，根据所涉及功能，接连示出的两个框事实上可以大致同时执行，或者这些框有时可以按逆序执行。还应注意到，这些框图和或流程图例示中的每一个框，和这些框图和或流程图例示中的框的组合，可以通过执行该指定功能或动作的基于专用硬件的系统，或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。鉴于前述，本公开的范围通过下面的权利要求书来确定。

权利要求：1.一种发电机300、400的主磁场电路350，该主磁场电路包括：主磁场绕组160，该主磁场绕组被配置成传导主磁场电流；反磁场绕组345，该反磁场绕组接近所述主磁场绕组设置；以及开关元件320b，该开关元件被配置成将所述主磁场电流的至少一部分选择性地耦合到所述反磁场绕组中，以降低所述主磁场电流的量值。2.根据权利要求1所述的主磁场电路，其中，所述开关元件被配置成，响应于检测到预定的负载故障状态，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述反磁场绕组中。3.根据权利要求1所述的主磁场电路，其中，所述反磁场绕组的第一电感大致等于所述主磁场绕组的第二电感。4.根据权利要求1所述的主磁场电路，其中，所述发电机包括限定多个槽505的转子105，其中，所述多个槽中的各槽包括所述主磁场绕组的相应部分510和所述反磁场绕组的相应部分515。5.根据权利要求1所述的主磁场电路，其中，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述反磁场绕组中包括将所述反磁场绕组与所述主磁场绕组并联设置在所述主磁场电路的第一腿部325与第二腿部330之间。6.根据权利要求5所述的主磁场电路，其中，响应于确定所述第一腿部与所述第二腿部之间的电压差小于预定值而将所述反磁场绕组与所述主磁场绕组并联设置。7.根据权利要求5所述的主磁场电路，其中，所述反磁场绕组被包括在设置于所述第一腿部与所述第二腿部之间的分支335中，其中，所述分支的电阻被选择为在将所述反磁场绕组与所述主磁场绕组并联设置时，提供所述主磁场电路的所期望的时间常数。8.根据权利要求7所述的主磁场电路，其中，所述分支的至少一部分与所述发电机的转子轴物理地联接，以将电阻热从所述分支传出去。9.一种与发电机300、400一起使用的方法600，该方法包括以下步骤：通过所述发电机的主磁场绕组160传导605主磁场电流；以及响应于预定状态，将所述主磁场电流的至少一部分耦合615到接近所述主磁场绕组设置的反磁场绕组345中，其中，将所述主磁场电流的至少一部分510耦合到所述反磁场绕组中用于降低所述主磁场电流的量值。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述预定状态包括预定的负载故障状态。11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述预定状态包括使得能够进行所述发电机的预定磁场减弱操作。12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述反磁场绕组的第一电感大致等于所述主磁场绕组的第二电感。13.根据权利要求9所述的方法，其中，将所述主磁场电流的至少一部分耦合到所述反磁场绕组中的步骤包括以下步骤：操作开关元件320b，以将所述反磁场绕组与所述主磁场绕组并联设置在所述发电机的主磁场电路350的第一腿部325与第二腿部330之间。

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