现代无刷直流发电机均有永磁副励磁机。无刷直流发电机的空载起励是发电机主接触器断开时,电机转速达到最低工作转速时,接通励磁机励磁回路使发电机电压升高的过程。此时电压调节器检测电路检测到发电机电压为零,使末级晶体管开通,占空比为1,励磁机励磁电流1。在永磁机电压作用下迅速上升,仅当发电机输出电压达额定电压(如为270 V)时占空比才开始减小,导致发电机电压超过额定值。
起动过程中,励磁机励磁电流不断增大,发电机电压升高,不断地给输出滤波电容器充电。只要电容器的电压小于发电机的额定电压,电容就一直在充电。若发电机电压刚达270 V电容的充电电流即为零,则发电机输出电压为额定值,但这是不可能的,因为没有控制电容充电电流的环节。因而发电机电压必然超过额定值。
电压超调大小取决于电机电枢绕组的电感储能,储能越大,发电机电压升高越多。由于电机空载,因此这个过电压一直保持着。
减小主发电机电枢绕组的电感,加大滤波电容的容量,可以降低发电机电压超调。
比较合理的办法是采用软起励电路。控制电压调节器的末级晶体管,让其占空比随时间逐渐增加,限制电容的充电电流,使发电机电压逐渐增大到额定值,就能防止发电机起励时电压过高。