[發明專利]一種繞線式異步電動機同步化的無刷勵磁方法及裝置

無效

• 申請號: 200910074138.5
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN101534079A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 楊慶申
• 申請（專利權）人: 邯鄲鋼鐵股份有限公司;河北鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: H02P1/26
• 分類號: H02P1/26;H02P1/50
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陳長庚

技術領域

本發明涉及一種大型繞線電動機同步化運行的勵磁方法及實現這種方法的裝置，屬于電動機輔助設備技術領域。

背景技術

大型繞線式異步電動機，在實際運行中，由于功率因數較同步機滯后，很容易消耗電網無功功率；實際運行時，人們總希望讓它運行在同步狀態，這樣，電動機本身就不會消耗無功功率，甚至向電網回饋無功功率，因此，繞線式電動機的同步化是一項節能的好措施、好方法，對推動節能工作有積極意義。

異步電動機分為鼠籠型異步電動機和繞線型異步電動機，其本質區別是轉子上鼠籠型機為澆鑄銅條或鋁條，靠兩端端環澆鑄在一起，不可按相分開，因此鼠籠型電動機不能采用傳統意義上的同步化方式，即轉子通勵磁電流的辦法來實現。而繞線式異步電動機轉子繞組和定子繞組基本一樣，繞組嵌入轉子槽后，由滑環引出，供外部優化啟動方式用，因此便于選擇勵磁方式實施勵磁供電。所以繞線式異步電動機能實現傳統意義上的用轉子加勵磁的方式同步化。

大型繞線式異步電動機在同步化時遇到的最大障礙是過載能力，而過載能力取決于勵磁電流的大小，勵磁電流的大小受轉子繞組通電能力的制約，電流過大會造成轉子繞組發熱，溫升過高，影響轉子壽命，甚至直接損壞絕緣而燒毀，造成電機事故。因此，電動機的同步化后過載能力低是由于轉子繞組的載流能力所決定的。目前，繞線式異步電動機同步化后的過載能力一般都會由對應的同步電動機的過載能力λ＝2～2.5降為λ＝1左右，下降十分顯著。因此，繞線式異步電機同步化后一般不考慮頻繁強勵，這種同步化后的電動機也因此常用于風機，泵類等較穩定的負載，而少用于軋鋼等沖擊較大而頻繁強勵的負載。

不管用于什么負載同步化后勵磁的電流較大值運行則是不可避免的，由于繞線式電動機的轉子繞組的匝數非常有限，根本無法和相應的同步電動機的勵磁繞組相提并論，因此，電動機仍需一定帶載能力，就要求轉子有相應的勵磁磁勢與之對應，強大的勵磁磁勢需要較多的轉子勵磁匝數和相應的勵磁電流來保障。而在繞線式異步電動機同步化過程，通常是借用異步電機的轉子繞組作為勵磁繞組，因此不能再去增加勵磁繞組的匝數，只有靠增大勵磁電流的辦法提供強大的勵磁磁勢，采用低匝數，大電流的勵磁方式。

大電流的輸送為勵磁電源及輸送環節提出了更高的要求。但當電流達到一定程度：電動機設計規范中認為在2000A～3000A應采用無刷方式，而無刷勵磁傳統上都是靠內置在電動機內部的定子勵磁，轉子發電的方式，即電動機內附帶一臺發電機的方式解決，但在異步電動機同步化的電機內部則不具備這樣的先天條件。

鑒于現有技術的缺陷和解決中面臨的問題，如果能在技術上提出大型繞線式異步電動機同步化的勵磁新方案將是一個重要的突破，這將解決大型繞線式異步電動機同步化存在的勵磁電流過小、不能內置勵磁電動機等一系列難以解決的問題，為大型繞線式異步電動機同步化開辟一條新路。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠為大型繞線異步電動機的同步化供給無刷勵磁電流的新的無刷勵磁方法及裝置。

解決上述技術問題的技術方案是：

一種繞線式異步電動機同步化的無刷勵磁方法：

a.在繞線式異步電動機外設置一臺勵磁發電機，由勵磁發電機向繞線式異步電動機提供勵磁電流；

b.勵磁發電機與繞線式異步電動機采用無刷連接方式連接。

一種實現上述方法的繞線式異步電動機同步化的無刷勵磁裝置，它由勵磁發電機、軸承座和整流裝置組成，勵磁發電機安裝在軸承座上，勵磁發電機轉軸和繞線式異步電動機的非負載側轉軸剛性同心相連，勵磁發電機的定子上有勵磁繞組，勵磁發電機的轉子通過整流裝置與繞線式異步電動機的轉子繞組相連接。

上述繞線式異步電動機同步化的無刷勵磁裝置，所述的勵磁發電機轉子繞組極數與繞線式異步電動機定子極數一致。

上述繞線式異步電動機同步化的無刷勵磁裝置，所述的整流裝置是全波橋式整流，整流橋安裝在勵磁發電機的轉子內。

本發明通過外置旋轉發電機無刷勵磁的方法和裝置給同步化的繞線電動機轉子繞組提供大電流電源，解決了現有的大型繞線式異步電動機在同步化時遇到的勵磁電流過小的問題，保證了主電機的正常勵磁。這種方法和裝置采用最簡單的思路和設計，解決了長期以來難以解決的問題，取得了意想不到的良好效果，為大型繞線式異步電動機同步化開辟了一條新路，必將為電力行業的節能做出貢獻。

附圖說明

圖1是本發明的繞線式異步電動機同步化的無刷勵磁裝置連接示意圖；

圖2是勵磁發電機發電輸出原理圖。