[實用新型]五次諧波勵磁無刷同步發電機

無效

• 申請號: 200920185196.0
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN201414059Y
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 林政安
• 申請（專利權）人: 泰豪科技股份有限公司
• 主分類號: H02K19/38
• 分類號: H02K19/38;H02K19/26
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本實用新型涉及一種電源設備，尤其涉及一種五次諧波勵磁無刷同步發電機。

背景技術

目前，現有無刷同步發電機的同軸交流勵磁機定子磁極的勵磁源主要有三種：1、取自主繞組；2、取自定子中的輔助繞組；3、取自副勵磁機。

其中1、取自主繞組方式存在電機短路時無勵磁電源供出，還存在對主機的輸出電壓有干擾等缺陷。

2、取自定子中的輔助繞組的主要有二種型式，一種是與主電機極數相同的基波輔助繞組；一種是極數為主電機極數3倍的三次諧波繞組；前者與主繞組互有干擾，且受電樞反應影響大，電機的穩態短路電流倍數難以等于或大于3倍，而三相三次諧波勵磁繞組也與主繞組有電磁干擾，而且發電機并聯運行時，中線的三次諧波電流起去磁作用，并聯時電機容易發生震蕩，工作不穩定。

3、取自副勵磁機特別是永磁副勵磁機(PMG)的，在電氣性能上克服了前二種的缺陷，但結構上多了一個副勵磁機，整個電機由主發電機、交流勵磁機，副勵磁機三機同軸組成，電機軸向長度長，體積增大，重量加重，成本增大，在很多場合使用受限制。如何省掉副勵磁機，而在性能上又能改進基波勵磁和三波諧波勵磁方式的無刷同步發電機就很有必要。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種五次諧波勵磁無刷同步發電機，在不改變現有基波勵磁或三次諧波勵磁的二機結構，即主發電機和交流勵磁機二機同軸結構的基礎上，僅改變交流勵磁機定子磁極的勵磁源，但其電氣性能上卻要優于基波勵磁或三次諧波勵磁的方式。

本實用新型是這樣來實現的，其特征為發電機由主發電機和交流勵磁機二機同軸組成，交流勵磁機定子磁極繞組的直流勵磁源取自主發電機定子鐵芯中的三相五次諧波繞組經整流器整流而成的直流電源；發電機定子60槽，極數4極，相數3相，主發電機轉子做成整體凸極式，定子與轉子間有均勻氣隙，極弧系數為0.71～0.73；發電機主繞組為不等匝的同心式雙層繞組，每個同心式的線圈組有5個線圈組成，線圈節距從大到小分別為14、12、10、8、6，而每個線圈的匝數從大到小其匝比分配為3∶3∶2∶1∶1，三相五次諧波繞組的節距為3，極數是主繞組極數的5倍，3相對稱結構，3相單層繞組，五次諧波繞組中無基波含量，因而五次諧波繞組與主繞組正交。

本實用新型的技術效果是：1、軸向長度短，體積小，重量輕，成本低；2、比結構類似的基波勵磁無刷同步發電機短路電流倍數大，強勵能力大，且與主發電機主繞組無電磁干擾，還克服了電機短路時基波勵磁源無法取出的缺陷；3、比結構類似的三次諧波無刷同步發電機并聯工作時的性能更好，中線電流對五次諧波磁場不產生去磁作用，克服了三次諧波勵磁發電機并聯時中線電流大，并對三次磁場產生強去磁效應，致使并聯不穩定，振蕩等缺陷；4、五次諧波勵磁具有正反饋勵磁特征，即負載越大，五次諧波含量也增大，復勵能力大。

附圖說明

圖1為本實用新型的定子主繞組圖。

圖2為本實用新型的五次諧波繞組圖。

圖3為本實用新型的電氣原理圖。

在圖3中，1、定子?2、轉子

具體實施方式

如圖1所示，實施一臺五次諧波勵磁無刷同步發電機，定子槽數60槽，極數4極，相為3相，并聯支路數為2，定子主繞組是一種不等匝的同心式雙層繞組，以U相為例(只畫出2極，占30槽，另外2極30槽與此雷同布置)U相繞組UN為一條并聯支路，它由二個線圈組開閉口串聯連接而成，每個線圈組又由5個同心式的線圈組成，線圈節距從大到小為14、12、10、8、6，每個線圈的匝數不等，依節距從大到小匝數比為3∶3∶2∶1∶1，V相，W相繞組VN和WN與U相繞組UN互差120°電角度，構成對稱三相繞組，三相四線引出U、V、W、N，這種三相繞組形成在槽內的雙層結構，并且在每槽中的導體數相等，由于這種布置可以消除5次諧波，而7次諧波含量也很小，不但電壓波形畸變率小，而且有利于采用5次諧波勵磁方式，保證主繞組與5次諧波繞組無電磁干擾，主繞組的電樞反應也不對5次諧波磁場去磁，以保證5次諧波勵磁的強勵能力。