[發明專利]整體凸極式中頻無刷同步發電機

無效

• 申請號: 201110288806.1
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102355107A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 趙文欽;黃舒淳
• 申請（專利權）人: 趙文欽
• 主分類號: H02K19/38
• 分類號: H02K19/38;H02K3/12;H02K1/24;H02K1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及一種中頻發電機，尤其是一種中大功率的整體凸極式中頻無刷同步發電機。?

(二)背景技術

目前，市場上對中頻發電機的需求量越來越多，如國防設施及國民經濟相關領域需要中頻電源、飛機場為維護和檢修機倉儀器及設備需要移動式中頻電源、工業冶煉需用400Hz及更高頻率的中頻電源等等。?

現有的中頻電源往往由工頻電源經變頻而獲得，工頻電源即普通發電機的發電頻率一般為50HZ或60HZ，為得到中頻電源，就需要變頻設備及輔助設施，其存在的缺點為：一是投資大，設備投資遠大于一臺發電機，成本高，設施環節多，帶來的維護工作量及故障率也多，維修費用高；二是經過變頻使得系統的穩定性減低；三是發電機轉子鐵心普遍采用傳統的分體凸極式轉子鐵心，它由每片獨立的磁極鐵心沖片疊裝成磁極鐵心后經磁極螺釘徑向固定鎖緊到轉子磁軛上，不僅結構復雜，制造工序多，安裝不便，可靠性差，成本高，而且散熱面積系數小，冷卻效果差，導致發電機轉子繞組溫升高；四是現有中頻發電機功率較小，在500kw～1000kW中大功率的中頻發電機未見報導。?

傳統的小型中頻發電機多為永磁式，轉子磁極或定子磁極為永久磁鋼，也存在有不足之處：一是磁極無繞組，無從調節勵磁電流，因而發電機電壓處于無法調節狀態；二是有的永久磁鋼在高溫環境下運行或長途運輸顛震等惡劣條件下，有逐漸消磁的可能性，影響發電機電壓的穩定性；三是中型以上功率電機轉子直徑大、離心力大，極難裝設磁鋼。?

(三)發明內容

本發明的目的是要提供一種中大功率的整體凸極式中頻無刷同步發電機，該同步發電機能實現無刷勵磁中頻發電，輸出單相或三相中頻電壓，不僅具有結構合理，重量輕，成本低的優點，而且具有技術先進，性能優良，工作穩定可靠，輸出功率大的顯著優點。?

本發明是這樣構成的，它包括安裝在主軸上的主發電機、與主發電機同軸安裝的勵磁機、勵磁調節系統及排風冷卻風扇，在所述的主發電機上設有定子鐵心、轉子鐵心、定子中頻繞組及轉子繞組，在所述的勵磁機上設有定子鐵心、轉子電樞鐵心、定子主勵磁繞組及轉子電樞繞組，其特征在于：所述的勵磁調節系統由復勵裝置、旋轉整流器和AVR自動電壓調節器組成，所述的復勵裝置由固定于勵磁機定子上的復勵繞組、與該復勵繞組相連的復勵變流器和連接于復勵變流器上的三相整流橋組構成，從而使得主發電機轉子勵磁電流和勵磁機定子勵磁電流都處于可控調節狀態，所述的主發電機定子采用分數槽短距繞組，其每極每相槽數q為一個分數值，能獲得理想的正弦波電壓波形，所述的主發電機轉子鐵心由多極數的轉子鐵心沖片疊裝而成，所述的主發電機轉子鐵心為整體凸極式轉子鐵心結構，該整體凸極式轉子鐵心是由轉子鐵心沖片整片沖制疊裝而成，所述每片轉子鐵心沖片上的所有磁極和磁軛為一整體式結構(即每片轉子鐵心沖片是將磁極和磁軛制成一整體)，所述的磁極均勻分布在轉子輪轂外沿處并向外凸出，在所述的磁軛外沿處即位于各個磁極極間底部處開設有多邊形(如四邊形)軸向通風冷卻孔，以形成能利用發電機端部的引風冷卻風扇對轉子繞組進行直接冷卻的軸向通風道。?

本發明的技術特征還可以進一步具體為：?

所述的旋轉整流器的輸入端(交流端)與勵磁機轉子電樞繞組相連，輸出端(直流端)與主發電機轉子繞組相連，所述的AVR自動電壓調節器設有低頻保護電路環節、電壓穩定性電路環節、并聯運行調差電路環節及電壓整定電路環節，在所述的AVR自動電壓調節器上分別連接有主發電機定子繞組抽頭線匝、勵磁機定子主勵磁繞組及調差互感器。該低頻保護環節在發電機轉速低于保護點頻率下限值時，不會出現超大勵磁電流而燒毀繞組。?

在所述主發電機的定子槽中分布有定子三相中頻繞組，或分布有定子單相中頻繞組。?

所述的主發電機轉子鐵心和勵磁機定子鐵心是由既有良好磁化性能又具剩磁功能的薄鋼板沖制的鐵心沖片疊裝而成，使得該中頻無刷勵磁同步發電機具有主發電機轉子和勵磁機定子雙重剩磁磁場。?

所述主發電機轉子極數可分別為16、24、32、40極。?

在所述磁軛外沿處所開設的軸向通風冷卻孔為四邊形的軸向通風冷卻孔。?