[發(fā)明專利]無刷雙軸勵磁三相同步發(fā)電機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110444524.6
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102412686A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 林政安
• 申請（專利權）人: 南昌康富電機技術有限公司
• 主分類號: H02K19/38
• 分類號: H02K19/38;H02K1/26;H02K3/28
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

?本發(fā)明涉及一種發(fā)電機，尤其是一種無刷雙軸勵磁三相同步發(fā)電機。

背景技術

目前的無刷三相同步發(fā)電機，勵磁磁場相對發(fā)電機轉(zhuǎn)子是不動的，氣隙旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子以同步速度旋轉(zhuǎn)。當負荷突變、或故障發(fā)生時，功率角發(fā)生變動，轉(zhuǎn)子發(fā)生振蕩。轉(zhuǎn)子的振蕩引起發(fā)電機電壓、電流、功率的波動。為了提高同步發(fā)電機運行的穩(wěn)定性，雖有多種措施，但在頻繁脈沖負載以及船舶電推系統(tǒng)等等中用的無刷同步發(fā)電機的運行穩(wěn)定性尚不理想，仍需要進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種無刷雙軸勵磁三相同步發(fā)電機，具有運行時高穩(wěn)定性的無刷同步發(fā)電機。

本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的：

雙軸勵磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理如下：

（1）雙軸勵磁的轉(zhuǎn)子

普通的4極同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子有4個極，雙軸勵磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子是將普通的4個極的每個極都做成2個串極，2個串極分別叫d軸串極和q軸串極。

如圖1，4極電機轉(zhuǎn)子做成8個串極，其中d₁,d₂,d₃,d₄為d軸串極，q₁,q₂,q₃,q₄為q軸串極；d₁,q₁成對構(gòu)成一個合成N極，d₂,q₂構(gòu)成一個合成S極，d₃,q₃構(gòu)成一個N極，d_4,q₄構(gòu)成一個S極，這樣N,S,N,S共四極工作，每個合成極都是由兩個互相為90^。電角度的串極構(gòu)成。當d軸串極，q軸串極磁場繞組分別用兩個獨立直流電源相接時，沿著兩個軸向的勵磁產(chǎn)生合成的4極N,S,N,S磁場。當每串極磁通φ_d=φ_q時，由于在這種電機中d軸串極和q軸串極磁阻是一樣的，所以每極合成磁通為???????????????????????????????????????????????，正常工作時，也即φ_d=φ_q時，不論轉(zhuǎn)子在何位置，合成磁通大小不變，位置不變；

（2）當同步電機的轉(zhuǎn)子相對定子磁場發(fā)生不希望的相對運動時，可使上述磁通φ_d與φ_q不相等，即改變φ_d和φ_q的比例，則合成磁通的位置和大小都變化，相當于造成了一個相對轉(zhuǎn)子運動的磁場，阻止轉(zhuǎn)子運動，抑制振蕩。

（3）上述d軸串極，q軸串極磁場繞組分別同兩個獨立直流電電源相接，這兩個獨立電源是由1個交流勵磁機提供的，這個交流勵磁機的定子有二種極數(shù)的勵磁繞組，相對應，交流勵磁機的轉(zhuǎn)子中也有二種極數(shù)的三相交流繞組，其中一套三相繞組經(jīng)過旋轉(zhuǎn)整流器整流后給d軸串極繞組供電，另一套三相繞組經(jīng)過旋轉(zhuǎn)整流器整流后給q軸串極繞組供電。當正常運行時，控制串極φ_d=φ_q，負荷突變時，φ_d≠φ_q，并改變φ_d和φ_q的比例，相當于移動了合成磁場的位置，因此使運行非常穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明四極電機隱極雙軸勵磁繞組布置圖。

圖2為本發(fā)明無刷雙軸勵磁三相同步發(fā)電機電系原理圖。

具體實施方式

一種無刷雙軸勵磁三相同步發(fā)電機，主發(fā)電機4極，1500r/min，頻率50Hz，電壓400V，3相，功率因數(shù)滯后0.8，定子鐵芯72槽，轉(zhuǎn)子鐵芯64槽，交流勵磁機定子鐵芯12槽，其中布置6極和12極兩套直流勵磁繞組，勵磁機兩個定子繞組勵磁源是由主發(fā)電機中的兩個單相交流輔助繞組經(jīng)整流后提供的，這兩個輔助繞組是一種三次諧波繞組，是12極的，兩者互差90電角度。轉(zhuǎn)子鐵芯36槽，其中布置6極和12極兩套三相交流繞組。結(jié)構(gòu)型式與常規(guī)無刷三相同步發(fā)電機相同，即主發(fā)電機與交流勵磁機同軸構(gòu)成，交流勵磁機轉(zhuǎn)子的兩套繞組分別通過旋轉(zhuǎn)整流器與主發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組的d極串極繞組即a1-a10-a2-a20和q極串極繞組即b1-b10-b2-b20相連，以實現(xiàn)無刷勵磁方式，其與常規(guī)無刷三相同步發(fā)電機不同點在于一是主發(fā)電機隱極轉(zhuǎn)子4極結(jié)構(gòu)分成由8個串極構(gòu)成，二是交流勵磁機定子鐵芯12槽，交流勵磁機轉(zhuǎn)子鐵芯36槽，設計成6極和12極，是共鐵芯的單樞雙套繞組三相交流勵磁機。