[實用新型]多極電勵磁變頻發電機

有效

• 申請號: 201120179772.8
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN202142921U
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 陳維加
• 申請（專利權）人: 陳維加
• 主分類號: H02K1/24
• 分類號: H02K1/24;H02P9/38
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本實用新型涉及一種多極電勵磁變頻發電機。

背景技術

目前傳統的發電機大都為交流同步發電機，由供輸出電能的主繞組和提供磁場的勵磁繞組組成，這類同步發電機直接產生的是與發動機轉速完全同步的交流電，即每一個周期一個正弦波。目前的交流電頻率一般都為50Hz或60Hz，如磁極數是2極或4極。發電機的功率重量比與頻率有很大的關系，頻率越高，發電機頻率重量比越大，發電機可做得越輕。一般情況頻率增加10倍，同一功率發電機只有原機的二分之一重量，所以通過增加發電機的頻率就可大大減少原材料的使用及發電機的重量。

逆變發電機由于其體積小，重量輕，電性能好等諸多優點，近年來在小型引擎發電機領域發展很快。現有的逆變發電機的工作原理是采用一個多極的交流永磁發電機發出一個頻率較高的等幅交流電，通過可控整流方法將該交流電整流成一個恒定的直流電，再通過逆變電路將其轉換成所需要的交流電，俗稱ADA方式。

由于現有的ADA逆變電路是通過橋式電路，采用IGBT功率晶體管對直流電斬波，再通過LC電路對該波形進行整形，還原成交流正弦波。因為采用IGBT功率晶體管在斬波頻率20K的狀態下工作會產生較大的開關損耗，造成晶體管的發熱及功率的損失，降低了效率，同時用來對斬波后波形進行整形的大功率電感也會產生較大的熱量，造成較大的損耗。同時20K斬波頻率的多次諧波會產生可發射的高頻無線電電磁波，如要將發電機功率做的更大，則無線電電磁波也更大，這將無法通過現有的歐洲EMC認證要求，所以此方法只能用在較小功率的發電機上。而且逆變發電機的電子線路部分較復雜，成本高，性價比較低，市場競爭優勢不明顯。

當然現有技術中亦有對發電機發出的較高頻率等幅交流電直接用可控硅來整形，即通過串連在輸出線圈電路上的可控硅控制不同時刻的導通角來獲得接近正弦波波形的交流電。但這種方式在實際運用過程中，由于發電機從空載到負載時的外電壓幅度變化較大，幅度不恒定（尤其是空載狀態時，發電機的外電壓幅度會很高），讓可控硅既要控制電壓幅度，同時控制電壓波形的方法很難獲得波形失真小，電壓穩定的交流電，從而無法真正在實際中使用。

發明內容

本實用新型目的是：提供一種能夠同時克服上述現有同步發電機和逆變發電機的缺點，重量更輕，發出的交流電波形失真度小，電壓更穩定，且不存在高頻無線電電磁波干擾的多極電勵磁變頻發電機。

本實用新型的技術方案是：一種多極電勵磁變頻發電機，包括一個多極定子，一個多極轉子及與多極定子上的繞組引出線相連的主回路可控硅整形電路；其特征在于所述多極轉子上繞有勵磁線圈，并且該多極轉子的磁場采用電磁可控磁場，所述多極轉子上的勵磁線圈與勵磁線圈驅動電路相連，而勵磁線圈驅動電路再與勵磁驅動電壓控制電路相連，所述勵磁驅動電壓控制電路同時與主回路可控硅整形電路相連，所述勵磁驅動電壓控制電路通過控制所述多極轉子上勵磁磁場的強弱來控制多極定子的輸出電壓大小，從而在多極定子上產生電壓幅度恒定的等幅交流電，所述等幅交流電再通過主回路可控硅整形電路整形成所需頻率的正弦波交流電輸出。

本實用新型中所述多極轉子的磁場強弱受勵磁驅動電壓控制，而勵磁驅動電壓則由勵磁驅動電壓控制電路根據多極定子輸出電壓的大小控制產生。

本實用新型中所述多極定子輸出電壓的頻率為所述多極轉子的轉速與其磁極數的乘積，而勵磁驅動電壓的大小則是由所述勵磁驅動電壓控制電路根據多極定子輸出電壓的大小實施增補。

進一步講，本實用新型中所述勵磁驅動電壓由所述勵磁驅動電壓控制電路輸出的勵磁電壓控制信號經勵磁線圈驅動電路放大后輸出給多極轉子的勵磁線圈；而勵磁電壓控制信號則由勵磁驅動電壓控制電路根據空載和負載狀態下多極定子輸出電壓大小的變化，并結合取自多極定子輸出電壓的反饋信號、取自正弦波交流電的反饋信號以及其它各種反饋信號進行綜合處理后產生，所述其它各種反饋信號是指發電機輸出端因負載變動而造成輸出電壓波動的反饋信號、驅動轉子旋轉的發動機本身輸出功率不穩定而造成輸出電壓波動的反饋信號，以及發電機的定、轉子因溫度變化而造成輸出電壓波動的反饋信號。

而本實用新型中所述正弦波交流電的波形是由所述主回路可控硅整形電路根據勵磁驅動電壓控制電路輸出的整流控制信號對多極定子輸出的等幅交流電進行正反相整流并整形而形成的。

本實用新型的優點是：