[實用新型]具有模組化勵磁增強系統的交流無刷同步發電機

有效

• 申請號: 201220548492.4
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN202872720U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 徐峰
• 申請（專利權）人: 徐峰
• 主分類號: H02P9/36
• 分類號: H02P9/36
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本實用新型涉及一種具有模組化勵磁增強系統的交流無刷同步發電機，屬于交流無刷同步發電機的技術領域。

背景技術

交流同步無刷發電機通過轉子產生的旋轉磁場，定子繞組輸出交流電壓，通過自動電壓調節器（AVR）控制轉子勵磁繞組上的直流電流去控制定子繞組的輸出。

交流同步無刷發電機都有一個額定最大輸出功率，這是發電機在穩態條件下可以供應的最大負載。在一些場合，比如港口，船用，軍用及通訊，非線性負載等等使用，要求發電機需具有短路強勵和過載能力，通常的做法是通過輔助繞組或變壓器相復勵的結構實現，輔助繞組必須在制造中先期嵌入機器定子矽鋼片槽中，變壓器相復勵相對與不同的機器需有不同的磁芯尺寸和繞組，兩者都有成本高，制造工藝繁雜，體積重量笨重并需要發電機降低額定值和不能在機器制造后或使用中加裝升級的限制。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種具有模組化勵磁增強系統的交流無刷同步發電機，系統可以配置自動電壓調節器（AVR）實現一般性場合使用，也可以方便的加裝勵磁增強系統實現高要求場合使用，具即插即用可升級性，其結構緊湊，相比現在的發電機同樣功率段發電機可以實現輕量小型標準化，能與國際上通用的發動機接口直接匹配，方便使用，提高了生產效率，具很高的性價比，降低了使用及維護運行成本，安全可靠。

按照本實用新型提供的技術方案，所述具有模組化勵磁增強系統的交流無刷同步發電機，包括：

交流無刷同步發電機本體，包括主機及與所述主機匹配連接的主機勵磁組件，所述主機勵磁組件包括勵磁機定子；

自動電壓調節器，與所述交流無刷同步發電機本體的本體輸出端及勵磁機定子相連，根據本體輸出端輸出的電壓/電流檢測交流無刷同步發電機本體內主機的負載狀態，并控制作用于勵磁機定子上的勵磁電流，以控制主機勵磁組件輸出相應的勵磁功率，使得主機穩態運行輸出所需的電壓和功率；

勵磁增強系統，與交流無刷同步發電機本體匹配連接，并通過PMG控制模塊與自動電壓調節器相連，自動電壓調節器將交流無刷同步發電機本體內主機的過載、重負載的工作狀態信號傳輸到PMG控制模塊，以通過PMG控制模塊將稀土永磁發電機（PMG）定子輸出的電源按所需要的勵磁增強電流作用于勵磁機定子上，控制主機勵磁組件輸出相應的勵磁功率，以使得主機在過載或重負載時穩定地輸出所需電壓和功率。

所述主機包括主定子及與所述主定子匹配的主轉子，所述主轉子安裝于發電機軸上，本體輸出端與主定子連接；主機勵磁組件還包括安裝于發電機軸上的勵磁機轉子及旋轉整流保護裝置，勵磁機轉子與勵磁機定子對應配合。

所述勵磁增強系統包括稀土永磁發電機（PMG），所述稀土永磁發電機的PMG轉子與發電機軸配合連接，稀土永磁發電機的PMG定子與PMG控制模塊相連。

所述旋轉整流保護裝置包括旋轉二極管及浪涌電壓吸收器。

所述自動電壓調節器包括

輸入電源電路，與本體輸出端連接，并將本體輸出端輸出的電壓進行整流、濾波及穩壓后分別連接到電壓檢測電路、低通濾波器、AVR電源及AVR輸出電路；

電壓檢測電路，對輸入電源電路輸出電壓進行電壓采樣，并將所述采樣電壓輸入電壓設定電路內；

低通濾波器，將輸入電源電路輸出的電壓低通濾波后輸入到同步電路；

AVR電源，通過輸入電源電路轉換后提供所需的工作電源；

同步電路，與鋸齒波發生器及頻率檢測電路相連，以對頻率檢測電路及鋸齒波發生器輸出同步信號；

頻率檢測電路，同步電路提供同步信號，檢測本體輸出端輸出電壓頻率，根據電路設定的頻率/電壓曲線參數輸出電平信號到放大器內；

電壓設定電路，將采樣電壓與設定電壓比較后輸入求和運算放大器內；

求和運算放大器，與下垂設定電路、手動電位器的輸出端相連，求和運算放大器的輸出端通過精密整流電路與放大器相連，下垂設定電路將輸入的下垂電流整形限幅后輸入求和運算放大器內，精密整流電路對求和運算放大器疊加求和形成的波形信號整流后輸出放大器內；

放大器，接收頻率檢測電路、精密基準電路、過勵磁檢測電路及精密整流電路輸出的信號，并通過穩壓電路負反饋，以控制與放大器輸出端相連鋸齒波發生器產生相應脈寬的鋸齒波；