[發明專利]兩相整流疊加雙勵磁繞組的四相電勵磁雙凸極發電機

有效

• 申請號: 201310005327.3
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103915964A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 于功山;張軍剛;王勝平;談學超;劉海鵬;張文昌;陳愛偉;王懷杰
• 申請（專利權）人: 濟南吉美樂電源技術有限公司
• 主分類號: H02K19/26
• 分類號: H02K19/26
• 代理公司: 濟南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 周長義;崔民海

技術領域

?本發明屬于特種電機技術領域，尤其涉及一種兩相整流疊加雙勵磁繞組的四相電勵磁雙凸極發電機。

背景技術

電勵磁雙凸極發電機的定子和轉子均為凸極結構，屬于變磁阻類電機，電勵磁雙凸極發電機以勵磁繞組取代永磁體，使得發電機的勵磁磁場可以調節。轉子上無繞組和永磁體，結構非常簡單；發電機負載變化時，可通過調節勵磁繞組中的勵磁電流大小以維持恒定電壓輸出，控制方便。四相電勵磁雙凸極發電機與對應同尺寸同定子極數的三相6/4及12/8極雙凸極發電機相比，能夠提高功率密度、降低繞組銅損。四相電勵磁雙凸極發電機電樞繞組輸出經過四相全波橋整流電路整流后輸出直流電壓。傳統同步無刷直流發電機輸出電壓為三相正弦波,上下橋依次每隔60°換相一次,換相間隔均勻,三相電勢對稱,電機上、下橋換相時參與換相的兩相電壓差相等。因此上、下橋換相具有對稱性,換相壓降和換相重疊角相等。與傳統同步發電機相電勢波形不同,一周期內發電機相電勢波形由負壓區、正壓區和過零區組成。圖1為電勵磁雙凸極發電機一相電勢波形。因而會出現電勵磁雙凸極發電機下橋換相之后很快出現上橋換相。如圖2所示。由于電勵磁雙凸極發電機電勢波形的特殊性,與相電勢為正弦電壓的同步發電機不同,一方面相電壓波形中本身諧波電壓含量較高，采用傳統正弦線電壓的整流模式，會損失掉相電壓中的許多諧波，減小出力；另一方面，非正弦波形在接負載工作時,由于電樞電感的存在,相電流不能突變,存在復雜的換相重疊過程,這也是影響發電機外特性的重要因素之一。為了減小上述不利因素，增加四相電勵磁雙凸極發電機的出力，提出了兩相整流疊加雙勵磁繞組的四相電勵磁雙凸極發電機，作為本發明的初衷。

發明內容

本發明的目的是：克服現有技術的不足，提出了一種具有兩相整流疊加雙勵磁繞組的四相電勵磁雙凸極發電機。兩相整流疊加雙勵磁繞組的四相電勵磁雙凸極發電機包括四相電勵磁雙凸極發電機、二極管和電容，其中電勵磁雙凸極發電機的基本結構為：定、轉子均為凸極齒槽結構，定子和轉子鐵心均由硅鋼片疊壓而成，定子上除裝有集中電樞繞組外，還有勵磁繞組，空間相對的定子齒上的繞組串聯構成一相，轉子上無繞組。其特征在于：四相電勵磁雙凸極發電機的相繞組之間互差90度。如圖6所示。其中，a、c兩相繞組和b、d兩相繞組電壓互差180度，將兩相繞組分別反向串聯，合成為一相，于是能夠利用內部相繞組電壓矢量和成的方法，將四相合成為兩相結構。如圖7所示。整流部分采用單相全波整流橋，采用電容器濾波，兩相整流系統正向串聯疊加。第二套勵磁繞組串聯在濾波電容和負載之間，從第二套勵磁繞組的另一端引出，做為發電機的正極或負極使用，第一套勵磁繞組的兩端與直流勵磁電壓源連接。

本發明的發電機，將兩合成相分別進行單相全波整流濾波后，正向串聯疊加，對外輸出，通過第二套勵磁繞組的濾波，減小外加配套設備。如圖5所示。

????本發明的發電機，由于采用兩相單獨整流后疊加，減少換相重疊，由于兩相互差90度，疊加后能減小2倍頻率的紋波，利用第二套勵磁繞組的電感，減小電壓紋波，提高發電機輸出電性能的品質。

????本發明的發電機與現有技術相比，是從電勵磁雙凸極發電機的基本電磁特性和整流特性相結合出發，利用繞組間相位關系進行合成，簡化繞組相數，利用第二套勵磁繞組提高輸出電壓品質，利用兩相繞組整流串聯疊加，從而提高發電機出力，改善發電機的輸出性能，減少成本，拓展了使用范圍。

附圖說明

圖1?是相電勢波形圖；

圖2?是電勵磁雙凸極發電機三相換相圖；

圖3是傳統4相整流示意圖；

圖4?是8/6極發電機結構圖；

圖5是本發明兩相整流疊加雙勵磁繞組的四相電勵磁雙凸極發電機電氣示意圖；

圖6?是四相繞組向量圖；

圖7?是繞組反向串聯接線圖。

圖中，e_a?e_b?e_c為三相a、b、c的電勢波形，a、x為a相接線端，b、y為b相接線端，c、z為c相接線端，d、w為對d相接線端，D1～D8為整流二極管，C為濾波電容，Z為負載，1為定子，2為轉子，3為電樞主繞組，4為勵磁繞組，5為轉子軸，D20為A相單相全波整流橋，D21為B相單相全波整流橋，Lf1?為第一套勵磁繞組，Lf2為第二套勵磁繞組，C1為A相濾波電容、C2為B相濾波電容，U0為輸出直流電壓，?Uf為勵磁電壓，●為主繞組的同名端，※為兩套勵磁繞組的同名端，

具體實施方式