[發(fā)明專利]電機和用于運行這種電機的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201310469476.5
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103701260A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·施維里;G·特拉希勒-薩梅克
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾斯通再生能源技術(shù)公司
• 主分類號: H02K7/20
• 分類號: H02K7/20;H02P7/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;嚴志軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電機和用于運行這種電機的方法。

例如，電機是旋轉(zhuǎn)電機，例如連接到燃氣渦輪或蒸汽渦輪上的同步發(fā)電機(渦輪發(fā)電機)或者連接到水力渦輪上的同步發(fā)電機(水力發(fā)電機)或者異步發(fā)電機或者同步或異步電動馬達或其它類型的電機。下文尤其涉及發(fā)電機。

背景技術(shù)

電機，例如發(fā)電機(典型地，發(fā)電機是異步電機，在下文它被稱為為主電機)具有帶有轉(zhuǎn)子繞組(轉(zhuǎn)子繞組被供應電功率)的轉(zhuǎn)子，以及定子，定子具有定子繞組，用于收集電功率，以供應給供電網(wǎng)絡。

為了給轉(zhuǎn)子繞組供應電功率，可以提供不同的勵磁系統(tǒng)。

第一勵磁系統(tǒng)是所謂的靜態(tài)勵磁系統(tǒng)；它包括靜態(tài)整流器，靜態(tài)整流器在其一側(cè)連接到供電網(wǎng)絡上以接收交流電功率，而在另一側(cè)連接到滑環(huán)上以將直流電功率傳遞給轉(zhuǎn)子繞組。

靜態(tài)勵磁系統(tǒng)的缺點在于，在運行過程中，滑環(huán)和連接到其上的電刷經(jīng)受著磨損，這種磨損導致了碳粉塵的產(chǎn)生。

另一種不同的勵磁系統(tǒng)是所謂的無刷勵磁系統(tǒng)。無刷勵磁系統(tǒng)包括帶有三相或多相勵磁轉(zhuǎn)子繞組的勵磁轉(zhuǎn)子，以及具有直流勵磁定子繞組的勵磁定子。

在運行過程中，通過勵磁定子繞組，在勵磁轉(zhuǎn)子繞組中感應出交流電壓；然后它通過二極管被整流(以提供給主電機的轉(zhuǎn)子)，上述二極管隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

EP?1?289?118?A1公開了一種無刷勵磁系統(tǒng)；具體地，它公開了一種勵磁系統(tǒng)，其具有連接到旋轉(zhuǎn)整流器(其又連接到主電機的轉(zhuǎn)子上)的交流勵磁轉(zhuǎn)子繞組和帶有直流勵磁定子繞組的勵磁定子。

這些電機具有這樣的缺點，即它們不能在啟動時提供勵磁(例如當勵磁轉(zhuǎn)子處在靜止時)。因此在較低的速度下不能進行制動。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種電機，其避免了已知電機的缺點。

本發(fā)明的另一個目的是提出一種電機，其省掉了滑環(huán)的使用。

更進一步，本發(fā)明的目的是提出一種運行這種電機的方法。

以上和其它目的由根據(jù)權(quán)利要求1和7所述的電機和方法來實現(xiàn)。

電機包括具有第一轉(zhuǎn)子繞組的第一轉(zhuǎn)子和具有第一定子繞組的第一定子，以及用以供應電流給第一轉(zhuǎn)子繞組的勵磁裝置。勵磁裝置具有：帶有第二轉(zhuǎn)子繞組的第二轉(zhuǎn)子，第二轉(zhuǎn)子以固定的旋轉(zhuǎn)關(guān)系連接到第一轉(zhuǎn)子上；以及帶有第二定子繞組的第二定子。

電機的特征在于，第二轉(zhuǎn)子繞組和第二定子繞組是多相繞組，以及第一轉(zhuǎn)子繞組和第二轉(zhuǎn)子繞組彼此連接。

在第一個改進中，第一轉(zhuǎn)子繞組和第二轉(zhuǎn)子繞組的所有相通過相連接導體彼此連接。

在另一個改進中，第一轉(zhuǎn)子繞組和第二轉(zhuǎn)子繞組布置在公共轉(zhuǎn)子軸上。

在進一步改進中，相連接導體在轉(zhuǎn)子軸內(nèi)延伸。

在更進一步改進中，勵磁裝置限定異步電機。

在另一個改進中，第一轉(zhuǎn)子繞組是多相繞組，以及第一轉(zhuǎn)子繞組和第二轉(zhuǎn)子繞組彼此直接連接(即，沒有其它構(gòu)件置于它們之間，諸如整流器)。

根據(jù)用于運行電機的方法，為了控制/調(diào)節(jié)電機，基于通過勵磁裝置的第二定子繞組的定子電流來確定通過第一轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子電流。

在方法的第一個改進中，測量轉(zhuǎn)子的速度，并且根據(jù)測量到的速度和勵磁裝置的等效電路圖來確定通過第一轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子電流。

在另一個改進中，勵磁裝置的機器模型用來確定流過第一轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子電流，使得基于勵磁裝置的測量電流來計算通過第一轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子電流。

在進一步的改進中，確定通過第一轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子電流是借助于多級級聯(lián)控制來實現(xiàn)的，其中，借助于通過第一定子繞組的定子電流來控制電機的磁化和轉(zhuǎn)矩，通過第一定子繞組的定子電流本身由通過第一轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子電流來控制，通過第一轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子電流本身又通過施加通過勵磁裝置的第二定子繞組的定子側(cè)電流來控制。

附圖說明

下文將結(jié)合附圖參考示例性實施例更詳細地解釋本發(fā)明。在附圖中：

附圖1以非常簡化的表示示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的異步電機；

附圖2示出了連接到供電網(wǎng)絡上的電機；以及

附圖3示出了在本發(fā)明的不同實施例中的不同電機。

部件列表：

10主電機

11電機軸線

12轉(zhuǎn)子

12a轉(zhuǎn)子軸

13轉(zhuǎn)子疊片芯

14轉(zhuǎn)子繞組

15定子

16定子疊片芯

17定子繞組

18異步勵磁電機

19轉(zhuǎn)子疊片芯

20轉(zhuǎn)子繞組

21定子疊片芯