[實用新型]一種單相交流無刷發電機

有效

• 申請號: 201420246352.0
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN203840083U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 王國良
• 申請（專利權）人: 上海馬拉松·革新電氣有限公司
• 主分類號: H02K1/16
• 分類號: H02K1/16;H02K1/26;H02K3/12;H02K19/16
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 王月珍

技術領域

本實用新型涉及內燃機驅動發電機組用無刷同步發電機，尤其是指一種具有優異電壓波形的10KVA以下的單相交流無刷發電機。

背景技術

現有的小型單相發電機(5KW～30KW)的波形畸變率是按NEMA標準，應不大于百分之10(國內標準10KVA以下不大于百分之15，10KVA以上不大于百分之10)，后來美國提高了進入美國市場發電機的標準，波形畸變率是按UL標準，應不大于百分之5考核。

眾所周知，對于小型單相發電機要達到這一標準是非常困難的，尤其是10KVA以下的單相發電機，所以國內標準規定10KVA以下是不大于百分之15，這對大部分的生產廠而言都能達標。

對于大中型無刷單相同步發電機的波形畸變率按UL標準的百分之5考核，不成問題，大中型無刷單相同步發電機可以通過增加定子槽數、采用正弦波氣隙、定轉子斜槽等技術來改善電壓波形，降低波形畸變率。但是對于小型單相(5KW～30KW)發電機要改進其電機波形畸變率是一個技術難題，由于小型發電機定子內徑小，定子槽數不能增加多(有的只有36槽)，小型發電機為了提高效率和功率因數大多采用均勻氣隙，要改善電壓波形，降低波形畸變率只有靠定轉子斜槽和采用特殊的定子繞組和繞組排列方式。其中：定轉子斜槽是指發電機定轉子斜槽的角度斜到終端的直角邊距離是一個定子槽的距離；特殊的定子繞組和繞組排列方式是指定子繞組中每槽圈數相等，即，利用圖4a，圖4b所示的定子繞線模繞制成每組繞組有3個線圈41-43，每個線圈的數量相等，都是11匝，每個線圈的繞組木架形狀如圖1所示，但尺寸不同(見表1所示)，這種單相發電機定子繞組采用每槽圈數相等的設計結構，加工方便，定子繞組中所感應的電壓是如圖2所示的等階階梯波(圖2是電壓波幅V與電壓波長的關系圖)，向正弦波靠攏，有利于降低波形畸變率。

表1

表1中繞組木架高度，寬度不同尺寸時厚度均為13mm。

上述這些措施對改善小型單相發電機的電壓波形，降低波形畸變率有好處，但效果不明顯，還是達不到UL標準。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術存在的問題，提供一種能明顯降低波形畸變率的單相交流無刷發電機，使其符合UL標準。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種單相交流無刷發電機，所述發電機是10KVA以下的小型單相發電機，其中：

發電機的定轉子斜槽的角度是斜到終端的直角邊距離L是1.4-1.7倍定子槽的距離；

發電機的每組定子繞組由4個線圈組成，每個線圈繞制的圈數不等，其中第一線圈為12匝，第二線圈為11匝，第三線圈為8匝，第四線圈為4匝。

所述L是1.6倍定子槽的距離。

所述每組定子繞組的4個線圈的尺寸及使用的線規如下：

第一線圈：節距為1-9槽，高度為145mm，寬度為245mm，厚度為13mm，線規為4根/每根直徑1.30mm；

第二線圈：節距為2-8槽，高度為110mm，寬度為230mm，厚度為13mm，線規為2根/每根直徑1.40mm加2根/每根直徑1.30mm；

第三線圈：節距為3-7槽，高度為75mm，寬度為215mm，厚度為13mm，線規為2根/每根直徑1.40mm加2根/每根直徑1.30mm；

第四線圈：節距為4-6槽，高度為40mm，寬度為200mm，厚度為13mm，線規為2根/每根直徑1.40mm加2根/每根直徑1.30mm。

本實用新型的有益效果：

本實用新型采用發電機的定轉子斜槽的角度是斜到終端的直角邊距離L是1.4-1.7倍定子槽的距離，能有效消除齒諧波；發電機的每組定子繞組由4個線圈組成，每個線圈繞制的圈數不等，使定子繞組中所感應的電壓是不等階階梯波，這種不等階階梯波的形狀更接近正弦波規律的排列，從而降低波形畸變率，進一步改善定子繞組中感應電壓的波形，使其符合UL標準。本實用新型解決了小型單相發電機的波形畸變率高的難題，改善了小型通信電源的能源環境，有利于為國際市場提供綠色環保電源。

為進一步說明本實用新型的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本實用新型進行詳細說明。

附圖說明

圖1為繞組木架圖；

圖2為現有技術中對應每槽圈數相等的定子繞組的等階電壓階梯波形圖；

圖3為本實用新型中對應每槽圈數不相等的定子繞組的不等階電壓階梯波形圖；