[發(fā)明專利]寬范圍變速軸帶發(fā)電系統(tǒng)及軸帶發(fā)電機設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710945755.2
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107707076A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱明;柏建龍;趙建華;溫明亮;李逸
• 申請（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江中船現(xiàn)代發(fā)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;H02K3/04;H02K9/00;H02K3/32;H02P9/00;H02P101/35
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種寬范圍變速軸帶發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括船舶主機、齒輪箱、軸帶發(fā)電機、二象限變頻器、隔離變壓器，所述船舶主機通過齒輪箱與軸帶發(fā)電機連接，并帶動軸帶發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電，所述二象限變頻器輸入端與軸帶發(fā)電機連接，所述二象限變頻器輸出端與隔離變壓器輸入端相連，所述隔離變壓器輸出端為船舶供電。

2.如權(quán)利要求1所述的寬范圍變速軸帶發(fā)電系統(tǒng)的軸帶發(fā)電機設(shè)計方法，其特征在于，該方法包含下列步驟：

1)選擇發(fā)電機極數(shù)：按照低轉(zhuǎn)速為基準，530rpm與10極電機在電源頻率為50Hz時的同步轉(zhuǎn)速600rpm接近，故將軸帶發(fā)電機設(shè)計成10極電機；

2)電磁方案計算：為使設(shè)計的軸帶發(fā)電機在530-1500rpm轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保持電壓為400V，根據(jù)公式：選擇發(fā)電機在530rpm時定子線圈的線規(guī)使得定子的電流密度在3.5-5.5A/mm²，再根據(jù)公式：E＝4.44*k*f*N*φ、φ＝B*S，選擇定子繞組的匝數(shù)使氣隙磁通密度值在8000-9000GS之間，式中E為發(fā)電機電壓、k為繞組系數(shù)、f為頻率、N為定子繞組匝數(shù)、φ為磁通量，B為氣隙磁通密度值，S為氣隙面積；

3)勵磁方式確定：計算軸帶發(fā)電機在530rpm、210kW時的主機轉(zhuǎn)子電流為63A，換算成勵磁機定子電流為4.7A，計算975rpm、400kW時的主機轉(zhuǎn)子電流為77A，換算成勵磁機定子電流為7A，根據(jù)計算出的兩種狀態(tài)下勵磁電流的最大值為選擇自動電壓調(diào)節(jié)器的依據(jù)；

4)冷卻方式選擇：根據(jù)軸帶發(fā)電機在530rpm、210kW和975rpm、400kW時的損耗，分別計算風(fēng)扇所需的風(fēng)壓和風(fēng)量，在任何狀態(tài)下，風(fēng)壓不應(yīng)低于400pa；

5)定子繞組絕緣處理：考慮到系統(tǒng)中變頻器諧波引起的附加發(fā)熱效應(yīng)，定子繞組的絕緣厚度增加20％，發(fā)電機額定電壓值及耐壓試驗值分別增加50％，以增加發(fā)電機的壽命。

3.如權(quán)利要求2所述的軸帶發(fā)電機設(shè)計方法，其特征在于，步驟3)中自動電壓調(diào)節(jié)器選用型號為ABB1010，最大輸出電流為10A。

4.如權(quán)利要求2所述的軸帶發(fā)電機設(shè)計方法，其特征在于，步驟4)中，在發(fā)電機最大安裝空間內(nèi)，風(fēng)壓若不能滿足大于400pa的要求，則采用強迫風(fēng)冷。

5.如權(quán)利要求2所述的軸帶發(fā)電機設(shè)計方法，其特征在于，步驟5)中，變頻器與發(fā)電機連接電纜以及變頻器與負載連接電纜的截面積為常規(guī)發(fā)電機的1.3倍。