CN108054892B - 一种箱式十二相整流发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种整流发电机，具体为箱式十二相同步无刷励磁整流发电机，主要由箱式机座、定子机构、转子机构、励磁机、冷却器和接线盒组成。采用三机无刷励磁系统，不需要外接电源，适应于独立孤岛运行。本发明整体防护等级高，采用多极数、高频率设计，输出电压波形为方波，输出电压单位时间内波形密集，整流连续性好，提高供电质量。较高的防护等级和低振动、低噪音等特点使其可适用于船舰、海洋平台等特殊要求的环境。
Description
技术领域
本发明涉及发电机技术领域，具体涉及一种箱式十二相同步无刷励磁整流发电机。
背景技术
随着电力系统的发展，越来越多的场合需要能够独立孤网运行的发电机系统，由于交流电存在相位差问题，不会产生低频振荡，且直流输电成本低，占用空间小，控制简单，因此很多场合需要整流发电机，例如船舶、军舰、海洋平台、分布式能源等。为了得到更好的直流电，需要在同个时间周期内产生更多的波峰且波峰为直线或近似直线，为了实现该目的，多相、方波发电机应运而生，其可靠性高（可缺相运行）、输出波形趋近理想化等特点使之成为整流发电机的发展趋势。如何优化发电机的结构使其运行更加安全可靠一直是该类发电机研究的重点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种箱式十二相整流发电机，具有高防护等级、安全可靠、安装方便、维护简单、可独立运行、输出波形理想的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种箱式十二相整流发电机，主要由箱式机座、定子机构、转子机构、励磁机、冷却器和接线盒组成，其特征在于：所述发电机为箱式十二相同步无刷励磁整流发电机；所述定子机构主要由绕组定子铁心和定子线圈构成；所述转子机构主要由凸极实心磁极转子和转子线圈构成；所述励磁机主要由励磁机电枢、励磁机定子、永磁机转子、永磁副励磁机定子、旋转整流模块和励磁支架构成。
进一步地，所述凸极实心磁极转子由转轴、合金钢极靴、极靴螺栓和磁极撑块组成。
进一步地，所述绕组定子铁心由硅钢片叠压而成，所述定子线圈由圆铜线绕制而成，所述转子线圈为成型圈式线圈。
进一步地，所述箱式机座由钢板焊接成型，所述冷却器为空水冷却器，设置于所述箱式机座的上方，所述空水冷却器的芯体竖直放置且偏心布置。
进一步地，所述接线盒为方形，安装在所述箱式机座上，由焊接的钢板接线盒体、出线端子和格兰头组成，所述接线盒具有二十四个出线口。
进一步地，所述发电机的防护等级为IP54,输出电压频率为120Hz，输出电压波形为方波。
进一步地，所述箱式机座上设置有通风道，能均匀地将热风排出，确保发电机正常运行。
进一步地，所述发电机还设置有离心式风扇，所述离心式风扇单侧布置，风路为单侧抽风。
进一步地，所述发电机还设置有漏水监控仪。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明采用三机无刷励磁系统，其中永磁副励磁机可提供控制系统用电，不需要外接电源，因此发电机适应于独立孤岛运行。
（2）本发明采用箱式结构，整体防护等级高，达到IP54以上，发电机吊装、安装方便，适用于陆地、移动电站、海洋等环境。
（3）本发明采用多极数、高频率设计，输出电压单位时间内波形密集，整流连续性好，提高供电质量。
（4）本发明采用实心磁极凸极设计，极靴和转轴均使用合金钢，极靴和线圈可单独加工制造，能非常好的调节磁极形状、转子线圈参数等，从而控制电压输出波形为方波或近似方波，解决了叠压冲片式铁芯的特殊形状制造困难、加工繁复、线圈绕制局限等缺陷。
（5）本发明输出电压波形为方波，较好地解决了整流发电机整流后直流电压波形为曲线的缺点，使输出的直流电为近似理论直线波形。
（6）本发明可以很好的解决常规机组的使用环境限制，较高的防护等级和低振动、低噪音等特点使其可适用于船舰、海洋平台等特殊要求的环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种箱式十二相同步无刷励磁整流发电机，主要由箱式机座1、定子机构、转子机构、励磁机2、冷却器3和接线盒4组成。其中，箱式机座1由钢板焊接成型，箱式机座1上设置有通风道，能均匀地将热风排出，确保发电机正常运行。本发明的发电机防护等级为IP54,输出电压频率为120Hz，输出电压波形为方波，输出电压单位时间内波形密集，整流连续性好，提高了供电质量。
定子机构主要由绕组定子铁心5和定子线圈构成。绕组定子铁心5由硅钢片叠压而成，定子线圈由圆铜线绕制而成。
转子机构主要由凸极实心磁极转子和转子线圈构成，转子线圈为成型圈式线圈，凸极实心磁极转子由转轴6、合金钢极靴7、极靴螺栓8、磁极撑块9组成。本发明的转子机构清晰、有序，易于操作，且转轴6、合金钢极靴7和转子线圈可同时制造。实心磁极转子采用凸极设计，极靴和转轴均使用合金钢，能非常好地调节磁极形状、转子线圈参数等，从而控制电压输出波形为方波或近似方波，解决了叠压冲片式铁芯的特殊形状制造困难、加工繁复、线圈绕制局限等缺陷。另一方面，发电机输出电压波形为方波，较好地解决了整流发电机整流后直流电压波形为曲线的缺点，使输出的直流电为近似理论直线波形。
励磁机2主要由励磁机电枢10、励磁机定子11、永磁机转子12、永磁副励磁机定子13、旋转整流模块14和励磁支架15构成。旋转整流模块14用于连接励磁机2和转子机构和定子机构，将励磁机2发出的电供给给转子机构和定子机构，使其产生电磁场。永磁副励磁机可提供控制系统用电，不需要外接电源，使发电机适应于独立孤岛运行。
冷却器3具体为空水冷却器，设置于箱式机座1的上方，空水冷却器的芯体竖直放置且偏心布置。箱式机座1的两端使用带散热片的铸铁端盖，通过加工外圆使其与机座配合形成隔爆结合面，端盖的内圆设计有轴承室，用于安装滚动轴承。
本发明还设置有离心式风扇16，离心式风扇16为单侧布置，风路为单侧抽风。离心式风扇16和转轴6一起旋转产生沿着机座散热片方向的气流从而保证发电机散热迅速。
接线盒4为方形接线盒，安装在箱式机座1上，由焊接的钢板接线盒体、出线端子和格兰头组成，接线方式为接线柱，出线方式为格兰头，具有二十四个出线口，对应十二相。发电机还设置有漏水监控仪17，安装在箱式机座1外，用于监控发电机是否漏水。
以上所述实施例仅仅是对本发明技术方案的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种箱式十二相整流发电机，包括箱式机座、定子机构、转子机构、励磁机、冷却器和接线盒，其特征在于：所述发电机为箱式十二相同步无刷励磁整流发电机；所述定子机构主要由绕组定子铁心和定子线圈构成；所述转子机构主要由凸极实心磁极转子和转子线圈构成；所述励磁机主要由励磁机电枢、励磁机定子、永磁机转子、永磁副励磁机定子、旋转整流模块和励磁支架构成；所述凸极实心磁极转子由转轴、合金钢极靴、极靴螺栓和磁极撑块组成；所述绕组定子铁心由硅钢片叠压而成，所述定子线圈由圆铜线绕制而成，所述转子线圈为成型圈式线圈；所述箱式机座由钢板焊接成型，所述冷却器为空水冷却器，设置于所述箱式机座的上方，所述空水冷却器的芯体竖直放置且偏心布置；所述接线盒为方形，安装在所述箱式机座上，由焊接的钢板接线盒体、出线端子和格兰头组成，所述接线盒具有二十四个出线口。
2.根据权利要求1所述的箱式十二相整流发电机，其特征在于：所述发电机的防护等级为IP54，输出电压频率为120Hz，输出电压波形为方波。
3.根据权利要求2所述的箱式十二相整流发电机，其特征在于：所述箱式机座上设置有通风道，能均匀地将热风排出，确保发电机正常运行。
4.根据权利要求3所述的箱式十二相整流发电机，其特征在于：所述发电机还设置有离心式风扇，所述离心式风扇单侧布置，风路为单侧抽风。
5.根据权利要求4所述的箱式十二相整流发电机，其特征在于：所述发电机还设置有漏水监控仪。
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