CN110380531A - 一种ups专用无刷同步发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种UPS专用无刷同步发电机，定子绕组、定子槽楔、转子冲片、阻尼绕组。的定子绕组采用针对抑制定子电压中3、5、7、9、11等谐波含量专用绕组。同时为有效降低谐波畸变率的影响。定子槽楔采用高导磁材料。转子冲片采用偏心结构，阻尼绕组采用全铜阻尼结构，使电压波形接近理想正弦波。本发明的优点是在带对应UPS负载容量范围内，能削弱定子电压中3、5、7、9、11次等谐波，输出相电压波形总谐波含量可小于5％，为一款针对UPS开发的专用无刷同步发电机。

Description

一种UPS专用无刷同步发电机
技术领域
本发明涉及发电技术领域，特别是涉及一种UPS专用无刷同步发电机。
背景技术
无刷同步发电机作开关电源设备的电源，工作时振荡或者直接毁坏开关电 源设备；有的用作UPS电源时而无法工作，作逆变器电源设备的电源时会破坏 逆变器，作变频器的电源时损坏变频器等等，事故不断发生。这些无刷发电机 有的是引进技术进行设计生产的，有的是直接从发达国家引进的发电机，也有 的是国内设计生产的。因此可知，国内外现面市的无刷同步发电机作为现代负 载的电源时，其适应性还不好，而这些发电机的电压波形尚不是完美的正弦波， 大部分总谐波含量大于5％。普通绕组节距带UPS负载谐波含量如下：
绕组节距 空载THD(相)％ 带UPS负载THD(相)％
2/3 3.79 7.19
5/6 3.0 6.5
用专用设备仪器分析谐波含量，发现17、19次谐波偏大。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种UPS专用无刷同步发电机，要 求带对应UPS负载容量范围内，发电机输出端相电压谐波要优于电能质量公用 电网谐波(GB/T14549-93)规定，总谐波畸变率<5％，奇次谐波畸变率<4％。
本发明采用如下技术方案：一种UPS专用无刷同步发电机，包括定子绕组、 定子槽楔、转子冲片、阻尼绕组，所述定子绕组采用双层同心式绕组，定子绕 组的每极每相槽数为4，线圈节距为11、9、7、5，并联支路数为2；
所述定子槽楔采用高强度高导磁材料；
所述转子冲片采用偏心结构，转子冲片的极弧分为四段，每段极弧由两个 不同半径极弧组成，极靴中部为均匀气隙，极靴两端为非均匀气隙，且每段极 弧上设有四个阻尼孔，每两个阻尼孔之间设有一定间距；
所述阻尼绕组采用全铜阻尼结构，且阻尼绕组由铜阻尼板、铜阻尼棒组成。
优选地，所述定子槽楔采用3491高强度高导磁材料。
优选地，所述每段极弧由两个半径为R148.4和R145.9极弧组成，阻尼孔 直径为Φ16.6，每两个阻尼孔之间的间距为9.5°。
优选地，所述铜阻尼板、铜阻尼棒焊接在一起，且铜阻尼板、铜阻尼棒都 经过加厚、加粗，增强阻尼效果。
与现有技术相比，本发明具有的优点：本发明在带对应UPS负载容量范围 内，能削弱定子电压中3、5、7、9、11次等谐波，输出相电压波形总谐波含量 可小于5％，为一款针对UPS开发的专用无刷同步发电机。
附图说明
图1是本发明的定子绕组展开示意图。
图2是本发明的转子冲片结构示意图。
图3是本发明的阻尼绕组结构示意图。
附图标记说明:a、铜阻尼棒 b、铜阻尼板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和 特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚 明确的界定。
请参阅图1、图2、图3，一种UPS专用无刷同步发电机，包括定子绕组、 定子槽楔、转子冲片、阻尼绕组，所述定子绕组采用双层同心式绕组，定子绕 组的每极每相槽数为4，线圈节距为11、9、7、5，并联支路数为2；
所述定子槽楔采用高强度高导磁材料；
所述转子冲片采用偏心结构，转子冲片的极弧分为四段，每段极弧由两个 不同半径极弧组成，极靴中部为均匀气隙，极靴两端为非均匀气隙，且每段极 弧上设有四个阻尼孔，每两个阻尼孔之间设有一定间距；
所述阻尼绕组采用全铜阻尼结构，且阻尼绕组由铜阻尼板(b)、铜阻尼棒 (a)组成。
优选地，所述定子槽楔采用3491高强度高导磁材料。
优选地，所述每段极弧由两个半径为R148.4和R145.9极弧组成，阻尼孔 直径为Φ16.6，每两个阻尼孔之间的间距为9.5°。
优选地，所述铜阻尼板(b)、铜阻尼棒(a)焊接在一起，且铜阻尼板(b)、 铜阻尼棒(a)都经过加厚、加粗，增强阻尼效果。
所述的定子绕组是这样实现的：在已知UPS负载容量范围内，每相v次谐 波畸变率THD的情况下(v＝3，5，7，9，11等)，与空载每相v次的谐波畸变率THD 计算值进行对比，从而修正每相v次的谐波畸变率THD。通过改变定子绕组匝 数Nk来调整每相v次有效匝数N1kdpv(N1为单层分布绕组的每相串联匝数，kdpv为 v次谐波绕组因数)，有针对性的抑制17、19次谐波含量，进而使总相电压波 形畸变率THD相控制在5％以内。
根据公式：一相绕组的v次谐波感应电动势有效值为：Eφv＝4.44vfN1kdpvφv， 式中，kdpv＝kdvkpv，为v次谐波绕组因数，为单层分布绕组的每相串 联匝数，f为电机频率，φv为谐波每极磁通量。
要使奇次谐波变率(v＝3，5，7，9，11等)，在绕组节距不变的情况下，谐波绕组因数kdpv不发生改变，只能通过改变绕组匝数Nk来改变 Eφv，从而改变总相电压波形畸变率THD相。
不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发 明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护 范围为准。

Claims (4)

1.一种UPS专用无刷同步发电机，其特征在于，包括定子绕组、定子槽楔、转子冲片、阻尼绕组，所述定子绕组采用双层同心式绕组，定子绕组的每极每相槽数为4，线圈节距为11、9、7、5，并联支路数为2；
所述定子槽楔采用高强度高导磁材料；
所述转子冲片采用偏心结构，转子冲片的极弧分为四段，每段极弧由两个不同半径极弧组成，极靴中部为均匀气隙，极靴两端为非均匀气隙，且每段极弧上设有四个阻尼孔，每两个阻尼孔之间设有一定间距；
所述阻尼绕组采用全铜阻尼结构，且阻尼绕组由铜阻尼板(b)、铜阻尼棒(a)组成。
2.根据权利要求1所述的UPS专用无刷同步发电机，其特征在于，所述定子槽楔采用3491高强度高导磁材料。
3.根据权利要求1所述的UPS专用无刷同步发电机，其特征在于，所述每段极弧由两个半径为R148.4和R145.9极弧组成，阻尼孔直径为Φ16.6，每两个阻尼孔之间的间距为9.5°。
4.根据权利要求1所述的UPS专用无刷同步发电机，其特征在于，所述铜阻尼板(b)、铜阻尼棒(a)焊接在一起，且铜阻尼板(b)、铜阻尼棒(a)都经过加厚、加粗。
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