CN112421839A - 一种无刷直流起动发电机绕组结构 - Google Patents
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Abstract
本申请属于起动发电机领域，特别涉及一种无刷直流起动发电机绕组结构，包括第一三相绕组，所述第一三相绕组为Y型连接，三个首端分别为A1、B1、C1；第二三相绕组，所述第二三相绕组为开式连接，包括三个末端X2、Y2、Z2，以及三个首端A2、B2、C2；其中，第一三相绕组的三个首端与第二三相绕组的三个末端或者与三条导线选择性的连接；第一三相绕组与第二三相绕组之间相差设定的电角度；第二三相绕组的三个末端通过接触器选择性的接合，从而使第二三相绕组能够在开式连接与Y型连接之间转换。采用本发明起动全过程按单套绕组进行控制，降低了控制算法及控制电路的复杂度，不存在两套绕组之间的环流提高了起动效率，在高速阶段不需要进行弱磁升速。
Description
技术领域
本申请属于起动发电机领域，特别涉及一种无刷直流起动发电机绕组结构。
背景技术
现有的无刷直流起动发电机为降低发电时的电压脉动，需采用两套互差30°电角度的三相Y型连接的绕组，因两套绕组相位不同，起动时需分别控制两套绕组电流的大小及相位，控制算法及控制电路复杂，若控制精度较差时，因两套绕组反电势存在相位差，会形成较大的环流，使得起动时电机电枢电流增大，增加电机及起动发电控制器的发热，降低起动效率。同时在起动过程中随着电机转速的增加电机反电势增加，当反电势大小与电源电压相等时，电源无法向电机注入电流导致电机电磁转矩急剧下降，使得电机转速无法进一步上升，现有技术是电机进入高速区时通过减小发电机励磁电流或通过向电枢绕组注入去磁分量对发电机进行弱磁升速，减小发电机的励磁电流需对发电机进行励磁控制，向电枢绕组注入去磁分量增大了电枢电流，降低了起动效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供一种无刷直流起动发电机绕组结构，包括：
第一三相绕组，所述第一三相绕组为Y型连接，三个首端分别为A1、B1、C1；
第二三相绕组，所述第二三相绕组为开式连接，包括三个末端X2、Y2、Z2，以及三个首端A2、B2、C2；
其中，所述第一三相绕组的三个首端与所述第二三相绕组的三个末端或者与三条导线选择性的连接；
所述第一三相绕组与所述第二三相绕组之间相差设定的电角度；
所述第二三相绕组的三个末端通过接触器选择性的接合，从而使所述第二三相绕组能够在开式连接与Y型连接之间转换。
优选的是，所述第一三相绕组的三个首端通过三相两触点接触器与所述第二三相绕组的三个末端或者与三条导线选择性的连接，
所述三相两触点接触器，包括第一连接状态及第二连接状态，在所述第一连接状态下，所述第一三相绕组的三个首端与所述第二三相绕组的三个末端连接；在所述第二连接状态下，所述第一三相绕组的三个首端与三条导线直连，三条导线分别具有电流输入端A3、B3、C3。
优选的是，所述设定的电角度为30°。
优选的是，所述第一三相绕组较所述第二三相绕组超前30°电角度。
优选的是，所述接触器包括相互串联的第一开关与第二开关，第一三相绕组的三个首端与第二三相绕组的三个首端之间分别引出三条控制线L1、L2、L3，所述第一开关设置在控制线L1与控制线L2之间，所述第二开关设置在控制线L3与控制线L2之间。
在进行发电机起动时，在低速阶段，两套绕组通过三相两触点接触器串联后控制器从A2、B2、C2端向电枢绕组通入电流，仅需控制一套绕组，高速阶段，通过三相两触点接触器转换切掉第二三相绕组，控制器从A3、B3、C3端向电枢绕组通入电流。起动结束后，通过接触器使得第二三相绕组形成三相Y型连接绕组，与第一三相绕组形成两套互差30°电角度的三相Y型连接的绕组，之后一起接入起动发电控制器，连接起动发电控制器内部的整流电路。
采用本发明起动全过程按单套绕组进行控制，降低了控制算法及控制电路的复杂度，不存在两套绕组之间的环流提高了起动效率，在高速阶段不需要进行弱磁升速。
附图说明
图1是本申请提供的无刷直流起动发电机绕组结构的起动低速阶段绕组拓扑结构示意图。
图2是本申请提供的无刷直流起动发电机绕组结构的起动高速阶段绕组拓扑结构示意图。
图3是本申请提供的无刷直流起动发电机绕组结构的发电阶段绕组拓扑结构示意图。
其中，1-第一三相绕组；2-三相两触点接触器；3-第二三相绕组；4-接触器。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
本发明的目的是提供一种起动时只需按一套绕组进行控制，发电时仍为两套互差30°电角度的三相Y型连接的绕组，且在起动全过程中无需进行弱磁升速的无刷直流起动发电机绕组结构。
如图1所示，本申请提供一种无刷直流起动发电机绕组结构，包括：
第一三相绕组1，所述第一三相绕组1为Y型连接，三个首端分别为A1、B1、C1；
第二三相绕组3，所述第二三相绕组2为开式连接，包括三个末端X2、Y2、Z2，以及三个首端A2、B2、C2；
其中，所述第一三相绕组1的三个首端与所述第二三相绕组3的三个末端或者与三条导线选择性的连接；
所述第一三相绕组1与所述第二三相绕组3之间相差设定的电角度；
所述第二三相绕组3的三个末端通过接触器4选择性的接合，从而使所述第二三相绕组3能够在开式连接与Y型连接之间转换。
本领域技术人员熟知的是，开式连接与Y型连接为相对关系，如图1所示，三相电的Y型接法是将各相电源或负载的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为三相电的三条相线，即把三个线圈的末端X、Y、Z连接在一起，成为三个线圈的公用点，通常称它为中点或零点，并用字母O表示。供电时，引出四根线：从中点O引出的导线称为中线或零线；从三个线圈的首端引出的三根导线称为A线、B线、C线，统称为相线或火线。在Y型接线中，如果中点与大地相连，中线也称为地线。开式连接的三个末端没有连接在一起。
在一些可选实施方式中，所述第一三相绕组1的三个首端通过三相两触点接触器2与所述第二三相绕组3的三个末端或者与三条导线选择性的连接，
所述三相两触点接触器2，包括第一连接状态及第二连接状态，在所述第一连接状态下，所述第一三相绕组1的三个首端与所述第二三相绕组3的三个末端连接；在所述第二连接状态下，所述第一三相绕组1的三个首端与三条导线直连，三条导线分别具有电流输入端A3、B3、C3。
在一些可选实施方式中，所述设定的电角度为30°。
在一些可选实施方式中，所述第一三相绕组1较所述第二三相绕组3超前30°电角度。
在一些可选实施方式中，所述接触器4包括相互串联的第一开关与第二开关，第一三相绕组1的三个首端与第二三相绕组3的三个首端之间分别引出三条控制线L1、L2、L3，所述第一开关设置在控制线L1与控制线L2之间，所述第二开关设置在控制线L3与控制线L2之间。
下面结合附图1至图3对本申请的无刷直流起动发电机绕组结构工作原理做进一步详细说明。
如图1所示，本申请包括一套Y型连接的三相绕组，包括A1、B1、C1，一套开式三相绕组，包括A2-X2、B2-Y2、C2-Z2。其中A1相绕组超前A2-X2相绕组30°电角度，B1相绕组超前B2-Y2相绕组30°电角度，C1相绕组超前C2-Z2相绕组30°电角度。A1与X2之间，B1与Y2之间，C1与Z2之间，接入一三相两触点接触器2，同时开式绕组的X2、Y2、Z2端接入接触器4。起动时，在低速阶段如图1所示，两套绕组通过三相两触点接触器串联后控制器从A2、B2、C2端向电枢绕组通入电流，仅需控制一套绕组，高速阶段如图2所示，通过三相两触点接触器转换切掉第二三相绕组，控制器从A3、B3、C3端向电枢绕组通入电流。起动结束后如图3所示，通过接触器使得第二三相绕组形成三相Y型连接绕组，与第一三相绕组形成两套互差30°电角度的三相Y型连接的绕组，之后一起接入起动发电控制器，连接起动发电控制器内部的整流电路。
采用本发明起动全过程按单套绕组进行控制，降低了控制算法及控制电路的复杂度，不存在两套绕组之间的环流提高了起动效率，在高速阶段不需要进行弱磁升速。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无刷直流起动发电机绕组结构，其特征在于，包括：
第一三相绕组(1)，所述第一三相绕组(1)为Y型连接，三个首端分别为A1、B1、C1；
第二三相绕组(3)，所述第二三相绕组(2)为开式连接，包括三个末端X2、Y2、Z2，以及三个首端A2、B2、C2；
其中，所述第一三相绕组(1)的三个首端与所述第二三相绕组(3)的三个末端或者与三条导线选择性的连接；
所述第一三相绕组(1)与所述第二三相绕组(3)之间相差设定的电角度；
所述第二三相绕组(3)的三个末端通过接触器(4)选择性的接合，从而使所述第二三相绕组(3)能够在开式连接与Y型连接之间转换。
2.根据权利要求1所述的无刷直流起动发电机绕组结构，其特征在于：
所述第一三相绕组(1)的三个首端通过三相两触点接触器(2)与所述第二三相绕组(3)的三个末端或者与三条导线选择性的连接，
所述三相两触点接触器(2)，包括第一连接状态及第二连接状态，在所述第一连接状态下，所述第一三相绕组(1)的三个首端与所述第二三相绕组(3)的三个末端连接；在所述第二连接状态下，所述第一三相绕组(1)的三个首端与三条导线直连，三条导线分别具有电流输入端A3、B3、C3。
3.根据权利要求1所述的无刷直流起动发电机绕组结构，其特征在于：
所述设定的电角度为30°。
4.根据权利要求3所述的无刷直流起动发电机绕组结构，其特征在于：
所述第一三相绕组(1)较所述第二三相绕组(3)超前30°电角度。
5.根据权利要求1所述的无刷直流起动发电机绕组结构，其特征在于：
所述接触器(4)包括相互串联的第一开关与第二开关，第一三相绕组(1)的三个首端与第二三相绕组(3)的三个首端之间分别引出三条控制线L1、L2、L3，所述第一开关设置在控制线L1与控制线L2之间，所述第二开关设置在控制线L3与控制线L2之间。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010028202A1 (en) * | 2000-04-05 | 2001-10-11 | Xianzhen Chen | Stator winding for a variable speed brushless direct current (DC) Motor |
| CN101267174A (zh) * | 2008-01-17 | 2008-09-17 | 中国矿业大学 | 无刷双馈电机的启动方法及装置 |
| CN103391030A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-13 | 中达电机股份有限公司 | 电机的软启动电路 |
| CN104393792A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-03-04 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种低压起动/发电机的绕组及变换方法 |
| CN104935223A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-23 | 上海电机学院 | 永磁同步电动机绕组的切换控制系统以及方法 |
| CN208754089U (zh) * | 2018-05-14 | 2019-04-16 | 西安清泰科新能源技术有限责任公司 | 一种电机绕组切换装置 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010028202A1 (en) * | 2000-04-05 | 2001-10-11 | Xianzhen Chen | Stator winding for a variable speed brushless direct current (DC) Motor |
| CN101267174A (zh) * | 2008-01-17 | 2008-09-17 | 中国矿业大学 | 无刷双馈电机的启动方法及装置 |
| CN103391030A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-13 | 中达电机股份有限公司 | 电机的软启动电路 |
| CN104393792A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-03-04 | 陕西航空电气有限责任公司 | 一种低压起动/发电机的绕组及变换方法 |
| CN104935223A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-23 | 上海电机学院 | 永磁同步电动机绕组的切换控制系统以及方法 |
| CN208754089U (zh) * | 2018-05-14 | 2019-04-16 | 西安清泰科新能源技术有限责任公司 | 一种电机绕组切换装置 |
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