CN1610221A - 一种自励无刷式三相同步发电机 - Google Patents

Abstract

一种自励无刷式三相同步发电机，由机座、组成电机转子的转轴、磁极冲片组合、磁极绕组、电机定子等构成，其特征是：组成转子用的硅钢片其“十”字形的相邻两边结合部增设一个能增加磁级线圈支撑稳固性的凸出状平台，并且在每片硅钢片上增设至少八个能组成与转轴同轴向排列的通风孔洞，同时，所述的转子上设置着由带圆角的方形黄铜棒组成的转子阻尼棒；所述电机转子上的磁极绕组由外敷聚酰亚胺薄膜的方铜线绕制构成；此外，所述转轴用35CrAoM高级优质合金钢制成；其电机转轴、机座等构架均比传统发电机缩短8－10％。该种发电机，在增强磁极绕组的绝缘耐温等级和降低转子铁芯温升方面具有明显优势，达到全面提高发电机使用性能的发明目的。

Description

一种自励无刷式三相同步发电机

技术领域

本发明涉及一种自励无刷式三相同步发电机，属三相同步发电机类，是一种适用于自备电源和野外独立电源供电用的专项设备。

背景技术

自励无刷式三相同步发电机是目前自备电源用户与野外独立电源使用单位常用的发电机，由于受到长期以来存在的传统设计观念的束缚，以及选材上的局限性，无论是在外部形态还是在内部结构上都还保持着老面孔。外观个体较大，重量也不轻，内部结构始终沿用传统的电枢、转子结构理念进行设计，无法有效解决电机运转中极易产生的转子铁芯温升和磁极绕组时常产生的绝缘耐温等级有限等问题。

因此，如何对现有自励无刷式三相同步发电机进行结构上的创新和改进，增强磁极绕组的绝缘耐温等级和降低铁芯温升，提高整个发电机的工作性能，这已经成为发电机研发生产单位及使用客户的一种期望。

发明内容

本发明的目的：旨在提供一种自励无刷式三相同步发电机，希望它不仅具有目前传统三相同步发电机的同功率相似发电性能，而且在增强磁极绕组的绝缘耐温等级和降低转子铁芯温升方面具有明显优势，达到全面提高发电机使用性能的最终目的。

这种自励无刷式三相同步发电机，由机座2、组成电机转子的转轴1、磁极冲片组合5、磁极绕组3，以及组成电机定子的电枢槽形6共同构成，其特征在于：A、组成转子用的硅钢片9其“十”字形的相邻两边结合部增设一个能大大增加磁极线圈11支撑稳固性的凸出状平台7，并且在每片硅钢片9上增设至少八个通风孔洞，并由全部排列整齐的硅钢片9上的所有孔洞组成与转子转轴1同轴向排列的通风孔10，同时，所述的转子上设置着由带圆角的方形黄铜棒组成的转子阻尼棒8。

B、所述电机转子上的磁极绕组3由外敷聚酰亚胺薄膜的方铜线绕制构成。

所述的转轴由35CrMoA电机用高级优质合金钢替代普通电机机轴用的45#优质钢，并且所采用的转轴长度比同功率传统发电机轴缩短8％。

所述的机座2的长度也比相应功率的传统发电机机座长度缩短10％。

根据以上技术方案设计的这种自励无刷式三相同步发电机，与目前传统方法设计的同功率三相同步发电机相比，具有以下优点：

1、由于用改进后具有凸出状平台的硅钢片形状，不仅可以取消磁极线圈的直角支撑件，而且大大增强了线圈的支撑强度；

2、在组成转子铁芯硅钢片上增设互相贯通的孔洞组成的通风孔以后，有利于增强转子磁极线圈的结构强度，也为降低运转中转子铁芯的升温，克服运转过程中的温升弊端提供了有效的技术支持；

3、用聚酰亚胺薄膜方铜线替代漆包圆铜线绕制的磁极线圈，不仅有利于提高发电机磁极绕组的绝缘质量，也为提高运转中电机转子的绝缘耐温等级提供了可靠保证。

4、由于采用35CrMoA高级优质合金替代通用的45#优质钢做转轴，同时又将转轴、机座以及相配的定子缩短8-10％，因次即可以提高电机的各项机械性能指标，又减小了电机的体积和重量。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为本实用新型所用硅钢片平面结构示意图；

附图3为本实用新型磁极绕组分布示意图。

图中：1、转轴  2、机座  3、磁极绕组  4、阻尼绕组  5、磁极冲片组合  6、风扇组合件  7、凸出状平台  8、转子阻尼棒  9、硅钢片  10、通风孔  11、磁极线圈。

具体实施方式

如图所示的这种自励无刷式三相同步发电机，是对传统的普通型自励式三相同步发电机的一种创造性改进，主要体现在以下几个方面：

其一、对传统发电机中组成电机转子的硅钢片9的平面形状和硅钢片平面上进行重新布局设计，这种新设计包含三项技术内容：一是在硅钢片9的“十”字形的相邻两边结合部增设一个凸出状平台7；二是在每片硅钢片9上增设若干个孔洞(一般情况下以8个孔洞为宜)；三是使增设孔洞以后的硅钢片导磁面积应大于同型号发电机原有规格硅钢片。

其二、在所述电机转子上设置由带圆角的方形黄铜棒组成的转子阻尼棒8，由它来替代传统发电机由圆形铝棒组成的转子阻尼棒；并由这改进后的方形黄铜棒组成的转子阻尼棒8与设于转子两端的黄铜端板组成新型的阻尼绕组4。

其三、采用聚酰亚胺薄膜方铜线代替传统由漆包圆线绕制磁极线圈11。

其四、采用35CrMoA高级优质合金钢替代目前通用的44#优质钢做电机转轴。

其五、将该电机的转轴、机座以及相匹配的定子等构架件均缩短了8-10％，从外观上减小体积和减轻电机重量。

本发明在技术上采用的上述五项新技术，应该说是对传统自励式三相同步发电机的一种大胆突破。

在对硅钢片平面设计的改进中，它并没有增加硅钢片的材料消耗，仅是将原本要冲下去的硅钢片废料让其留下来，不仅变成有效的支撑材料，还会适当地增加电机转子的导磁面积；同时，由于在硅钢片上增设八个孔洞，使组成铁芯后的电机转子的主体上形成八个与电机转轴1同轴向的八个通风孔10，这八个通风孔的存在，不仅可以明显增强转子磁极线圈的机械强度，也能十分有效地降低电机长期连续运转中导致的转子铁芯温升现象，既为延长发电机连续工作时间创造条件，也会为延长发电机工作寿命提供技术保障。

此外，在本技术方案中采用聚酰亚胺薄膜包裹的方铜线绕制磁极线圈，这是发电机行业从未采用的一种技术方案，这不仅对提高磁极绕组的绝缘性能提供强有力保障，而且对提高磁极线圈的绝缘耐温等级也是一个十分有效的技术支撑。

同时，通过将转子阻尼棒8由传统的圆形铝棒改为带圆角的方形黄铜棒，并让其与设于它两端的黄铜端板焊接成组成新型的阻尼绕组结构，这种阻尼绕组是目前所有电机中没有采用过的独创结构。它既能增强阻尼效果和构件的机械强度，同时，也在减小阻尼棒面积的同时增加了磁极导磁面积。

对于发电机外观尺寸的改进，以及电机转轴材料的替换，这也是前人不敢进行的大胆改进，这种革新不仅使发电机各部分结构更加紧凑，使体积和重量有所减小，特别是转轴材质的改进使其机械性能指标明显提高。

总之由于以上种种创新，为电机产品的升级换代提供了技术支持，也达到了本发明的最终目的。

Claims (3)

1、一种自励无刷式三相同步发电机，由机座(2)、组成电机转子的转轴(1)、磁极冲片组合(5)、磁极绕组(3)，以及组成电机定子的电枢槽形(6)共同构成，其特征在于：A、组成转子用的硅钢片(9)其“十”字形的相邻两边结合部增设一个能大大增加磁极线圈(11)支撑稳固性的凸出状平台(7)，并且在每片硅钢片(9)上增设至少八个通风孔洞，并由全部排列整齐的硅钢片(9)上的所有孔洞组成与转子转轴(1)同轴向排列的通风孔(10)，同时，所述的转子上设置着由带圆角的方形黄铜棒组成的转子阻尼棒(8)；B、所述电机转子上的磁极绕组(3)由外敷聚酰亚胺薄膜的方铜线绕制构成。

2、如权利要求1所述的一种自励无刷式三相同步发电机，其特征在于：所述电机转子的转轴(1)由35CrMoA电机用高级优质合金钢替代普通电机机轴用的45#优质钢，并且所采用的转轴长度比同功率传统发电机轴缩短8％。

3、如权利要求1所述的一种自励无刷式三相同步发电机，其特征在于：所述的机座(2)的长度也比相应功率的传统发电机机座长度缩短10％。

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