CN203840165U - 船用发电机励磁装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种船用发电机励磁装置，涉及无刷同步发电机励磁装置，解决现有小功率发电机励磁性能不适宜船用的问题，本励磁装置的电路结构为：发电机中的主发电机通过整流器连接励磁机，励磁机与调压器连接；发电机中设有一个辅助绕组，其是定子绕组中一个独立的单相多圈式励磁绕组，是供调压器的电源绕组；辅助绕组与定子主绕组均衡分布，都嵌入于主定子铁芯槽底内，二者之间电绝缘，并用绑扎套管相互绑扎固定在定子主绕组上，并与主定子铁芯一起浸漆成一个整体。本励磁装置设计一种独立的辅助绕组作为调压器的电源，还采用与之配套的调压器，装置结构简单，维护方便，电气性能达到了大型发电机的标准，且使用安全可靠，满足了船用的特殊要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及内燃机驱动发电机组用无刷同步发电机励磁装置，尤其是指一种需强励要求的船用发电机励磁装置。
背景技术
现有中小型无刷同步发电机励磁装置根据发电机的功率不同，一般分为：以永磁机为电源的调压器励磁装置，相复励励磁装置，3次谐波励磁装置；以发电机端电压为电源的调压器励磁装置。
为保证产品的可靠性及控制成本，国内外各主要的发电机制造商生产的5～200KW的小功率发电机励磁装置主要采用以电机端电压为电源的普通调压器励磁方式。这样的励磁装置结构简单，可靠，故障率低，接线及维护方便，受环境变化影响小，因此适应性广。但这种励磁装置只能应用于普通陆用，应急备用等要求不高的场合，不能应用于船用等特殊领域。
因船用发电机有特殊的性能要求，带有普通励磁装置的小功率发电机不能满足船级社的性能要求，但采用PMG(永磁励磁机)+数字式调压器励磁方式的装置价格昂贵，不适合小功率船用发电机市场。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种需强励要求的船用发电机励磁装置，其能提高小功率发电机的电气性能，同时能降低励磁装置的成本。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种船用发电机励磁装置，所述励磁装置的电路结构为：
发电机中的主发电机通过整流器连接励磁机，励磁机与调压器连接，所述调压器是PM300调压器，所述励磁机是与调压器的“F1”与“F2”端子连接；
发电机的电机中设置了一个辅助绕组，其是发电机定子绕组中一个独立的单相多圈式励磁绕组；辅助绕组的两个输出端分别与所述调压器的“3”端子与“4/E3”端子连接，作为调压器的电源输入端，使辅助绕组成为调压器的电源绕组，调压器为发电机提供励磁电流；
所述调压器中的“4/E3”端子及“E1”端子分别连接电机的两根检测调压器电压的电压检测线；
辅助绕组与定子主绕组均衡分布，辅助绕组的线圈嵌入于主定子铁芯槽底内，定子主绕组嵌入主定子铁芯槽内的辅助绕组上面，二者之间用绝缘材料相互电绝缘，用绑扎套管将辅助绕组绑扎固定在定子主绕组上，并与主定子铁芯一起浸漆成一个整体。
所述辅助绕组是由一根φ0.8mm的漆包圆铜线，采用1/3节距并多转圈数结构及多圈的方式绕制而成的线圈。
所述辅助绕组是多转圈数结构及多圈的方式绕制而成的线圈，是指线圈由多圈，每一圈内有3-8个转圈数。
所述定子主绕组(2)与辅助绕组(AUX)之间用厚度为1.0mm的H级绝缘材料相互电绝缘。
所述绑扎套管是φ5mm的套管。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的船用发电机励磁装置改进了现有小功率发电机励磁装置的工作方式，设计一种新的独立的辅助绕组，作为调压器的电源，采用独立的辅助绕组电源和与之配套的调压器，其系统结构简单，维护方便，电气性能达到了大型发电机的标准，且安全可靠，成本增加很少，满足了船用的特殊要求，还具有较长的使用寿命和宽广的适用性。
为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1为本实用新型励磁装置的电气原理图；
图2a为本实用新型中带有定子绕组及辅助绕组的定子结构示意图；图2b为图2a的右视图；
图3为图2a-图2b中定子绕组及辅助绕组的展开图。
具体实施方式
下面结合实施例的附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
本实用新型船用发电机励磁装置中的发电机是8KW～320KW的小功率发电机，所述励磁装置的电路结构参见图1，励磁装置的电路结构如下：
发电机中的主发电机G1通过整流器V连接励磁机G2，励磁机G2与调压器11连接，本实用新型的调压器11是PM300调压器(是现有的，其是一种带有与线圈参数匹配调整的电位器的调压器)，励磁机G2是与PM300调压器的“F1”与“F2”端子连接；所述调压器11安装在发电机上部的接线箱内；
发电机的电机GEN中设置了一个辅助绕组AUX，这是一个独立的单相多圈式励磁线圈，是发电机定子绕组中一个独立的励磁绕组，其是根据发电机不同的铁芯内外径及不同的长度，充分考虑空载、普通辅助及过载等不同工况，设计相应不同长度及圈数的绕组，以控制输出符合要求的感应电压；辅助绕组AUX的两个输出端分别与所述调压器11的“3”与“4/E3”端子连接，作为调压器11的电源输入端，调压器11可以根据辅助绕组提供的独立电源，持续输出不间断的稳态短路电流，即，控制辅助绕组AUX电压输出在较小范围内，并以此为调压器的电源，满足小功率船用发电机较高的动态性能及维持较大的稳态短路电流的能力，辅助绕组AUX是调压器11的电源绕组，调压器11为整个发电机系统提供励磁电流，并控制发电机的稳态调压精度、瞬态电压调整率，并提供外部接入信号的端口。
上述调压器11中的“6”端子与“7”端子短接；“4/E3”端子连接电机GEN的T7，“E1”端子连接电机GEN的T9(图1中，T1-T3是电机GEN的三相电源线，T7与T9是调压器11的电压检测线)；调压器11中的短接线12连接时发电机运行于50Hz工况，短接线12断开时发电机运行于60Hz工况。
参见图2a-图2b，图3，辅助绕组AUX选用一根φ0.8mm的漆包圆铜线，采用小节距(1/3节距)并多圈数的结构及多圈的方式绕制而成的线圈，其中节距是指定子线圈在定子内圆上的跨距，1/3节距是指跨距为极距的1/3；所述多转圈数结构及多圈的方式绕制而成的线圈，是指线圈由多圈，每一圈内有3-8个转圈数(每一圈内的转数根据发电机型号的不同而不同，从3转到8转不等)，辅助绕组AUX与定子主绕组2均衡分布。辅助绕组AUX与定子主绕组2之间用厚度为1.0mm的H级绝缘材料相互绝缘，完全电气隔离，辅助绕组AUX的线圈嵌入主定子铁芯3的槽底内，定子主绕组2嵌入主定子铁芯3槽内的辅助绕组AUX上面，用φ5mm的绑扎套管将辅助绕组AUX绑扎固定在定子主绕组2上，然后与主定子铁芯3一起浸漆成一个整体。在发电机运行时，从空载到满载的正常工况下，以辅助绕组AUX为电源的励磁装置根据发电机端电压的变化，适时调整励磁参数，保持发电机端电压的稳定输出；当整个系统内某台设备短路或发电机机端发生电气短路时，端电压降低为零，此时，由于辅助绕组为独立的绕组，电源输出不受短路影响，还能作为稳定的励磁电源独立向励磁装置馈送励磁功率。辅助绕组的参数由不同的发电机规格确定。在配以可以调节各种相关参数的调压器11，实现对发电机从空载到满载甚至短路状态等各种工况电气参数的精确控制。图3中AX绕组为A相主绕组(B、C相未图示)；Au11，Au12为交轴辅助绕组；Au21，Au22为直轴辅助绕组,共两套。辅助绕组用一根Φ0.8mm的QZY/QXY线，6转圈为一圈，形成多圈数结构的线圈，跨距为1－11槽数，空载电压约225V。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
Claims (5)
1.一种船用发电机励磁装置，其特征在于所述励磁装置的电路结构为：
发电机中的主发电机(G1)通过整流器(V)连接励磁机(G2)，励磁机(G2)与调压器(11)连接，所述调压器(11)是PM300调压器，所述励磁机(G2)是与调压器(11)的“F1”与“F2”端子连接；
发电机的电机(GEN)中设置了一个辅助绕组(AUX)，其是发电机定子绕组中一个独立的单相多圈式励磁绕组；辅助绕组(AUX)的两个输出端分别与所述调压器(11)的“3”端子与“4/E3”端子连接，作为调压器(11)的电源输入端，使辅助绕组(AUX)成为调压器(11)的电源绕组，调压器(11)为发电机提供励磁电流；
所述调压器(11)中的“4/E3”端子及“E1”端子分别连接电机(GEN)的两根检测调压器(11)电压的电压检测线(T7，T9)；
辅助绕组(AUX)与定子主绕组(2)均衡分布，辅助绕组(AUX)的线圈嵌入于主定子铁芯(3)槽底内，定子主绕组(2)嵌入主定子铁芯(3)槽内的辅助绕组(AUX)上面，二者之间用绝缘材料相互电绝缘，用绑扎套管将辅助绕组(AUX)绑扎固定在定子主绕组(2)上，并与主定子铁芯(3)一起浸漆成一个整体。
2.如权利要求1所述的船用发电机励磁装置，其特征在于：
所述辅助绕组(AUX)是由一根φ0.8mm的漆包圆铜线，采用1/3节距并多转圈数结构及多圈的方式绕制而成的线圈。
3.如权利要求2所述的船用发电机励磁装置，其特征在于：
所述辅助绕组(AUX)是多转圈数结构及多圈的方式绕制而成的线圈是指：线圈由多圈，每一圈内有3-8个转圈数。
4.如权利要求1所述的船用发电机励磁装置，其特征在于：
所述定子主绕组(2)与辅助绕组(AUX)之间用厚度为1.0mm的H级绝缘材料相互电绝缘。
5.如权利要求1所述的船用发电机励磁装置，其特征在于：
所述绑扎套管是φ5mm的套管。
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|---|---|---|---|---|
| CN104283390A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-14 | 西安泰富西玛电机有限公司 | 一种无源自励恒压无刷同步发电机及其控制方法 |
| CN110365148A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-10-22 | 安徽德科电气科技有限公司 | 一种双绕组永磁发电机 |
| CN112072972A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 湖南湘电动力有限公司 | 一种同步发电机自动电压调节器供电方法 |
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