CN2438265Y

CN2438265Y - 一种同步发电机

Info

Publication number: CN2438265Y
Application number: CN 00223380
Authority: CN
Inventors: 李伟; 余正大; 叶光鑫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2001-07-04
Anticipated expiration: 2010-08-23

Abstract

本实用新型涉及一种自励自激无刷励磁三相工频同步发电机,包括发电机定子、转子;励磁机定子、转子和离心风扇、旋转整流器、端盖,其特征在于:在发电机定子铁芯内设有谐波绕组,励磁机定子铁芯内安装永磁钢,励磁机转子绕组经一单相全桥整流器与发电机绕组组成一闭合回路;还设有自动控制电路板。其电压波功率可控制在1.5%以内;而且对电网和无线通讯无干扰,电磁损耗小,应用范围广。

Description

一种同步发电机

本实用新型涉及一种工频交流发电装置，具体涉及一种自励自激无刷励磁三相工频同步发电机。

现有技术中，有刷励磁发电机所采用的励磁方式，其励磁功率大，存在电压波形较差、电压调节可靠性差、电子干扰大等缺点，同时结构复杂、体积也大。无刷励磁发电机品种多样，如中国专利97109852公开的“单芯双频式无刷交流同步发电机”和96245900公开的“静止可控硅整流无刷励磁发电机”，前者设置激磁装置，在一对定子、转子铁芯上构成两个互为偶数倍频率的发电系统，提供激磁电流，但起动一次需充一次磁；后者为一台设有电刷滑环的旋转磁极式三相交流发电机，由两个平面接触型无刷旋转导电机构、联轴器、可控硅整流系统组成，存在接触点发热、易磨损的缺点，而且结构复杂。

本实用新型的目的在于克服现有技术之上述不足，提供一种结构简单、电压波形好、电压可调节的自励自激无刷励磁三相工频同步发电机。

实现上述目的，本实用新型采用下述方案实现：

自励自激无刷励磁三相工频同步发电机，包括发电机电枢绕组、定子铁芯及发动机转子磁极铁芯、磁极绕组；励磁机定子绕组、定子铁芯及励磁机转子绕组、铁芯和离心风扇、旋转整流器、端盖，发电机电枢绕组嵌放在发电机定子铁芯内，励磁机定子绕组嵌放在励磁机定子铁芯内，发电机定子铁芯内设有谐波绕组，励磁机定子铁芯内设置永磁钢，发电机磁极绕组与励磁机绕组通过单向全桥整流器组成一闭合回路；自动控制电路板与谐波绕组连接还分别与励磁机定子绕组和发电机电枢绕组输出连接；所述发电机电枢绕组采用单双层绕组；所述谐波绕组跨距三倍于电枢绕组跨距；发电机定子铁芯采用斜槽；所述电控板采用AVR脉宽调制自动控制电路，包括电压取样电路、比较电路、放大电路、开关电路、功放和过压保护电路；所述单向全桥整流器上设置RC过压保护电路。

这种结构的自励自激无刷励磁三相工频同步发电机，设计合理，具有以下优点：

1．设置自动稳压装置，电压波动率可控制在1.5％以内。

2．装置结构简单、紧凑、体积小、便于维修。

3．对电网和无线通讯无干扰，电磁损耗小，而且定子铁芯采用斜槽，可削弱高次谐波。

4．用于野外无电源地区作动力、照明电源。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是自励自激无刷励磁三相工频同步发电机结构示意图。

图2是自励自激无刷励磁三相工频同步发电机电路图。

图3是自励自激无刷励磁三相工频同步发电机AVR电路原理图。

见图1，本实用新型同步发电机由发电机电枢绕组6、发电机定孑铁芯7组成发电机定子，由发电机转子磁极铁芯3和磁极绕组4组成发电机转子；由励磁机定子绕组10、励磁机定子铁芯11组成励磁机定子；由励磁机转子绕组13和励磁铁芯12组成励磁机转子。励磁机定子铁芯11内设置稀土钕铁硼磁钢；本实用新型还包括前端盖5、后端盖9、发电机转轴1、离心风扇2，还设置单相全桥整流器、发电机谐波绕组、自动控制电路板和电压调节器，图中8是螺栓，14是后轴承，15是发电机风罩。发电机和励磁机转子安装于同一轴上，发电机磁极绕组4与励磁机绕组13通过安装在风扇上的单相全桥整流器组成一闭合回路。发电机定子铁芯7安装在前端盖5内，励磁机定子铁芯11安装在后端盖9内，发电机电枢绕组6按一定跨距嵌放在发电机定子铁芯内，励磁发电机定子绕组10按一定跨距嵌放在励磁机定子铁芯内，发电机电枢绕组采用单双层绕组谐波绕组跨距三倍于电枢绕组跨距，发电机定子铁芯采用斜槽。

见图2，其电路由励磁机定子绕组10、转子绕组13、单相全桥整流器17，RC保护电路元件18、19、20、21，发电机磁极绕组4、电枢绕组6组成，还设有发电机谐波绕组16、自动控制电路板22和手动电压调节器27，图中23-26是自动控制电路板22的接头。

见图3，AVR自动控制电路板由电压取样电路、比较电路、放大电路、开关电路、功放和过压保护电路组成。发电机电枢绕组输出的交流电压，经电压取样滤波后送至比较电路和开关电路，一个电源U₂供开关电路，使其常闭开关触点打开，另一电源U₁与给定电源U₂进行比较，若U₁＞U₂，即电枢绕组输出电压比给定电压值高时，比较电路的输出信号U₂会变高。由于放大电路是一个反相电压放大，即放大电路输出信号U₅会变低，从而通过功放管使励磁电流降低，达到了降低输出电压的目的，反之，若输出电压降低而使U₁＜U₂，则AVR电路会使励磁电流增大，从而提高输出电压。

开关电路的作用是：当电压升高时它是一常开电路，当负载增加时，电枢绕组输出电压会突然下降，当电压降到某一点时，开关电路会自动闭合，从而使发电机励磁绕组得到最大电流，相应的电枢绕组也会输出最大功率，使发电机起动性能得到加强，AVR电路就是这样根据电压的变化，自动调节励磁电流，以达到稳定输出电压的目的。

整机工作原理如下：发电机由原动机驱动，发电机励磁机定子铁芯11内安装的永磁铁产生初次磁场，通过电磁感应在旋转的励磁机转子绕组13中感应出一交流电势经整流后供发电机转子绕组4励磁从而建立发电机转子的初级磁场，发电机转子旋转的初级磁场切割定子电枢磁力线，即可在发电机电枢绕组6和谐波绕组16中感应出交流电压，发电机谐波绕组16的电压经AVR电压自动调节器27供给励磁机定子绕组10一直流电源使励励磁机磁场得到加强，并最终使发电机输出稳定的三相工频电源。

Claims

1．自励自激无刷励磁三相工频同步发电机，包括发电机电枢绕组、定子铁芯及发电机转子磁极铁芯、磁极绕组；励磁机定子绕组、定子铁芯及励磁机转子绕组、铁芯和离心风扇、旋转整流器、端盖，其特征在于：在发电机定子铁芯内设有谐波绕组，励磁机定子铁芯内设置永磁钢，励磁机转子绕组经一单相全桥整流器与发电机励磁绕组组成一闭合回路；自动控制电路板与谐波绕组连接，还分别与励磁机定子绕组和发电机电枢绕组的输出连接；所述发电机电枢绕组采用单双层绕组；所述谐波绕组跨距三倍于电枢绕组跨距；发电机定子铁芯采用斜槽。

2．如权利要求1所述的发电机，其特征在于：所述自动控制电路板采用AVR脉宽调制自动控制电路，包括电压取样电路、比较电路、放大电路、开关电路、功放和过压保护电路。

3．如权利要求1所述的发电机，其特征在于：所述单相全桥整流器上设置RC过压保护电路。