[其他]复激特性逆序串激无刷励磁同步机

说明书

本发明公开一种具有复激特性的无刷励磁同步电机。它的交流励磁机定子绕组由两套绕组相同，匝数不等的绕组构成，并与主同步机定子绕组作不同方式的逆序串联连接，减少交流励磁机体积，减少定子侧等效电阻。并利用磁饱和特性，构成具有复激特性的逆序串激式无刷励磁同步电机，性能优良，结构简单，使用维修方便，成本低。

本发明涉及一种同步电机，特别是具有复激特性的逆序串激式无刷励磁同步电机。

现有技术中的同步电机，大部分是并激式，或并激式加串激式的复激式同步电机。《电力电子技术》杂志1980年3～4期中登载过“当前同步电机励磁线路”的文章。介绍了励磁线路的新技术，但其励磁机不仅体积大，而且需要一套励磁的控制、调节、检测装置，结构复杂，操作、维修不便，成本高。

1982年本技术的发明人在《北京工业学院学报》第一期上发表了“逆序串激式无刷励磁的同步电动机”的论文。文中介绍的电动机，由三相同步电动机、三相交流励磁机，自启动同步控制装置与无刷励磁线路所组成，交流励磁机的定子绕组与同步机定子绕组作逆序串联连接。当三相同步电动机定子接通三相交流电源后，电动机异步起动旋转，交流励磁机定子的逆序旋转磁场在其转子绕组中感应交流电，当转速接近同步时，此交流电是二倍频的。此交流电经旋转整流器全波整流后，输入同步电动机转子作为直流激磁，自启动及同步控制装置保证了在最佳情况下加入同步机转子直流激磁和牵入同步运行。并通过实验样机论证了该电机在其性能和励磁机的结构、体积、成本、效率等方面，比并激式或并激式加串激式的同步电机优越的多，但在其启动的可靠性和工作特性调节范围方面受到一定限制。

本发明的目的是为了实施上述的论文所述的电机原理，并在此基础上提供一种性能更加优良的，以逆序、串激方式来实现复激特性的同步电机系统。

以下结合附图来描述本发明任务的完成方式：

图1是本发明三角形接法的电路原理图;

图2是本发明星形接法的电路原理图;

图3是本发明实施例的电路连接图;

如图1所示，三相交流励磁机定子绕组（5）的每一相由两组绕法相同、匝数不等的绕组（3）、（4）组成，这两组绕组可作顺向串联（首-尾-首-尾），也可作反向串联（首-尾-尾-首），这两组绕组串联后，在中性点附近作三角形连接或星形连接，或只用两个绕组中一个绕组单独作星形连接或三角形连接之后再与主同步机定子绕组（2）在中性点附近作逆序串联。当不同用户提出不同性能要求时，可以方便灵活地通过改变其连接方式来满足用户的要求。

在主同步机的定子绕组两端并联电容（1）后，使原来理想上过原点的励磁特性变成从某一定值（电容电流）开始，从而使逆序串激式无刷电动机获得全负荷段的复激特性，同时在轻载时补偿了电动机的一部分感性电流，提高了电网的功率因数，并且在负载增加时，比不加电容的情况提前进入过激区（如果电动机的负载较稳定并经常＞0.75Pe，则可以不加电容）。对于用作与电网并联运行的逆序串激式无刷风力发电机时，由于风速变化无常，并联电容有重要的作用，风速小时发电机欠激磁，电容补偿了它的部分无功功率;而当风速高时，发电机过激磁向电网送出无功功率，加上并联电容后的增磁作用，使发电机过激的更甚，更多地向电网输送无功功率。并联电容容量以Ic＝（0.1～0.25）Ie范围选择为宜。（Ic为电容电流;Ie是发电机的额定电流）。