[实用新型]自适应同频发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，尤其是一种适合用于低速多极、动力转速不稳定的发电机的自适应同频发电机。

背景技术

风力发电机、水力发电机等大功率低速多极发电机为了达到并网发电的要求，需要在不同转速的情况下输出的电压频率保持与电网频率一致，现在直驱型发电机多数采用整流-逆变-变频的方式进行电子调整输出频率，由于逆变器结构复杂、故障率高，成本高，已成为风力、水力发电机并网发电的一大障碍。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、转速低、可直接并网且无需整流-逆变装置的自适应同频发电机，在动力转速允许的变化范围内无论主轴转速多少，输出电压频率始终保持与电网频率一致，且无需其他辅助调频手段。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

本实用新型所述的自适应同频发电机包括主轴、固定安装在主轴上的发电机转子，以及环绕设置在发电机转子周围的发电机定子，发电机定子通过轴承安装在主轴上，其特征在于：发电机转子包括爪极板、铁芯、转子线圈，铁芯固定安装在相对设置的两片爪极板之间，爪极板通过其中心的安装孔固定安装在主轴上，多个铁芯均匀分布在主轴的周围，铁芯上缠绕转子线圈；发电机定子呈圆桶状，其桶壁的两端固定连接端盖，端盖的中心通过轴承插装在主轴上，桶壁的内侧固定安装有定子线圈，定子线圈的铁芯与转子线圈的铁芯成磁隙配合；在主轴上还安装有励磁发电机和同步电动机，励磁发电机的电枢绕组固定安装在圆筒状的电枢支架的内壁上，电枢支架固定安装在主轴上，励磁发电机的励磁绕组固定安装在轴套上，轴套通过轴承套装在主轴上；轴套上同时还固定安装有电刷；所述同步电动机包括电动机定子和电动机转子，电动机定子与发电机定子固定连接，其内壁固定安装电动机定子线圈，电动机转子为永磁体转子，固定安装在轴套上；励磁发电机的励磁绕组通过电刷与励磁电源连接，电枢绕组通过导线连接转子线圈；定子线圈连接输出电压端。

上述爪极板为圆盘状，其边缘部分沿圆周均匀分布多个齿状的爪极，爪极的形状呈梯形，爪极设置成与主轴的轴线平行、垂直于爪极板。

励磁发电机的励磁绕组缠绕在励磁铁芯上，励磁铁芯固定安装在两片励磁爪极板之间，励磁爪极板为圆盘状，其边缘部分沿圆周均匀分布多个齿状的励磁爪极，励磁爪极的形状呈梯形，励磁爪极设置成与主轴的轴线平行、垂直于励磁爪极板；励磁爪极板的中心带有安装孔，多个励磁绕组以安装孔为中心均匀分布在安装孔的周围，安装孔中固定安装有安装套，安装套固定安装在轴套上。

在主轴上通过平键固定安装有连接套，两片爪极板分别固定安装在连接套的两端。

采用上述技术方案以后，本实用新型具有如下优点：

1、在规定的范围内，无论主轴转速变化，输出电压的频率始终与电网频率一致，无需整流-逆变装置，结构简单、故障率低、发电效率高；

2、采用分布式小直径的励磁线圈结构，其电阻小，励磁能耗低；

3、各旋转部件直接安装在同一主轴上，同心度高、气隙间隙小，降低生产成本，提高发电机的稳定性。

4、能满足风力发电机、水力发电机等多种转速不稳定的发电机的要求，省掉增速装置及整流-逆变电子装置，提高发电机的可靠性，且发电机直径大大降低。

5、能够自动适应电网频率的变化；

6、结构简单、有利于降低制造成本，提高运行可靠性、大幅度降低工程造价。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是励磁发电机和同步电动机部分的放大示意图；

图4是图3的B-B剖视图；

图5是爪极板的展开结构示意图。

具体实施方式

本实施例各附图采用类似剖面图的表达形式，但为了清楚表示各部分的结构和连接关系，未画出剖面线。