[实用新型]一种永磁同步发电机输出电压的调整装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种永磁同步发电机的输出电压调整装置，是利用双绕组变压器低压边绕组串连接入发电机输出与负载回路中的不同方式实现发电机输出电压调节的装置。 

背景技术

永磁同步发电机具有可靠性高、功率密度高、效率高以及体积小等优点，在汽车用电源以及其他移动电源等应用场合比传统的电励磁发机具有更多的优势，在移动电源领域永磁发电机越来越多地取代传统同步发电机。但是永磁同步电机由于转子采用永磁磁钢励磁，电机内的永磁磁场从外面调节不容易，当发电机运行温度升高时，永磁磁钢会产生可逆退磁，永磁磁场有所变弱，发电机输出电压降低，温度引起的电压变化超过额定电压的5％以上，不符合负载的额定电压要求。另外，当负载变大时，发电机的输出电压进一步降低。通常永磁发电机的电压变化率在±10％左右，对负载设备的可靠运行甚至安全以及寿命产生危害。 

在一些对电压质量要求较高的场合，为了减小永磁发电机输出电压的变化范围，通常采用混合励磁同步发电机，通过重新设计的混合励磁发电机中的电励磁部分来调节电机内部的磁场，从而调节发电机的输出电压，使之满足电压调整率要求。但是混合励磁发电机结构复杂，成本较高，且增加了励磁控制器，进一步增加了发电机的复杂性。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对永磁同步发电机运行中输出电压变化较大的缺陷，提供一种将双绕组变压器低压边绕组串连接入永磁发电机输出与负载回路中的电压调整装置，使发电机输出到负载的电压稳定在额定电压附近的一定范围之内。 

本发明所述的永磁同步发电机输出电压的调整装置，其特征是三相双绕组变压器的高压边绕组连接永磁发电机的输出端，高压边绕组的抽头连接到中性点； 

低压边绕组有1个中间抽头、低压边绕组有3个抽头或高压边绕组有1个抽头。 

所述低压边绕组有3个抽头时，低压边绕组抽头间的电压比例从右至左为6∶6∶6∶4。 

本实用新型的有益效果是，可以用变压器低压边绕组串连接入负载回路实现永磁同步发电机输出电压的调节，使发电机的输出电压稳定在额定电压附近的较小范围内。同时变压器的额定容量仅为发电机容量的大约10％左右，即变压器额定容量∶发电机额定容量＝1∶k，即变压器高低压边电压变比的倒数。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型作详细说明： 

图1为用低压边单抽头变压器实现发电机电压调整的电路原理图； 

图2为用低压边多抽头变压器实现发电机电压调整的电路原理图； 

图3为用高压边绕组带抽头的变压器实现永磁发电机电压调整的电路原理图。 

具体实施方式

实施例一 

结合图1变压器低压绕组只有1个抽头的情况对本实用新型进一步说明。 

根据发电机输出电压变化范围在额定电压的±10％左右，也就是需要调节部分的电压为额定电压的10％左右，双绕组变压器的变比设计为k＝10∶1左右，并且在变压器低压边绕组设计有一个抽头，相邻出线端的电压为负载额定电压的 

假定负载额定电压为380V，变压器变比为k＝11∶1，低压边有一个中间抽头，则可以实现将发电机实际输出为(1±10.5％)倍额定电压(本例即为340V～420V)调整到负载额定电压的(1±2.6％)倍，即调整到372V～390V范围内，具体说明如下。 

①如果发电机输出电压为额定电压的(1+7.0％)到(1+10.5％)倍，即408V～420V，将变压器低压边绕组全部反向串连接入负载回路，即变压器低压绕组的首端a、b、c分别接到发电机的输出端A’、B’、C’，低压绕组尾端x1、y1、z1分别接负载端子U、V、W，就可以将负载电压调整为371V～381.8V。 

②如果发电机输出电压为额定电压的(1+2.6％)到(1+7.0％)倍，即408V～390V，将变压器低压边绕组的一半反向串连接入负载回路，即变压器低压绕组的首端a、b、c分别接到发电机的输出端A’、B’、C’，低压绕组尾端x2、y2、z2分别接负载端子U、V、W，就可以将负载电压调整为372.3V～390.4V，即为额定电压的(1±2.6％)倍。 

③如果发电机输出电压为额定电压的(1±2.6％)倍(即370V～390V)，发电机输出可以直接连接负载，变压器的低压边绕组不用接入负载回路，高压边绕组和发电机的输出端断开。