[实用新型]一种单相交流无刷发电机

说明书

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，尤其是指一种具有优异电压波形的10KVA以下的单相交流无刷发电机。

背景技术

现有的小型单相发电机(5KW～30KW)的波形畸变率是按NEMA标准，应不大于百分之10(国内标准10KVA以下不大于百分之15，10KVA以上不大于百分之10)，后来美国提高了进入美国市场发电机的标准，波形畸变率是按UL标准，应不大于百分之5考核。

众所周知，对于小型单相发电机要达到这一标准是非常困难的，尤其是10KVA以下的单相发电机，所以国内标准规定10KVA以下是不大于百分之15，这对大部分的生产厂而言都能达标。

对于大中型无刷单相同步发电机的波形畸变率按UL标准的百分之5考核，不成问题，大中型无刷单相同步发电机可以通过增加定子槽数、采用正弦波气隙、定转子斜槽等技术来改善电压波形，降低波形畸变率。但是对于小型单相(5KW～30KW)发电机要改进其电机波形畸变率是一个技术难题，由于小型发电机定子内径小，定子槽数不能增加多(有的只有36槽)，小型发电机为了提高效率和功率因数大多采用均匀气隙，要改善电压波形，降低波形畸变率只有靠定转子斜槽和采用特殊的定子绕组和绕组排列方式。其中：定转子斜槽是指发电机定转子斜槽的角度斜到终端的直角边距离是一个定子槽的距离；特殊的定子绕组和绕组排列方式是指定子绕组中每槽圈数相等，即，利用图4a，图4b所示的定子绕线模绕制成每组绕组有3个线圈41-43，每个线圈的数量相等，都是11匝，每个线圈的绕组木架形状如图1所示，但尺寸不同(见表1所示)，这种单相发电机定子绕组采用每槽圈数相等的设计结构，加工方便，定子绕组中所感应的电压是如图2所示的等阶阶梯波(图2是电压波幅V与电压波长的关系图)，向正弦波靠拢，有利于降低波形畸变率。

表1

表1中绕组木架高度，宽度不同尺寸时厚度均为13mm。

上述这些措施对改善小型单相发电机的电压波形，降低波形畸变率有好处，但效果不明显，还是达不到UL标准。

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，提供一种能明显降低波形畸变率的单相交流无刷发电机，使其符合UL标准。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种单相交流无刷发电机，所述发电机是10KVA以下的小型单相发电机，其中：

发电机的定转子斜槽的角度是斜到终端的直角边距离L是1.4-1.7倍定子槽的距离；

发电机的每组定子绕组由4个线圈组成，每个线圈绕制的圈数不等，其中第一线圈为12匝，第二线圈为11匝，第三线圈为8匝，第四线圈为4匝。

所述L是1.6倍定子槽的距离。

所述每组定子绕组的4个线圈的尺寸及使用的线规如下：

第一线圈：节距为1-9槽，高度为145mm，宽度为245mm，厚度为13mm，线规为4根/每根直径1.30mm；

第二线圈：节距为2-8槽，高度为110mm，宽度为230mm，厚度为13mm，线规为2根/每根直径1.40mm加2根/每根直径1.30mm；

第三线圈：节距为3-7槽，高度为75mm，宽度为215mm，厚度为13mm，线规为2根/每根直径1.40mm加2根/每根直径1.30mm；

第四线圈：节距为4-6槽，高度为40mm，宽度为200mm，厚度为13mm，线规为2根/每根直径1.40mm加2根/每根直径1.30mm。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用发电机的定转子斜槽的角度是斜到终端的直角边距离L是1.4-1.7倍定子槽的距离，能有效消除齿谐波；发电机的每组定子绕组由4个线圈组成，每个线圈绕制的圈数不等，使定子绕组中所感应的电压是不等阶阶梯波，这种不等阶阶梯波的形状更接近正弦波规律的排列，从而降低波形畸变率，进一步改善定子绕组中感应电压的波形，使其符合UL标准。本实用新型解决了小型单相发电机的波形畸变率高的难题，改善了小型通信电源的能源环境，有利于为国际市场提供绿色环保电源。

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为绕组木架图；

图2为现有技术中对应每槽圈数相等的定子绕组的等阶电压阶梯波形图；

图3为本实用新型中对应每槽圈数不相等的定子绕组的不等阶电压阶梯波形图；