[发明专利]无刷双轴励磁三相同步发电机

摘要

一种无刷双轴励磁三相同步发电机，稳定工作时，d轴和q轴串极绕组中的直流电流大小相同，其磁通φd=φq，负载突变时，d轴和q轴串极绕组中的直流电流大小不相同，其磁通φd≠φq，则φd和φq合成的磁场大小和轴线位置发生了变化，以抑制负载突变带来的工作不稳定或振荡，提高了负载频繁突变时仍能工作的可靠性，特别适应用船用动力向电推化方向发展趋势的需要，但实施容易，工艺传统，具有实际推广意义。

主权项

一种无刷双轴励磁三相同步发电机，其特征是主发电机4极，转速为1500r/min，频率为50Hz,电压400V,3相，功率因数0.8滞后，定子铁芯72槽，电枢绕组常规设计，转子铁芯64槽，交流励磁机定子铁芯12槽，其中6极和12极直流励磁绕组两套绕组共定子铁芯，励磁机两个定子绕组励磁电源由主发电机中的两个单相辅助绕组经整流后提供，这两个辅助绕组是12极的，是一种三次谐波绕组，两者互差90度电角度；交流励磁机转子铁芯36槽，6极和12极两套三相交流绕组共转子铁芯，主发电机与交流励磁机同轴，交流励磁二套转子绕组分别通过旋转整流器与主发电机转子绕组的d极串极绕组a1‑a10‑a2‑a20和q极串极绕组b1‑b10‑b2‑b20相连，形成无刷励磁方式，其与常规4极无刷三相同步发电机不同点在于：一是主发电机隐极转子4极结构分成由8个串极构成，也即每极分成2个串极，2个串极互差90度电角度，因此其转子绕组为串极绕组特殊结构，调节两个串极绕组中的电励磁，即可改变主发电机转子其合成4极磁场的大小和位置；二是交流励磁机是一种6极和12极共铁芯的单枢双套绕组三相交流励磁机，交流励磁机定、转子各套绕组按常规方法设计，主发电机定子电枢绕组和辅助绕组也按常规方法设计；主发电机的转子铁芯64槽，64个槽大小相同，均布，64槽分成8等分槽数，下成8组同心式串极绕组，即1‑8、9‑16、17‑24、25‑32、33‑40、41‑48、49‑56、57‑64等8组，每组占8个槽，每个槽中导体数相同，第1组的4个同心线圈跨距从大到小依次为1‑8、2‑7、3‑6、4‑5，其余7组结构完全同第一组，每组4个线圈组成一个串极，一共有8个串极，d1,d2,d3,d4叫d轴串极，q1,q2,q3,q4叫q轴串极，d轴串极与q轴串极电角度互差90°，d1、q1成对构成一个合成极即N极，d2、q2成对构成一个合成极，即S极，同理，d3、q3构成一个N极，d4、q4构成一个S极，这样N,S,N,S共4极工作，仍是4极发电机；d轴串极绕组通过一个旋转整流器与交流励磁机转子6极三相交流绕组相连，q轴串极绕组通过另一个旋转整流器与交流励磁机转子12极三相交流绕组相连，d轴串极绕组和q轴串极绕组中的励磁电流是可控的，是由交流励磁机定子6极励磁绕组和12极励磁绕组中串联的AVRd和AVRq分别控制调节的，稳定工作时，d轴串极绕组和q轴串极绕组中的电流相同，形成的磁通φd=φq，而当发电机负载突变时，d轴串极绕组和q轴串极绕组中的电流不相同，形成的磁通φd≠φq，实现φd和φq合成磁场大小和磁场轴线位置变化，以抑制突变带来的不稳定，使发电机能稳定工作，提高了负载频繁突变时仍能稳定工作的可靠性，特别适应用船用动力向电推化方向发展趋势的需要。