一種相復勵發電的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種相復勵發電機，包括轉子、定子、集電環、轉子繞組、定子主繞組、定子副繞組、復合式電抗變流器、整流橋組和自動電壓調節器，相復勵裝置由復合式電抗變流器、整流橋組和自動電壓調節器組成，所述復合式電抗變流器是由安裝于底架上的鐵芯、一次繞組、二次繞組、上軛部鐵芯和接線端子排組成，其中定子主繞組的線端與一次繞組的末端連接，一次繞組的始端為輸出負載端，定子副繞組的線端與二次繞組的始端連接，二次繞組的末端連接整流橋組的一端，整流橋組的另一端與集電環連接，自動電壓調節器同時與整流橋組、一次繞組和集電環連接。本發明具有消耗材料少，體積小、重量輕、用途廣泛的特點。
【專利說明】—種相復勵發電機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發電機，具體涉及一種相復勵發電機。
【背景技術】
[0002]發電機分為直流發電機和交流發電機兩大類。后者又可分為同步發電機和異步發 電機兩種。現代發電站中最常用的是同步發電機。發電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等 部件構成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。轉子由 轉子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環、中心環、滑環、風扇及轉軸等部件組成。由軸承及端蓋 將發電機的定子，轉子連接組裝起來，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁力線的運動，從而 產生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產生了電流。
[0003]現有的相復勵發電機雖然都有一定的自動勵磁功能，并自動調節發電機輸出電 壓，使電壓能恒定輸出，但是其線性電抗器和變流器須用兩套接近相同體積的鐵芯和繞組， 消耗材料量大，生產工藝周期也較長，影響了生產率的提高。
【發明內容】
[0004]本發明旨在提供一種電壓精度更高且可控的相復勵發電機。該相復勵發電機具有 消耗材料少，體積小、重量輕、用途廣泛的特點。
[0005]本發明所述的相復勵發電機，包括轉子、定子、集電環、轉子繞組、定子主繞組、定 子副繞組、復合式電抗變流器、整流橋組和自動電壓調節器，相復勵裝置由復合式電抗變流 器、整流橋組和自動電壓調節器組成，所述復合式電抗變流器是由安裝于底架上的鐵芯、一 次繞組、二次繞組、上軛部鐵芯和接線端子排組成，其中定子主繞組的線端與一次繞組的末 端連接，一次繞組的始端為輸出負載端，定子副繞組的線端與二次繞組的始端連接，二次繞 組的末端連接整流橋組的一端，整流橋組的另一端與集電環連接，自動電壓調節器同時與 整流橋組、一次繞組和集電環連接。
[0006]所述相復勵發電機，當制成三相同步發電機時，所述的復合式電抗變流器的組成 是由安裝于底架上的“山”形的鐵芯、三相的一次繞組、三相的二次繞組、與“山”形的鐵芯 相配套的上軛部鐵芯和三相的接線端子排所組成，所述三相的定子副繞組與三相的定子主 繞組相序相同，且相位滯后于定子主繞組，定子主繞組的三相線端與復合式結構的一次繞 組相應的三相末端連接，一次繞組的三相始端為輸出負載端，定子副繞組的三相線端應與 二次繞組相應的三相始端連接，二次繞組末端連接整流橋組一端，整流橋組另一端與集電 環連接，自動電壓調節器同時與電抗變流器的整流橋組、一次繞組和集電環連接。
[0007]調節電抗器氣隙或自動電壓調節器來整定發電機端電壓在額定值U=400V。
[0008]當相復勵發電機為三相電機時，所述的轉子的沖片為連體式，包括外輪呈圓形的 沖片本體，所述沖片本體的周側邊緣上均勻開設有四組關于圓心對稱的繞線槽組并形成四 個T形凸部，各組繞線槽組包含兩個關于T形凸部中心線對稱的繞線槽，所述沖片本體的圓 心處開設有與轉軸相配合的軸孔，所述軸孔的邊緣上開設有鍵槽；所述定子沖片外輪呈圓形，其槽口大小為0.8?1.2mm。
[0009]所述沖片本體T形凸部開設有第一散熱孔。
[0010]所述沖片本體在軸孔的周圍設有第二散熱孔。
[0011]所述沖片本體在相鄰的兩個T形凸部之間形成一分隔相鄰的兩個繞線槽的隔斷凸部。
[0012]所述隔斷凸部開設有第三散熱孔。
[0013]所述相復勵發電機，當制成單相發電機時，所述的復合式電抗變流器是由安裝于 底架上的“U”形的鐵芯，單相的一次繞組、單相的二次繞組、與“U”形的鐵芯相配套的上軛 部鐵芯和單相的接線端子排所組成，所述單相的定子主繞組的線端與一次繞組末端連接， 一次繞組的始端為輸出負載端，單相的定子副繞組的兩端與二次繞組始端連接，二次繞組 的末端連接單相的整流橋組一端，整流橋組另一端與集電環連接，自動電壓調節器同時與 一次繞組，集電環，以及單相整流橋組連接。
[0014]調節電抗器氣隙或自動電壓調節器的大小來整定發電機端電壓在額定值U=230V。
[0015]本發明發電機的工作原理:發電機由內燃機驅動至空載轉速(1.05倍額定轉速)， 依靠轉子鐵芯剩磁磁場，發電機定子副繞組感應電壓經電抗變流器中二次繞組的移相作 用，提供一個建立發電機空載電壓的交流側勵磁電流分量Ifu，經三相整流(或單相)整流橋 組整流后向發電機轉子繞組提供空載勵磁電流，建立空載電壓(建立轉子鐵芯主磁場，定子 主繞組很快感應空載電壓)。空載電壓的整定可通過調節電抗器氣隙的大小實現，或者調節 AVR電壓調整器來整定。
[0016]定子主繞組經串接電抗變流器一次繞組后輸出三相電壓。當發電機帶上負載后， 由電抗變流器的復勵作用，在二次繞組感應一個與發電機負載電流成比例的交流側勵磁電 流分量Ifi，因此，負載時電抗變流器二次繞組中，有相位不同的Ifu和Ifi兩個交流側勵磁 電流分量，幾何迭加為If，If經單相整流成直流，向轉子繞組提供負載勵磁電流If，補償 負載時定子電樞反應去磁效應，從而維持發電機端電壓恒定。配上自動電壓調節器時，成為 可控相復勵發電機，電壓精度高，穩態電壓調整率能達到1%。
[0017]本發明的發電機采用防護型臥式結構。機座采用優質鋼板，抗拉強度高，永不破 碎；定子采用優化的電磁計算，使機體小、有效利用材料。獨特的轉子結構設計——整體凸 極，運行平穩可靠，無第二氣隙、省銅，良好的通風槽和繞組直接繞制，散熱條件好，溫升低； 勵磁系統采用電抗變流相復勵，具有電壓精度高、起動能力強，溫度補償好等特點；絕緣等 級采用F級(繞組溫升限值105K)，防護等級達到IP22，采用材料優質先進、低毒、耐溫、抗 老化；并經過防霉、防潮、防鹽霧等特殊處理，體積小、重量輕、堅固、耐用、易維修。是一種濕 熱型發電機，符合GB/T12975-2008《船用同步發電機通用技術條件》。用途廣泛、特適用船 用照明動力備用電源，尤其適用于由電動機拖動且頻繁啟動的各類機械設備。
[0018]本發明的轉子采用整體凸極，磁方式采用相復勵，轉子采用四凸極整體沖壓而成。 凸極兩別設置矩形缺口，在矩形缺口里邊墊絕緣材料后直接繞制轉子銅線，繞組端設置氣 道，轉子繞組產生的熱量可直接通過轉子鐵心傳導轉子鐵心外表面，同時繞組外表面和端 部與空氣接觸面較多，可通過風扇軸向通風散熱。減少了二次氣隙，改善了通風散熱效果， 提高了電氣性能和材料利用率，絕緣等級H級，達到體積小、重量輕。
[0019]本發明的定子采用新型定子沖片制造，使磁通密度增大，磁通量增大，定子匝數減少，安匝伏數高，減少繞組內電阻值，較少損耗，提高了發電機效率，同時增加了定子沖片槽 面積，并且使齒部、扼部磁通密度在理想范圍內，設置較大的繞組面積，提高了截留量，減少 繞組內電阻值，提高了發電機效率。
[0020]本發明發電機為三相帶中性的星形接法，額定頻率50HZ，額定電壓400V，相電壓 230V，額定轉速1500轉/分鐘，負載功率因數1.0?0.8 (滯后)，發電機經彈性聯軸器或三 角皮帶聯接，可在下列環境條件下連續額定工作:
1.環境空氣濕度(TC?+45°C；
2.空氣相對溫度為95°C，并有凝露；
3.有鹽霧、油霧、霉菌的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明實施例1的發電原理圖
圖2為本發明實施例1的三相相復勵裝置的結構示意圖 圖3為本發明實施例2的發電機發電原理圖 圖4為本發明實施例2的單相相復勵裝置的結構示意圖 圖5為本發明的轉子和定子沖片的結構示意圖 圖中各部分名稱及序號如下:
I為集電環，2為轉子繞組，3為定子主繞組，4為定子副繞組，5為復合式電抗變流器，6 為整流橋組，7為自動電壓調節器，8鐵芯，9為一次繞組，10為二次繞組，11為電抗器氣隙， 12為上軛部鐵芯，13為三相接線端子排，14為集電環，15為T形凸部，16為繞線槽，17為 軸孔，18為鍵槽；19為槽口，20為第一散熱孔,21為第二散熱孔,22為隔斷凸部,23為第三 散熱孔。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖具體說明本發明
本發明所述的相復勵發電機，包括轉子、定子、集電環1、轉子繞組2、定子主繞組3、定 子副繞組4、復合式電抗變流器5、整流橋組6和自動電壓調節器7，相復勵裝置由復合式電 抗變流器5、整流橋組6和自動電壓調節器7組成，所述復合式電抗變流器5是由安裝于底 架上的鐵芯8、一次繞組9、二次繞組10、上軛部鐵芯12和接線端子排13組成，其中定子主 繞組3的線端與一次繞組9的末端連接，一次繞組9的始端為輸出負載端，定子副繞組4的 線端與二次繞組10的始端連接，二次繞組10的末端連接整流橋組6的一端，整流橋組6的 另一端與集電環14連接，自動電壓調節器7同時與整流橋組6、一次繞組9和集電環14連 接。
[0023]實施例1
如圖1和圖2所示，所述相復勵發電機，當制成三相同步發電機時，所述的復合式電抗 變流器的組成是由安裝于底架上的“山”形的鐵芯8、三相的一次繞組9、三相的二次繞組 10、與“山”形的鐵芯相配套的上軛部鐵芯12和三相的接線端子排13所組成，所述三相的 定子副繞組4與三相的定子主繞組3相序相同，且相位滯后于定子主繞組3，定子主繞組3 的三相線端與復合式結構的一次繞組9相應的三相末端連接，一次繞組9的三相始端為輸出負載端，定子副繞組4的三相線端應與二次繞組10相應的三相始端連接，二次繞組10末 端連接整流橋組6 —端，整流橋組6另一端與集電環14連接，自動電壓調節器7同時與電 抗變流器的整流橋組6、一次繞組9和集電環14連接。
[0024]如圖5所示，所述的轉子的沖片為連體式，包括外輪呈圓形的沖片本體，所述沖片 本體的周側邊緣上均勻開設有四組關于圓心對稱的繞線槽組并形成四個T形凸部15，各組 繞線槽組包含兩個關于T形凸部15中心線對稱的繞線槽16，所述沖片本體的圓心處開設有 與轉軸相配合的軸孔17，所述軸孔的邊緣上開設有鍵槽18 ;所述定子沖片外輪呈圓形，其 槽口 19大小為0.8?1.2_。
[0025]所述沖片本體T形凸部15開設有第一散熱孔20。
[0026]所述沖片本體在軸孔17的周圍設有第二散熱孔21。
[0027]所述沖片本體在相鄰的兩個T形凸部15之間形成一分隔相鄰的兩個繞線槽16的 隔斷凸部22。
[0028]所述隔斷凸部22開設有第三散熱孔23。
[0029]調節自動電壓調節器7來整定發電機端電壓在額定值U=400V。穩態電壓調整率能 達到1%。
[0030]調節電抗器氣隙11的大小來整定發電機端電壓在額定值U=400V。穩態電壓調整 率能達到1%。
[0031]實施例2
如圖3和圖4所示，所述相復勵發電機，當制成單相發電機時，所述的復合式電抗變流 器是由安裝于底架上的“U”形的鐵芯8，單相的一次繞組9、單相的二次繞組10、與“U”形 的鐵芯8相配套的上軛部鐵芯12和單相的接線端子排13所組成，所述單相的定子主繞組 3的線端與一次繞組9末端連接，一次繞組9的始端為輸出負載端，單相的定子副繞組4的 兩端與二次繞組10始端連接，二次繞組10的末端連接單相的整流橋組6 —端，整流橋組6 另一端與集電環14連接，自動電壓調節器7同時與單相的整流橋組6、一次繞組9和集電環 14連接。
[0032]調節自動電壓調節器7來整定發電機端電壓在額定值U=230V。穩態電壓調整率能 達到1%。
[0033]調節電抗器氣隙11的大小來整定發電機端電壓在額定值U=230V。穩態電壓調整 率能達到1%。
【權利要求】
1.一種相復勵發電機，包括轉子、定子、集電環(I)、轉子繞組(2)、定子主繞組(3)、定 子副繞組(4)、復合式電抗變流器(5)、整流橋組(6)和自動電壓調節器(7)，其特征在于: 相復勵裝置由復合式電抗變流器(5)、整流橋組(6)和自動電壓調節器(7)組成，所述復合 式電抗變流器(5)是由安裝于底架上的鐵芯(8)、一次繞組(9)、二次繞組(10)、上軛部鐵芯(12)和接線端子排(13)組成，其中定子主繞組(3)的線端與一次繞組(9)的末端連接，一 次繞組(9)的始端為輸出負載端，定子副繞組(4)的線端與二次繞組(10)的始端連接，二次 繞組(10)的末端連接整流橋組(6)的一端,整流橋組(6)的另一端與集電環(14)連接，自 動電壓調節器(7)同時與整流橋組(6)、一次繞組(9)和集電環(14)連接。
2.如權利要求1所述的相復勵發電機，其特征在于:所述的轉子的沖片為連體式，包括 外輪呈圓形的沖片本體，所述沖片本體的周側邊緣上均勻開設有四組關于圓心對稱的繞線 槽組并形成四個T形凸部(15)，各組繞線槽組包含兩個關于T形凸部(15)中心線對稱的繞 線槽(16)，所述沖片本體的圓心處開設有與轉軸相配合的軸孔(17)，所述軸孔的邊緣上開 設有鍵槽(18);所述定子沖片外輪呈圓形，其槽口( 19)大小為0.8?1.2mm。
3.如權利要求1所述的四極電機連體轉子沖片，其特征在于:所述沖片本體T形凸部(15)開設有第一散熱孔(20)。
4.如權利要求1所述的四極電機連體轉子沖片，其特征在于:所述沖片本體在軸孔(17)的周圍設有第二散熱孔(21)。
5.如權利要求1所述的四極電機連體轉子沖片，其特征在于:所述沖片本體在相鄰的 兩個T形凸部(15)之間形成一分隔相鄰的兩個繞線槽(16)的隔斷凸部(22)。
6.如權利要求5所述的四極電機連體轉子沖片，其特征在于:所述隔斷凸部(22)開設 有第三散熱孔(23)。
【文檔編號】H02K19/28GK103607089SQ201310642838
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】朱祖鋒, 李庚榮, 梁海著 申請人:廣西陸洲機械制造有限公司