自偿式三相交流无刷变流励磁机制造技术

本发明专利技术公开了一种自偿式三相交流无刷变流励磁系统，该系统发电机的三相出线端子经出口断路器组成闭合回路，再经串联变流器原边线圈由中性线连入发电机后与励磁机并联经出口断路器与负载串接。从根本上取缔了电力半导体元件及相应的励磁调节器，没有电刷、滑环及调速系统。便于致冷剂引入定、转子导体内部，机械性能可靠。输出纹波小，可自动适应励磁需求，可靠性高，整定电压平稳。结构简单，效率高。可在电力系统中推广应用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发电机使用的励磁系统。公知的励磁系统由电力半导体元件及相应的励磁调节器组成，其自身耗散功率极大，纹波电压高，输出斜率小，构成复杂，体积庞大，加之力学性能不够稳定且不利于超导技术的应用严重制约着同步发电机单机容量的提高。本专利技术的目的是要提供一种自偿式三相交流无刷变流励磁系统，该系统损耗极小，纹波电压低，输出斜率大，构成简单，体积小，力学性能稳定且有利于超导技术的应用。本专利技术的目的是这样实现的发电机的三相出线端子经出口断路器组成闭合回路，再经串联变流器原边线圈由中性线连入发电机后与励磁机并联经出口断路器与负载串接。所述的励磁机是在轴上连接转子铁芯，转子铁芯上绕转子绕组，轴的两端连接机座，机座之间连接机壳，机壳内侧连接定子铁芯，定子铁芯中部的环形槽中绕激磁线圈，定子铁芯一端主极绕有稳频绕组，另一端主极绕有整定绕组。本专利技术的极限转速根据如下公式推导同步方程n=6of/p；换流方程Ns＝120f/n；槽配合 式中n-同步转速(r/min)；p-同步电机极对数；f-同步电机工作频率(HZ)； -变流励磁机定子槽数或反应槽组数；Ns-变流励磁机转子槽数。给出Nmax＝4500r/min，必须满足 转子顺磁场转向同步旋转，才能可靠运行。本专利技术从根本上取缔了电力半导体元件及相应的励磁调节器，没有电刷、滑环等装置及复杂的调速系统。便于致冷剂引入定、转了导体内部，机械性能可靠。转子绕组与外界没有直接是联系，无滑动电接触，不产生有害电火花。输出纹波小，能有效消除磁通脉振，可自动适应各种运行状况下的励磁需求，可靠性高，而且反应灵敏，整定电压平稳，力能指标优。结构简单，操作维护方便，体积小，成本低，效率高。可在电力系统中推广应用。下面结合附图及实施例作详细说明。附图说明图1为本专利技术结线原理图。图2为电力系统结线图。图3为励磁机的结构图。图4为图3的A-A向视图。图中1.机壳、2.定子铁芯、3.稳频绕组、4.转子铁芯、5.转子绕组、6.轴、7.整定绕组、8.激磁线圈、9.机座。在图1和图2中，三相出口断路器DL为励磁系统的重要部件，由零序电流继电器Jo、主继电器J、辅助继电器Jc和变流器CF控制，保留手动操动机构。零序电流继电器Jo的作用是当变流器Cf中有零序电流流过且不小于5安时，Jo动作切断主继电器J回路，主辅继电器失磁动作，开断发电机小母线上的出口断路器，与系统解列。ZL为发电机TF和励磁机BL的共同转子绕组。电气主结线中尚应配置副序电流限位器，过电压保护器，避雷器、过电流保护器等其它必要的保护装置。在图3和图4中，机壳(1)呈圆筒形，用高导磁非晶合金体压迭成，沿内缘均匀留出配键与定铁芯吻合，中部与定子铁芯环形槽对应处不留配键，在适当的位置开有引线槽，与机壳(1)上的出线盒相通。定子铁芯(2)呈空心圆柱状，用软磁合金冲制迭压而成。轴向中段留有环形槽，将定子铁芯(2)分三部即两端的主极铁芯和中间连接段，两端部的主极铁芯结构一致，槽口错开半个电枢磁极距。主极铁芯辐向成组开有反应槽，沿圆周均布，内反应槽为闭口槽，外反应槽为开口槽兼作配键槽使用。相邻两组反应槽之间为电枢磁极。为便于下线在内外反应槽之间，靠同侧电枢磁极处留出间隙。为使结构紧凑，在两部分主极铁芯内外端面的内外反应槽间留出环形浅槽，使定子电枢绕组少占端部及激磁线圈(8)空间。定子铁芯(2)中间连接段的环形槽中，绕激磁线圈(8)，三相并绕一相反接，倒换端子，两端主极铁芯上各组反应槽中，散嵌电枢绕组为单层单相绕组，三相并绕，一相反接到换端子，两侧绕法相同。一端电枢绕组与激磁线圈(8)串接作稳频绕组(3)。导体较细匝数较少，然后与另一端电枢绕组并结。各绕组相序相同，并结的电枢绕组作整定绕组(7)，导体粗且匝数多，与稳频绕组(3)按串、并激安匝比分配匝数，组成稳速稳定并激无刷直流电动机。并绕的三相绕组按相间绝缘处理。两端部的端盖为机座(9)，联接同步发电机TF。转子铁芯(5)为空心圆柱状，用软磁性材料制作，内缘留有配键槽，热套在轴上与同步发电机TF同轴安装。沿外缘均布半闭口槽，槽中散嵌单相双层叠绕组。与同步发电机TF转子绕组连成封闭回路。运行当系统需立即起用备用机组时，励磁机BL和发电机TF电枢绕组接受电力系统逆功率潮流供电，定向旋转。此时，发电机TF工作在异步电动机状态，并与励磁机BL同向旋转，带动燃气轮机及压气机工作，燃气轮机点火起动。由于励磁机BL与发电机TF是串联工作的，负荷相应较小，压降不大，加之事故时电网电压较低，因而相当于降压起动，对电网冲击不大。随着燃气轮机起动，转子不断升速，在励磁机BL的转了绕组(5)中建立的直流电势也不断升高。同时，发电机TF在其转子绕组(5)中也有反电动势生成，且为频率较低的交流电，由于移相电容C参于起动，转子绕组(5)中的直流电势幅值高于低频交流电幅值，因而在转子绕组(5)中合成正脉冲供发电机TF励磁。由上述的方程组可知，发电机TF与励磁机BL运行保持严格向步，而励磁机BL受电端通过移相电容C随供电端变化，因而发电机TF电枢绕组感生的反电动势与电网同步，功角相应地发生变化，故能迅速建立电压，向电网回输电能，分担系统部分荷。该系统能够实现稳速稳频高精度电压定，特定情况可作为调相机进相运行及调相运行。内部故障时，自动与电力系统解列。权利要求1.一种自偿式三相交流无刷变流励磁系统，该系统包括发电机，其特征是发电机的三相出线端子经出口断路器组成闭合回路，再经串联变流器原边线圈由中性线连入发电机后与励磁机并联经出口断路器与负载串接。2.根据权利要求1所述的自偿式三相交流无刷变流励磁系统，其特征是励磁机是在轴上连接转子铁芯，转子铁芯上绕转子绕组，轴的两端连接机座，机座之间连接机壳，机壳内侧连接定子铁芯，定子铁芯中部的环形槽中绕激磁线圈，定子铁芯一端主极绕有稳频绕组，另一端主极绕有整定绕组。全文摘要本专利技术公开了一种自偿式三相交流无刷变流励磁系统，该系统发电机的三相出线端子经出口断路器组成闭合回路，再经串联变流器原边线圈由中性线连入发电机后与励磁机并联经出口断路器与负载串接。从根本上取缔了电力半导体元件及相应的励磁调节器，没有电刷、滑环及调速系统。便于致冷剂引入定、转子导体内部，机械性能可靠。输出纹波小，可自动适应励磁需求，可靠性高，整定电压平稳。结构简单，效率高。可在电力系统中推广应用。文档编号H02K19/16GK1168563SQ9710700公开日1997年12月24日 申请日期1997年6月18日 优先权日1997年6月18日专利技术者王庆生 申请人:王庆生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自偿式三相交流无刷变流励磁系统，该系统包括发电机，其特征是发电机的三相出线端子经出口断路器组成闭合回路，再经串联变流器原边线圈由中性线连入发电机后与励磁机并联经出口断路器与负载串接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆生，
申请(专利权)人：王庆生，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]