一种三相发电机制造技术

本实用新型专利技术涉及发电设备，具体地说是一种三相发电机。由于在机壳内设有用绝缘良好、机械强度较高的非铁磁性材料制成的定子电枢，在定子电枢芯壁内设有转子内磁极，在定子电枢芯壁外对应于转子内磁极设有转子外磁极，转子内、外磁极同轴转动，所以本实用新型专利技术避免了耗能、温升等有害因素，具有节能和功率因数高的优点。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电设备，具体地说是一种三相发电机。现有三相同步发电机的定子电枢采用铁磁性材料制成，转子磁极处在电枢内旋转，电枢铁蕊便是定子和转子磁场的通路，因此有如下缺点1、现有三相同步发电机转子磁场，因任一极性的磁力线之间具有旁压力，极心处磁密最大，旁压力最强；异性磁极相互吸引，磁力线有力求缩短回路的特性，因此转子磁场扩散，若该磁极的面积为S1，磁力线经空气隙进入定子铁蕊内扩散后的面积为S2，显然S2＞S1，因而转子磁感应强度变小；转子磁场扩散，有趋向于匀强磁场状态。于是磁极磁通按正弦规律分布被破坏，实际感应电流的波形略呈梯形，影响了变压器输电的功效，这是个既耗能又有害的因素。2、现有三相同步发电机横轴去磁反应，使定子与转子合成磁场发生扭变，出现功角。如汽轮发电机在额定负载时，功角约在30度运行，使合成磁场向滞后方向倾斜，增长了转子磁极距电枢内壁的垂直距离，因而减弱了转子磁场。3、现有三相发电机转子磁场穿过定子绕组时，要经过铁蕊槽口，槽口处的导磁系数小，按槽深的导磁系数减弱转子磁场，现有三相同步发电机阻性负载，定子导线周围的磁场，始于导磁系数小的铁蕊槽内，大部分定子磁场经过电枢铁蕊穿过转子成回路，因铁蕊导磁良好，并被感应成附加磁场，该部分定子磁场突然增强，便产生反向电势，减小原方向的电势，因此耗能；经过铁蕊增强的部分定子磁场，便过多地抵消转子磁场形成转子与定子合成磁场，该部分定子磁场突然消失，便按原感应反向电势的大小增加感应正向电势，总电势相应增大。4、现有三相同步发电机采用电枢铁蕊，在交变电流的作用下，产生铁损和涡流，除耗能增温外还产生制动力矩和去磁作用，减弱转子磁场。5、现有三相同步发电机纯阻性负载，转子励磁绕组左右两边的有效导线处在定子旋转磁场中，便产生电磁力，左边的导线产生的电磁力F向上，右边的导线产生的电磁力F向下，产生了与转子转向相反的阻力矩(如图8所示)，耗能较多。产生阻力矩的原因是因定子电流将电枢铁蕊励成强大的定子旋转磁场。6、电网上多是感性负载，现有三相同步发电机感性负载产生纵轴去磁电枢反应，电压将显著下降，为维持电压不变，必须增加励磁电流，这不但耗能和降低功率因数，而且还引起定子和转子温升。本技术的目的就在于克服现有技术的不足，而提供一种可避免耗能、温升等有害因素的产生，具有节能和功率因数高的三相发电机。为达到上述目的，本技术可以通过以下措施来达到在机壳内设有定子电枢，在定子电枢蕊壁内设有转子内磁极，在定子电枢蕊壁外对应于转子内磁极设有转子外磁极。本技术的目的还可以通过以下措施来达到定子电枢采用绝缘良好、机械强度较高的非铁磁性材料制成，并经电枢尾上的固定键吻合套嵌固定在机壳内。本技术的目的还可以通过以下措施来达到转子内磁极设有励磁绕组，其对应的外磁极经内磁极磁化形成极性。本技术的目的还可以通过以下措施来达到转子内磁极和对应的外磁极均设有励磁绕组。本技术的目的还可以通过以下措施来达到转子内磁极仅一对磁极与对应的外磁极固定组合。本技术的目的还可以通过以下措施来达到转子内磁极也可多对磁极与对应的外磁极固定组合。本技术的目的还可以通过以下措施来达到转子内磁极与外磁极同轴固定在机轴上。本技术由于在机壳内设有用绝缘良好、机械强度较高的非铁磁性材料制成的定子电枢，在定子电枢蕊壁内设有转子内磁极，在定子电枢蕊壁外对应于转子内磁极设有转子外磁极，所以本技术具有以下优点1、转子磁通只能通过相对应面积相等的内、外磁极，转子磁场不能扩散，因此不减弱转子磁场，感应电流呈正弦波形，不存在耗能和有害因素。2、本发电机电枢感应时，定子与转子合成磁场不象现有三相同步发电机因电枢铁蕊导磁良好而沿铁蕊向滞后方向推移，相反，在电枢感应时，该相定子导线滞后侧的合成磁通一经增多，相同极性的磁力线间旁压力加甚，将增多的合成磁通斥向该相导线超前侧磁通较少的一边，这相当于加速了转子磁通穿过定子绕组，电枢反应基本不出现功角，定子导线垂直切割转子磁通，感应电势较现有三相同步发电机感应电势相应增大。3、本发电机的定子电枢蕊是绝缘的，定子导线周围的导磁系数不变，避免了因电枢铁蕊存在的原因而产生反向电势，定子磁场处在转子内外磁极之间，形成定子与转子合成磁场，起着接应增强转子磁场的作用。4、本发电机的定子电枢采用绝缘良好的非铁磁性材料制成，因而不能在电枢蕊内产生铁损和涡流，因此不产生制动力矩和去磁作用。5、本发电机的定子电枢采用绝缘良好的非铁磁性材料制成，定子和转子磁场各自独立，不象电枢蕊是铁磁性材料那样，经定子无功电流被励成强大的与转子磁场方向相对轴线重合的定子磁场，因而不产生纵轴去磁电枢反应，不减弱转子磁场。6、本发电机阻性负载，定子磁场如图7所示，电枢内不存在象图8所示的定子旋转磁场，因而避免了产生电磁力形成阻力矩的耗能因素。7、本发电机感性负载，反馈定子绕组的无功电流滞后定子电势90度，从图9可以看出，转子以反时针方向旋转，此对转子已刚刚转过A-X相绕组，定子与转子磁场方向虽然相对，因两磁场各自独立，改变了原有磁场的方向及其相对位置(对比现有三相同步发电机)不产生纵轴去磁电枢反应，而是互相推斥，产生转动力矩，其方向与转子转向相同，变无功为有功，其他各相每匝定子线圈变无功为有功的规律如此相同。所谓变无功为有功，即以每周期两次将部分感性无功电流在电枢内以磁场能的形式与转子磁场相互作用，产生转动力矩，就相当于增加原动力，增加有功输出，这不但节能，而且还能提高功率因数；又因感性无功循环电流减小，功率因数相应提高。即COSφ=R/Z=R/R2+XL2]]>从本式可以看出，感抗XL越小，功率因数COS越大。又因现有发电机的电枢蕊采用铁磁性材料制成，感抗显著增大，电压降亦大，发电机端电压相应较本发电机降低。仅上述本发电机的优点，说明了在保持功率因数为滞后0.8的情况下，在相同的转子励磁，定子线圈和转速条件下运行，感应电势比现有发电机大。因此本发电机具有节能和提高功率因数及避免温升等优点。附图是本技术的一种结构示意图，也是一种实施例的示意图。附图说明图1是本技术的总体结构示意图；图2是本技术转子与定子结构位置及磁路的示意图；图3是本技术定子电枢结构示意图；图4是本技术机壳的结构示意图；图5是本技术定子外磁极的结构示意图；图6是本技术定子内磁极的结构示意图；图7是本技术阻性负载定子磁场示意图；图8是现有三相同步发电机阻生负载定子旋转磁场示意图；图9是本技术感性负载定子与转子磁场相对位置示意图。图中标记定子电枢、电枢尾、机壳3、接线柱4、外磁极5、托盘6、机轴7、内磁极8、转子磁场9、连极磁路10、通风孔11。以下结合附图对本技术的实施例作进一步的说明如图1所示，定子电枢1通过其电枢尾2的固定键与机壳3内的键槽对应吻合，使定子电枢1固定在机壳3内，在定子电枢1的蕊壁内设有转子内磁极8，在定子电枢1的蕊壁外对应于转子内磁极8设有转子外磁极5。在电枢尾2的一端的机体内，留有适当容量，外加端盖与机壳3固定，此端机体内分别容纳励磁整流元件及风扇等。定子绕组的输出端也从此端机体内引出固定在接线柱4上，其中整流元件、前后端盖、风扇属现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相发电机，由机壳、端盖、机轴、风扇等组成，其特征在于在机壳内设有定子电枢，在定子电枢蕊壁内设有转子内磁极，在定子电枢蕊壁外对应于转子内磁极设有转子外磁极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于天恒，
申请(专利权)人：于天恒，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]