專利名稱：采用附加電機(jī)的同步電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用附加電機(jī)的同步電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁裝置。
背景技術(shù)：
永磁同步電機(jī)由于其轉(zhuǎn)速高、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域都 得到了廣泛應(yīng)用，但是由于稀土永磁體的高矯頑力，使得永磁發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)難以調(diào)節(jié)， 可控性差，只有在額定轉(zhuǎn)速下才能達(dá)到最高功率因數(shù)。相比之下，激磁式電機(jī)通過(guò)勵(lì)磁電流 建立可以靈活控制和調(diào)節(jié)勵(lì)磁磁場(chǎng)，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電機(jī)的功率因 數(shù)，減少無(wú)功，而且成本較低。目前的有刷勵(lì)磁電機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)與勵(lì)磁系統(tǒng)界限明 顯，相對(duì)獨(dú)立，直觀明了，而且轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓容易取得，數(shù)值準(zhǔn)確，檢修方便。但是 由于電刷的存在，增加了接觸電阻，隨著勵(lì)磁電流的增大，電刷和滑環(huán)常常因接觸不良導(dǎo)致 發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生環(huán)火而燒壞刷架和滑環(huán)，并且電刷的質(zhì)量也直接影響到運(yùn)行穩(wěn)定性，因 而故障率較高。另外電刷在磨損時(shí)產(chǎn)生的碳粉給環(huán)境衛(wèi)生造成一定的影響，而且容易污染 軸承座，降低其絕緣，給安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。由于電刷存在磨損，運(yùn)行人員要經(jīng)常檢查、更換 電刷。同時(shí)，電刷在工作過(guò)程中經(jīng)常引起較強(qiáng)的高頻電磁干擾，惡化電機(jī)系統(tǒng)的電磁環(huán)境， 給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的電磁干擾。公開號(hào)為CN2309013Y的同步發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁裝置，與同步發(fā)電機(jī)同軸裝有直流 勵(lì)磁機(jī)，直流勵(lì)磁機(jī)有兩個(gè)定子，且兩個(gè)定子的磁極錯(cuò)開布置，每個(gè)定子的磁極個(gè)數(shù)與發(fā)電 機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極個(gè)數(shù)相同，每個(gè)定子的各磁極線圈分別串聯(lián)，并分別通以大小相同相位相差 90°的交流電來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)刷勵(lì)磁。但是該裝置為了實(shí)現(xiàn)起勵(lì)、強(qiáng)勵(lì)、滅磁和測(cè)量的功能，仍然 需要滑環(huán)和電刷，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義的無(wú)刷勵(lì)磁。公開號(hào)為CN86100740A的晶體管開關(guān)自動(dòng)勵(lì)磁裝置，采用大功率晶體管開關(guān)電 源，通過(guò)測(cè)量電壓控制晶體管開關(guān)導(dǎo)通比的方式調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。這種自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器只是 利用開關(guān)技術(shù)關(guān)注勵(lì)磁磁場(chǎng)的建立與調(diào)節(jié)，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)無(wú)刷。公開號(hào)CN85202556U的圓環(huán)旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，其勵(lì)磁機(jī)采用“旋轉(zhuǎn)電樞”和“單極 切割”兩種發(fā)電工作原理。它是在同步電機(jī)的前軸承內(nèi)端裝置改勵(lì)磁機(jī)，在原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下 以圓環(huán)為電樞旋轉(zhuǎn)切割精致的電磁鐵定子主極的單極，在圓環(huán)電樞繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng) 整流器回輸勵(lì)磁發(fā)電機(jī)定子勵(lì)磁。該系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷勵(lì)磁，但是其勵(lì)磁電流并不可控， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)可調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用附加電機(jī)的同步電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁裝置，采用附加電機(jī) 取代有刷勵(lì)磁系統(tǒng)的電刷和滑環(huán)裝置的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時(shí)配備整流器，與現(xiàn)有的 傳統(tǒng)同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)兼容，更換方便；使得電機(jī)既具有永磁同步電機(jī)效率高的優(yōu)點(diǎn)，又具 有磁通可調(diào)的特點(diǎn)。上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
采用附加電機(jī)的同步電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁裝置，其組成包括同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸，所述的同步 電機(jī)轉(zhuǎn)軸上連接整流器，所述的整流器連接附加電機(jī)，所述的附加電機(jī)包括附加電機(jī)定子 勵(lì)磁繞組和附加電機(jī)三相繞組。有益效果1.本發(fā)明采用附加電機(jī)可以取代勵(lì)磁系統(tǒng)的集電環(huán)和電刷，實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷勵(lì)磁，結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，全速范圍內(nèi)功率因數(shù)可調(diào)；2、附加電機(jī)三相繞組作轉(zhuǎn)子，勵(lì)磁繞組作定子；3、同步電機(jī)既可以作發(fā)電運(yùn)行，也可作電動(dòng)運(yùn)行；4、在電機(jī)轉(zhuǎn)子上加處理電路，整流器。


附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 采用附加電機(jī)的同步電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁裝置，其組成包括同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸1，所述的同 步電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接同步電機(jī)勵(lì)磁繞組6，所述的同步電機(jī)勵(lì)磁繞組連接整流器2，所述的整流 器位于所述的同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，所述的整流器連接附加電機(jī)3，所述的附加電機(jī)包括附加電 機(jī)定子勵(lì)磁繞組4和附加電機(jī)三相繞組5。如圖1所示，附加電機(jī)轉(zhuǎn)子和同步電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸相連，整流器固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子上， 隨兩個(gè)電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)。如果同步電機(jī)作發(fā)電運(yùn)行，附加電機(jī)和同步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，給附加 電機(jī)勵(lì)磁繞組(Lfa)通直流電(If)，附加電機(jī)三相繞組(LA、LB、LC)就會(huì)感應(yīng)出三相交流 電，整流器將其轉(zhuǎn)換為直流電，通給同步電機(jī)勵(lì)磁繞組，在同步電機(jī)全速范圍內(nèi)，通過(guò)調(diào)整 If，進(jìn)而改變整流器的輸出電壓達(dá)到調(diào)整同步電機(jī)勵(lì)磁電流的目的，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)同步電 機(jī)的功率因數(shù)。電路中R是一個(gè)可調(diào)電阻，根據(jù)同步電機(jī)勵(lì)磁繞組的個(gè)體差異(如工藝導(dǎo) 致的不一致性)，調(diào)整R的大小以得到最佳勵(lì)磁電流，最終實(shí)現(xiàn)最佳功率因數(shù)。如果同步電機(jī)作電動(dòng)運(yùn)行，在啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速為零，給附加電機(jī)勵(lì)磁繞組通交流電， 這樣附加電機(jī)三相繞組上同樣會(huì)感應(yīng)出交流電，同發(fā)電過(guò)程一樣，交流電經(jīng)過(guò)整流器轉(zhuǎn)換 為直流電供給同步電機(jī)勵(lì)磁繞組。利用附加電機(jī)和整流器可以取代勵(lì)磁系統(tǒng)的集電環(huán)和電刷，實(shí)現(xiàn)真正意義的無(wú)刷勵(lì)磁。由于采用附加電機(jī)，其三相繞組與同步電機(jī)轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)，其磁路幾乎不受任何 影響，完全杜絕了滑環(huán)和電刷的反復(fù)磨損所帶來(lái)的缺陷。
權(quán)利要求
一種采用附加電機(jī)的同步電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁裝置，其組成包括同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸，其特征是所述的同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸上連接整流器，所述的整流器連接附加電機(jī)，所述的附加電機(jī)包括附加電機(jī)定子勵(lì)磁繞組和附加電機(jī)三相繞組。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及一種采用附加電機(jī)的同步電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁裝置。同步電機(jī)由于電刷存在磨損，運(yùn)行人員要經(jīng)常巡視，更換電刷。同時(shí)，電刷在工作過(guò)程中經(jīng)常引起較強(qiáng)的高頻電磁干擾，惡化電機(jī)系統(tǒng)的電磁環(huán)境，給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的電磁干擾。本發(fā)明的組成包括同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸(1)，所述的同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接同步電機(jī)勵(lì)磁繞組(6)，所述的同步電機(jī)勵(lì)磁繞組連接整流器(2)，所述的整流器位于所述的同步電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，所述的整流器連接附加電機(jī)(3)，所述的附加電機(jī)包括附加電機(jī)定子勵(lì)磁繞組(4)和附加電機(jī)三相繞組(5)。本發(fā)明用于同步電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K19/36GK101924441SQ20101024956
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者余騰偉, 劉金鳳, 王旭東, 金寧治 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)