專利名稱：三相四線整流雙電容雙勵磁繞組的電勵磁雙凸極發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于特種發(fā)電機技術領域，尤其是一種三相四線整流雙電容雙勵磁繞組的電勵磁雙凸極發(fā)電機。
背景技術：
電勵磁雙凸極發(fā)電機的定子和轉子均為凸極結構，屬于變磁阻類電機，不需要轉子位置傳感器和功率變換器，系統(tǒng)可靠性高。電勵磁雙凸極發(fā)電機以勵磁繞組取代永磁體，使得發(fā)電機的勵磁磁場可以調節(jié)。轉子上無繞組和永磁體，結構非常簡單、運行可靠且成本低；發(fā)電機負載變化時，可通過調節(jié)勵磁繞組中的勵磁電流大小以維持恒定電壓輸出，控制方便，具有重要的應用價值。電勵磁雙凸極發(fā)電機本體定子上套有集中電樞繞組和勵磁繞組，相對的兩個齒上的電樞繞組正向串聯(lián)構成一相，三相繞組通過二極管整流電路，發(fā)出直流電，勵磁繞組可裝在定子扼部。常見的電路連接模式為相繞組做星型連接后通過外電路整流輸出直流電的三相三線制。集中繞組電機因繞組結構與常規(guī)分布疊繞組不同，電勢諧波較大。電勵磁雙凸極發(fā)電機由于電樞反應影響，換向重疊加劇，使得發(fā)電機三相繞組的中點電位發(fā)生偏移，同時由于鐵心結構上三相磁路不能完全對稱且磁路常為非線性見圖2，繞組的感應反電動勢的波形三相不完全對稱、每相繞組的反電動勢波形也不完全對稱見圖3。由于相電動勢波形既非正弦波也非線性分析所示的的方波且三相電勢的正負交點分布不均勻，與相電勢為正弦電壓的同步發(fā)電機不同。電勵磁雙凸極發(fā)電機由于電勢波形的特殊性，含有大量的諧波，采用三相三線制星形連接方式整流輸出時，一方面，為減小直流電壓紋波，往往需要配備直流濾波電感或增大電容量，加大成本；另一方面，繞組電勢中的部分諧波如三次諧波會被抵消，而這些諧波在總電勢中的含量較大，會影響電勵磁雙凸極發(fā)電機的出力。因此，提出具有三相四線整流雙電容雙勵磁繞組的電勵磁雙凸極發(fā)電機，作為本發(fā)明的初衷。
發(fā)明內容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種三相四線整流雙電容雙勵磁繞組的電勵磁雙凸極發(fā)電機。本發(fā)明的發(fā)電機，由電勵磁雙凸極發(fā)電機、二極管和電容組成，其中電勵磁雙凸極發(fā)電機的基本結構為:定、轉子均為凸極齒槽結構，定子和轉子鐵心均由硅鋼片疊壓而成，定子上除裝有集中電樞繞組外，還有勵磁繞組，空間相對的定子齒上的繞組串聯(lián)構成一相，轉子上無繞組。該三相四線整流雙電容雙勵磁繞組的電勵磁雙凸極發(fā)電機包括電勵磁雙凸極發(fā)電機，其特征在于:A、B、C三相繞組的非同名端連接在一起形成中線，并經導線引出接電容Cl、C2的連接點，A、B、C三相繞組的同名端分別與上橋二極管Dl、D3、D5的正極及下橋二極管D2、D4、D6的負極連接成橋式整流器，將Cl的正端與整流橋的正端相接，再將C2的負端和整流橋 的負端相接，將第二套勵磁繞組Lf2串聯(lián)在母線中，一端與Cl的正端相接，另一端引出作為發(fā)電機的正極，從C2的負端引出導線做發(fā)電機的負極，發(fā)電機的正極和負極分別接負載Z的正極和負極，對負載供電；空載時，調節(jié)勵磁電流ifl的大小，即可調節(jié)發(fā)電機的輸出電壓U0，從而保持輸出電壓UO恒定。本實用新型的發(fā)電機與現(xiàn)有技術相比，是從電勵磁雙凸極電機的基本電磁特性和整流特性相結合出發(fā)，利用第二套勵磁繞組提高無刷發(fā)電機的輸出電壓品質，利用中線的存在為諧波提供通道，提高直流輸出電壓，從而改善發(fā)電機的性能和效率，減少成本，拓展了使用范圍。

圖1是三相三線星型接法全波整流發(fā)電機電路連接示意圖；圖2是三相結構電勵磁雙凸極發(fā)電機截面圖；圖3相電勢波形圖；圖4是本實用新型的電路連接示意圖。上述圖中標號名稱:1、勵磁繞組，2、定子鐵心，3、相繞組，4、轉子鐵心，5、轉子連接軸，ifl+代表第一套勵磁繞組的正端，ifl-代表第一套勵磁繞組的負端，if2+代表第二套勵磁繞組的正端，if2-代表第二套勵磁繞組的負端，A+代表A相繞組的正端，A-代表A相繞組的負端，B+代表B相繞組的正端，B-代表B相繞組的負端，C+代表C相繞組的正端，C-代表C相繞組的負端，Dl D6為全波整流二極管，C1、C2代表濾波電容，※表示三相繞組的同名端， 表示雙勵磁繞組的同名端，Z為負載，Lfl為第一套勵磁繞組，Lf2為第二套勵磁繞組，Uo為直流輸出電壓。
具體實施方式
參照附圖，該三相四線整流雙電容雙勵磁繞組的電勵磁雙凸極發(fā)電機包括電勵磁雙凸極發(fā)電機、二極管 和電容，電勵磁雙凸極發(fā)電機三相繞組為星形連接中線引出的三相四線制模式。整流部分采用三相全波整流橋，濾波器采用雙電容串聯(lián)模式，中線與兩電容的連接點相接。第二套勵磁繞組串聯(lián)在濾波電容和負載之間，從第二套勵磁繞組的另一端引出，做為發(fā)電機的正極或負極使用，第一套勵磁繞組的兩端與直流勵磁電壓源連接。由于不同相數(shù)不同結構形式三相四線整流雙電容雙勵磁繞組的電勵磁雙凸極發(fā)電機的結構與3相6/4結構電勵磁雙凸極電機相似，下面以3相6/4結構電勵磁雙凸極電機來說明具體的實施方式。涉及的3相6/4結構電勵磁雙凸極電機如圖2所示。該三相四線整流雙電容雙勵磁繞組的電勵磁雙凸極發(fā)電機包括電勵磁雙凸極發(fā)電機，其特征在于:A、B、C三相繞組的非同名端連接在一起形成中線，并經導線引出接電容C1、C2的連接點，A、B、C三相繞組的同名端分別與上橋二極管D1、D3、D5的正極及下橋二極管D2、D4、D6的負極連接成橋式整流器，將Cl的正端與整流橋的正端相接，再將C2的負端和整流橋的負端相接，將第二套勵磁繞組Lf2串聯(lián)在母線中，一端與Cl的正端相接，另一端引出作為發(fā)電機的正極，從C2的負端引出導線做發(fā)電機的負極。發(fā)電機的正極和負極分別接負載Z的正極和負極，對負載供電。如圖4所示?？蛰d時，調節(jié)勵磁電流ifl的大小，即可調節(jié)發(fā)電機的輸出電壓UO，從而保持輸出電壓UO恒定。本實用新型的發(fā)電機，由于采用三相四線式整流及中線的存在，為諧波電壓提供了通道，利用第二套勵磁繞組的電感，減小電壓紋波，提高發(fā)電機的出力。本實用新型的發(fā)電機，涉及的雙勵磁繞組的連接是，第一套勵磁繞組Lfl直接與勵磁源連接，第二套勵磁繞組Lf2串聯(lián)在直流母線中，如圖4所示?？蛰d時，直接調節(jié)第一套勵磁繞組Lfl的電流大小來維持輸出電壓的穩(wěn)定，負載時，第二套勵磁繞組Lf2中流過電流，形成自勵磁勢，與第一套勵磁繞組的磁勢共同完成勵磁作用，并使需要控制器完成的磁勢幅值減小。由于勵磁繞組存在電感，與濾波電容搭配能夠減小母線直流電壓紋波，而無須額外配備母線濾波電感。
權利要求1.一種三相四線整流雙電容雙勵磁繞組的電勵磁雙凸極發(fā)電機，包括電勵磁雙凸極發(fā)電機，其特征在于:A、B、C三相繞組的非同名端連接在一起形成中線，并經導線引出接電容Cl、C2的連接點，A、B、C三相繞組的同名端分別與上橋二極管Dl、D3、D5的正極及下橋二極管D2、D4、D6的負極連接成橋式整流器，將Cl的正端與整流橋的正端相接，再將C2的負端和整流橋的負端相接，將第二套勵磁繞組Lf2串聯(lián)在母線中，一端與Cl的正端相接，另一端引出作為發(fā)電機的正極，從C2的負端引出導線做發(fā)電機的負極，發(fā)電機的正極和負極分別接負載Z的正極和負極，對負載供電；空載時，調節(jié)勵磁電流ifl的大小，即可調節(jié)發(fā)電機的輸出電壓UO,從而保持輸出電壓UO恒定。
專利摘要本實用新型涉及一種三相四線整流雙電容雙勵磁繞組的電勵磁雙凸極發(fā)電機，其特征在于A、B、C三相繞組的非同名端連接在一起形成中線，并經導線引出接電容C1、C2的連接點，A、B、C三相繞組的同名端分別與上橋二極管D1、D3、D5的正極及下橋二極管D2、D4、D6的負極連接成橋式整流器，將C1的正端與整流橋的正端相接，再將C2的負端和整流橋的負端相接，將第二套勵磁繞組Lf2串聯(lián)在母線中，一端與C1的正端相接，另一端引出作為發(fā)電機的正極，從C2的負端引出導線做發(fā)電機的負極,發(fā)電機的正極和負極分別接負載Z的正極和負極，對負載供電；空載時，調節(jié)勵磁電流if1的大小，即可調節(jié)發(fā)電機的輸出電壓U0，從而保持輸出電壓U0恒定；本實用新型由于中線的存在為諧波提供通道，提高直流輸出電壓，從而改善發(fā)電機的性能和效率。
文檔編號H02K1/14GK203039546SQ20132000818
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權日2013年1月8日
發(fā)明者于功山, 劉海鵬, 張軍剛, 王勝平, 談學超, 張文昌, 王懷杰, 陳愛偉 申請人:濟南吉美樂電源技術有限公司