一種變速恒頻發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種輸入轉(zhuǎn)速可變、輸出電流頻率恒定的發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前發(fā)電機(jī)使用直流勵磁電流，其輸出恒定頻率電流需要恒定的轉(zhuǎn)速，即需要在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。但是原動機(jī)在不同輸入條件下要達(dá)到最優(yōu)效率狀態(tài)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速并不恒定，通常為使發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流頻率恒定，而使原動機(jī)也在恒定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，這樣能源利用率就不能最大化，造成一定的浪費(fèi)；
[0003]而且普遍的勵磁裝置輸出的是直流電流，而變速恒頻電機(jī)勵磁需要使用方波電流，因而目前的勵磁裝置不能滿足變速恒頻電機(jī)勵磁需要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服目前轉(zhuǎn)子采用凸極結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)輸出恒定頻率電流必須在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行、而使原動機(jī)必須轉(zhuǎn)速恒定的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種可以輸出變速恒頻電機(jī)勵磁需要的方波電流，能夠滿足非同步轉(zhuǎn)速下可滿足恒定頻率電流輸出的發(fā)電機(jī)，機(jī)組轉(zhuǎn)速可按照原動機(jī)具有最優(yōu)效率的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，使能源利用最大化。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種變速恒頻發(fā)電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)本體，所述發(fā)電機(jī)本體頂端設(shè)有勵磁機(jī)，所述發(fā)電機(jī)本體包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)磁極、發(fā)電機(jī)定子線棒、發(fā)電機(jī)定子引出線、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸和發(fā)電機(jī)磁極引出線，所述勵磁機(jī)包括勵磁機(jī)轉(zhuǎn)動部件、勵磁機(jī)電樞、勵磁機(jī)磁極、勵磁機(jī)磁極引線和勵磁機(jī)轉(zhuǎn)軸，所述勵磁機(jī)轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接，所述勵磁機(jī)電樞的輸出引線與發(fā)電機(jī)磁極引線連接，所述勵磁機(jī)磁極的勵磁輸入為工頻方波電流。
[0006]優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)本體外設(shè)有上機(jī)架和下機(jī)架，所述勵磁機(jī)與上機(jī)架連接。
[0007]優(yōu)選地，所述勵磁機(jī)磁極的對數(shù)與發(fā)電機(jī)磁極的對數(shù)相同。
[0008]優(yōu)選地，所述勵磁機(jī)電樞與發(fā)電機(jī)磁極引線通過導(dǎo)線直接連接。
[0009]優(yōu)選地，所述勵磁機(jī)與發(fā)電機(jī)磁極線圈之間連接有勵磁附加裝置，所述勵磁附加裝置包括兩個(gè)并聯(lián)支路，每個(gè)支路上有兩個(gè)串聯(lián)晶閘管，分別為一個(gè)陽極晶閘管和一個(gè)陰極晶閘管，兩個(gè)陽極晶閘管共用一個(gè)陽極，兩個(gè)陰極晶閘管共用一個(gè)陰極，兩個(gè)共陽極晶閘管接點(diǎn)連接勵磁裝置輸出的陽極，兩個(gè)共陰極晶閘管接點(diǎn)連接勵磁裝置輸出的陰極，在兩個(gè)支路的晶閘管之間引出接點(diǎn)，分別連接發(fā)電機(jī)磁極線圈的兩端，發(fā)電機(jī)磁極線圈中電流方向由各個(gè)晶閘管導(dǎo)通、關(guān)斷實(shí)現(xiàn)變換。
[0010]優(yōu)選地，兩個(gè)共陽極晶閘管分別為第一陽極晶閘管和第二陽極晶閘管，兩個(gè)共陰極晶閘管分別為第一陰極晶閘管和第二陰極晶閘管。
[0011]優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)磁極線圈一端連接第一陽極晶閘管與第一陰極晶閘管之間，發(fā)電機(jī)磁極線圈另一端連接第二陽極晶閘管與第二陰極晶閘管之間。
[0012]優(yōu)選地，該發(fā)電機(jī)還包括勵磁整流裝置，所述勵磁整流裝置包括連接在三相交流電源上的兩組晶閘管，每組晶閘管數(shù)量為6只，6只晶閘管形成三相全波全控整流橋，其中一組三相全波全控整流橋輸出的正極與負(fù)極分別和另一組三相全波全控整流橋輸出的負(fù)極與正極相接作為整流裝置的兩個(gè)輸出端。
[0013]優(yōu)選地，兩組三相全波全控整流橋按變速恒頻電機(jī)需要的規(guī)律交替導(dǎo)通關(guān)斷，整流橋輸出相應(yīng)規(guī)律的方波電流，適應(yīng)變速恒頻電機(jī)勵磁需要。
[0014]優(yōu)選地，當(dāng)僅使用一組整流橋時(shí)整流裝置輸出直流電流，可以滿足普通同步電機(jī)勵磁需求。
[0015]本實(shí)用新型的勵磁機(jī)電樞與發(fā)電機(jī)磁極引線之間只有導(dǎo)線直接連接，不使用電刷，無其它電氣元件，簡化結(jié)構(gòu)，節(jié)省成本。
[0016]本實(shí)用新型在發(fā)電機(jī)頂端設(shè)置同軸勵磁機(jī)，該勵磁機(jī)固定磁極對數(shù)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極對數(shù)相同，勵磁機(jī)磁極使用工頻方波電流供電，勵磁機(jī)電樞直接給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子供電。當(dāng)轉(zhuǎn)動部件處于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，勵磁機(jī)電樞輸出即發(fā)電機(jī)磁極的輸入電流為直流，定子線棒接受工頻磁極磁場轉(zhuǎn)換，定子輸出工頻電流。當(dāng)轉(zhuǎn)動部件不以同步轉(zhuǎn)速時(shí)，勵磁機(jī)電樞輸出將是由工頻、轉(zhuǎn)頻合成方波電流，這個(gè)方波電流加載在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極上，使得磁極極性跟隨電流變化規(guī)律發(fā)生改變，磁極極性改變規(guī)律與轉(zhuǎn)頻疊加，從而使定子線棒接受磁場變換頻率保持工頻恒定，輸出工頻電流。
[0017]本實(shí)用新型還在勵磁機(jī)與發(fā)電機(jī)本體之間的增加了勵磁附加裝置，它將普通勵磁裝置輸出直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兯俸泐l電機(jī)勵磁需要的方波電流。普通勵磁裝置采用本實(shí)用新型的附加裝置后可以滿足變速恒頻電機(jī)的勵磁需要。
[0018]同時(shí)增加了勵磁整流裝置，由兩組晶閘管組成，每組6只晶閘管形成三相全波全控整流橋，兩組整流橋輸出不同極性接點(diǎn)相接，作為兩個(gè)輸出端，按需要的規(guī)律交替使用兩個(gè)整流橋，可以輸出變速恒頻電機(jī)需要的方波勵磁電流；當(dāng)僅使用其中一組晶閘管整流橋時(shí)輸出為直流電流，可以滿足普通同步電機(jī)勵磁需求。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是，發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速可以按照原動機(jī)最優(yōu)轉(zhuǎn)速隨時(shí)調(diào)整，而保持恒定頻率的電流輸出，使能源利用率最大化，同時(shí)發(fā)電機(jī)具有無刷勵磁的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0020]圖1為實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型中同步轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)電機(jī)各參數(shù)隨時(shí)間變化情況；
[0022]圖3為本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)電機(jī)各參數(shù)隨時(shí)間變化情況；
[0023]圖4為本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)電機(jī)各參數(shù)隨時(shí)間變化情況；
[0024]圖5為本實(shí)用新型中勵磁附加裝置的原理框圖；
[0025]圖6為本實(shí)用新型中勵磁整流裝置的原理框圖；
[0026]圖7為本實(shí)用新型中勵磁整流裝置的單獨(dú)一組晶閘管導(dǎo)通整流圖形；
[0027]圖8為本實(shí)用新型中勵磁整流裝置的兩組晶閘管交替導(dǎo)通整流圖形；
[0028]圖中1.發(fā)電機(jī)磁極引線，2.勵磁機(jī)轉(zhuǎn)動部件，3.勵磁機(jī)電樞，4.勵磁機(jī)磁極引線，
5.勵磁機(jī)磁極，6.勵磁機(jī)轉(zhuǎn)軸，7.上機(jī)架，8.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，9.發(fā)電機(jī)磁極，10.發(fā)電機(jī)定子線棒，11.發(fā)電機(jī)定子引出線，12.下機(jī)架，13.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，21.第一陽極晶閘管，22.第二陰極晶閘管，23.第二陽極晶閘管，24.第一陰極晶閘管，25.發(fā)電機(jī)磁極線圈。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但并不是對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。
[0030]圖1所示，一種變速恒頻發(fā)電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)本體，發(fā)電機(jī)本體頂端設(shè)有勵磁機(jī)，發(fā)電機(jī)本體包括發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子8、發(fā)電機(jī)磁極9、發(fā)電機(jī)定子線棒1、發(fā)電機(jī)定子引出線11、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸13和發(fā)電機(jī)磁極引出線I，勵磁機(jī)包括勵磁機(jī)轉(zhuǎn)動部件2、勵磁機(jī)電樞3、勵磁機(jī)磁極5、勵磁機(jī)磁極引線4和勵磁機(jī)轉(zhuǎn)軸6，勵磁機(jī)轉(zhuǎn)軸6與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸13連接，勵磁機(jī)電樞3的輸出引線與發(fā)電機(jī)磁極引線I連接，勵磁機(jī)磁極5的勵磁輸入為工頻方波電流。發(fā)電機(jī)本體外設(shè)有上機(jī)架7和下機(jī)架12，勵磁機(jī)與上機(jī)架7連接。勵磁機(jī)磁極5的對數(shù)與發(fā)電機(jī)磁極9的對數(shù)相同。勵磁機(jī)電樞3與發(fā)電機(jī)磁極引線I通過導(dǎo)線直接連接。
[0031]本實(shí)用新型中勵磁機(jī)轉(zhuǎn)軸6與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸13直接連接，使勵磁機(jī)轉(zhuǎn)動部件2與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子8具有相同的轉(zhuǎn)速。勵磁機(jī)磁極5與發(fā)電機(jī)磁極9具有相同的數(shù)量。勵磁機(jī)電樞3的輸出引線直接與發(fā)電機(jī)磁極引線I相連，為發(fā)電機(jī)磁極9提供勵磁電流。下機(jī)架12與上架7為機(jī)組轉(zhuǎn)動部分提供支承，勵磁機(jī)定子包括勵磁機(jī)磁極5也固定在上機(jī)架7上，通過勵磁機(jī)磁極引線4給勵磁機(jī)磁極5通入圖2所示“勵磁機(jī)輸入電流”(與圖3、圖4此波形相同)波形的勵磁電流，當(dāng)機(jī)組具有同步轉(zhuǎn)速時(shí)，勵磁機(jī)電樞3將輸出方向不變的電流，即如圖2 “勵磁機(jī)輸出電流”所示的單向電流，此時(shí)如圖2 “定子線棒對應(yīng)的磁場變換”曲線所示頻率為工頻，發(fā)電機(jī)定子輸出即為工頻電流。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，如圖3 “勵磁機(jī)電樞線圈邊變換”曲線所示，勵磁機(jī)電樞線圈邊的變換頻率低于勵磁機(jī)輸入電流頻率(即勵磁機(jī)磁極極性變換頻率)，此時(shí)所得勵磁機(jī)電樞電流如圖3 “勵磁機(jī)輸出電流”所示波形，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相同，即圖3中“發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)體磁極變換”與“勵磁機(jī)電樞線圈邊變換”曲線一致，因而由“勵磁機(jī)輸出電流”曲線與“發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)體磁極變換”曲線相復(fù)合得到