一種無源自勵恆壓無刷同步發電機及其控制方法
2023-10-07 14:33:04 1
一種無源自勵恆壓無刷同步發電機及其控制方法
【專利摘要】本發明屬於發電機【技術領域】，具體涉及一種無源自勵恆壓無刷同步發電機及其控制方法，發電機主要包括主發電電樞、主發電機轉子、勵磁機定子、勵磁機電樞、旋轉整流模塊、控制箱、自動電壓調節器AVR七部分。通過利用勵磁機定子鐵心剩磁，解決發電機起勵問題和負載變化、轉速變化等引起的電壓恆定問題，保證發電機完全自勵，省去外部直流電源或副勵磁機。
【專利說明】一種無源自勵恆壓無刷同步發電機及其控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬於發電機【技術領域】，具體涉及一種無源自勵恆壓無刷同步發電機及其控制方法。
【背景技術】
[0002]目前，國內外生產的無刷同步發電機，主要有兩種型式:一種是帶電勵磁交流勵磁機的無刷同步發電機；一種是帶交流主勵磁機和永磁副勵磁機的三機同軸結構的無刷同步發電機。前者的勵磁機需要外部提供電源，不便於野外作業；後者是永磁體失磁問題，在現有的技術上難以克服，強勵和動態性能受到限制。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於針對現有技術存在的缺陷和不足，提供一種無源自勵恆壓無刷同步發電機及其控制方法。
[0004]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
[0005]本發明提供的無源自勵恆壓無刷同步發電機，包括同軸設置的主發電機和勵磁機；所述主發電機內設置有主發電機電樞、主發電機轉子，所述主發電機的外殼上設置有控制箱和自動電壓調節器AVR，所述主發電機電樞嵌有主繞組，以及用於給自動電壓調節器AVR供電的副繞組；所述勵磁機內設置有勵磁機電樞和勵磁機定子，所述勵磁機電樞上設置有旋轉整流模塊；
[0006]所述旋轉整流模塊的輸入端與勵磁機電樞相連，輸出端與主發電機轉子的勵磁繞組相連，控制箱內設置的電壓互感器、電流互感器均與主發電機電樞繞組連接。
[0007]進一步的，所述主發電機採用旋轉磁極式發電機；所述勵磁機採用旋轉電樞式自勵發電機。
[0008]進一步的，所述主發電機一側設置有支架，所述勵磁機設置在支架上，所述勵磁機與主發電機共用同一轉軸。
[0009]本發明提供的控制方法，包括:所述勵磁機依靠勵磁機定子的剩磁建立磁場，勵磁機電樞旋轉時，三相電樞感應出三相交流電勢，經過旋轉整流模塊整流後供給主發電機轉子繞組直流勵磁電流；主磁場在旋轉時，使主發電機定子繞組感應出三相交流電勢，當轉速接近額定轉速時，自動電壓調節器AVR對勵磁機提供勵磁電流，使主發電機電壓上升，並穩定在額定值。
[0010]與現有技術相比，本發明提供的無源自勵恆壓無刷同步發電機，在主發電機外設置勵磁機，通過利用勵磁機定子鐵心剩磁，解決發電機起勵問題和負載變化、轉速變化等引起的電壓恆定問題，保證發電機完全自勵，省去外部直流電源或副勵磁機。並且通過設置控制箱和自動電壓調節器AVR，且AVR由發電機副繞組直接供電，從而實現完全自勵，適用於自備電源和野外獨立電源供電用的專項設備。
[0011]本發明提供的控制方法，通過利用勵磁機定子鐵心剩磁，解決了發電機起勵問題和負載變化、轉速變化等引起的電壓恆定問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明結構示意圖；
[0013]圖2為本發明結構後視圖；
[0014]圖3為本發明電器原理圖；
[0015]其中:1為主發電機電樞；2為主發電機轉子；3為勵磁機定子；4為勵磁機電樞；5為旋轉整流模塊；6為控制箱；7為自動電壓調節器。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述。
[0017]參見圖1、圖2、圖3，本發明的無源自勵恆壓無刷同步發電機，包括同軸設置的主發電機和勵磁機，主發電機米用旋轉磁極式發電機，勵磁機米用旋轉電樞式自勵發電機；所述主發電機內設置有主發電機電樞1、主發電機轉子2，所述主發電機外殼上設置有控制箱6和自動電壓調節器AVR7，所述主發電機電樞I嵌有主繞組，以及用於給自動電壓調節器AVR7供電的副繞組；所述勵磁機內設置有勵磁機電樞4和勵磁機定子3，所述勵磁機電樞4上設置有旋轉整流模塊5 ;旋轉整流模塊5的輸入端與勵磁機電樞4相連，輸出端與主發電機轉子2的勵磁繞組相連，所述控制箱6內電壓互感器、電流互感器分別與主發電機電樞繞組連接。主發電機一側設置有支架8，所述勵磁機設置在支架8上，所述勵磁機與主發電機共用同一轉軸。
[0018]旋轉整流模塊安裝在勵磁機電樞上，旋轉整流模塊的輸入和輸出分別連接在勵磁機電樞和主發電機轉子勵磁繞組上；控制箱中的測量電壓互感器和測量電流互感器分別接在主發電機電樞繞組上，輸出信號提供給AVR;當發電機運行時，勵磁機依靠其定子上的剩磁建立磁場，勵磁機電樞旋轉時，三相電樞感應出三相交流電勢，經過裝置在同軸上的旋轉整流模塊，整流後供給主發電機轉子繞組直流勵磁電流。此主磁場在旋轉時，使主發電機定子繞組感應出三相交流電勢。隨著發電機轉速的上升，發電機電壓逐漸升高。當轉速接近額定轉速時，自動電壓調節器AVR對交流勵磁機提供勵磁電流，時主發電機電壓迅速上升，並穩定在額定值。發電機在正常運行過程中，若因某種原因(例如負載變化、轉速變化、各繞組溫度變化等)發電機電壓有升高或降低的趨勢時，自動電壓調節器AVR能根據這一微小的電壓偏差，迅速的減少或增加勵磁電流，維持發電機的電壓近似不變。
[0019]由於利用勵磁機定子鐵心剩磁，解決發電機起勵問題和負載變化、轉速變化等引起的電壓恆定問題，保證發電機完全自勵，省去外部直流電源或副勵磁機。發電機自帶控制器和自動電壓調節器AVR，且AVR由發電機副繞組直接供電，從而實現完全自勵，適用於自備電源和野外獨立電源供電用的專項設備。
【權利要求】
1.一種無源自勵恆壓無刷同步發電機，其特徵在於，包括同軸設置的主發電機和勵磁機；所述主發電機內設置有主發電機電樞(I)、主發電機轉子(2),所述主發電機的外殼上設置有控制箱(6)和自動電壓調節器AVR(7)，所述主發電機電樞(I)嵌有主繞組，以及用於給自動電壓調節器AVR(7)供電的副繞組；所述勵磁機內設置有勵磁機電樞(4)和勵磁機定子(3)，所述勵磁機電樞(4)上設置有旋轉整流模塊(5)； 所述旋轉整流模塊(5)的輸入端與勵磁機電樞(4)相連，輸出端與主發電機轉子(2)的勵磁繞組相連，控制箱￠)內設置的電壓互感器、電流互感器均與主發電機電樞繞組連接。
2.根據權利要求1所述的一種無源自勵恆壓無刷同步發電機，其特徵在於，所述主發電機米用旋轉磁極式發電機；所述勵磁機米用旋轉電樞式自勵發電機。
3.根據權利要求1所述的一種無源自勵恆壓無刷同步發電機，其特徵在於，所述主發電機一側設置有支架(8)，所述勵磁機設置在支架(8)上，所述勵磁機與主發電機共用同一轉軸。
4.權利要求1-3中任一項所述的無源自勵恆壓無刷同步發電機的控制方法，其特徵在於，所述勵磁機依靠勵磁機定子(3)的剩磁建立磁場，勵磁機電樞(4)旋轉時，三相電樞感應出三相交流電勢，經過旋轉整流模塊(5)整流後供給主發電機轉子(2)繞組直流勵磁電流；主磁場在旋轉時，使主發電機定子繞組感應出三相交流電勢，當轉速接近額定轉速時，自動電壓調節器AVR(7)對勵磁機提供勵磁電流，使主發電機電壓上升，並穩定在額定值。
【文檔編號】H02P9/38GK104283390SQ201410514233
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】周亮, 趙康, 孫衛 申請人:西安泰富西瑪電機有限公司