多機一體式無刷電動變頻機組的製作方法
2023-10-18 05:09:04 4
專利名稱：多機一體式無刷電動變頻機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋轉電源設備，特別是涉及一種多機一體式無刷電動變頻機組。
背景技術：
眾所周知，一般電動變頻發電機由一個獨立的工頻電動機和一個獨立的中頻發電機，通過聯軸器或同軸式地布置工頻、中頻二種鐵芯，若要做成無刷還要同軸布置交流勵磁機，這樣變頻機軸向長度長，體積大、重量重、可靠性差、效率差，其電氣性能尚不夠完美，例如其中頻發電機的線電壓和相電壓波形畸變率難以同時達到都小於2％的水平。且若要求多種不同頻率的發電機，則需要多臺這種機組，如此一來，機組數量多，設備安裝所佔空間位置大，可靠性和效率均差。
實用新型內容本實用新型的目的在於是針對上述弊端，提供一種高品質、體積小、重量輕、可靠性高的多機一體式無刷電動變頻機組。該機組將多臺電動變頻機組合併為一臺變頻機組的結構形式，本機組軸向長度短，自啟動、起勵，運行平穩，中頻發電機的電氣性能優良，其中頻發電機的線、相電壓波形畸變率均小於2％。
本實用新型的技術方案為一種多機一體式無刷電動變頻機組，該機組包括一個工頻50Hz電動機和同軸式裝有一個多極複合交流勵磁機，機組內還設有二個或二個以上的中頻發電機共處於一個機座內，工頻電動機採用鼠籠式異步電動機，中頻發電機定子主繞組按真分數槽正弦繞組設計，多極複合交流勵磁機供中頻發電機轉子磁極繞組勵磁用。工頻電動機定子繞組採用同心式二端面單雙層繞組。中頻發電機定子繞組可以由雙迭式等匝不等距形式構成。該機組可構成50Hz輸入，變頻後同時輸出多種不同頻率的中頻電源的電動變頻發電機組。勵磁機繞組為多極複合繞組，按p、2p、4p……對極設計為多套互不幹擾的多極複合式繞組，分別供多個不同頻率的中頻發電機轉子磁極繞組勵磁用。二個或二個以上的中頻發電機的頻率可以是不同頻率也可以是同一頻率。
多機一體式無刷電動變頻機組主要由機座、前後端蓋和轉子組成。機座同軸式布置有一個工頻電動機定子和兩個中頻發電機定子。在後端蓋上與機座同軸式布置有一個多極複合交流勵磁機定子。在轉子上相應地布置了以上定子所對應的轉子鐵心，同時還裝有離心式風扇和軸承。變頻機組為自然風冷式。上述交流勵磁機鐵心上布置了兩套繞組，分別為p和2p對極繞組。此交流勵磁機的兩套轉子電樞繞組通過兩套獨立的旋轉整流器分別對兩中頻發電機轉子繞組提供直流電，以供勵磁。工頻電動機與兩中頻發電機及勵磁機為一體，使整個機組運行穩定，工作效率高。
本實用新型的優點在於工頻電動機與多個中頻發電機共處於一個機座內，減少了機組的數量，從而減少了機組安裝所佔空間。多極複合勵磁機與機組同軸安裝，實現了無刷化結構；並且勵磁機定、轉子鐵心均為一個，對中頻發電機主極繞組供電，大大縮短了機組的軸向長度。工頻定子繞組採用專門的同心式二端面單雙層繞組技術，大大縮短了繞組端部長度，從而減短了機組軸向總長度。中頻定子繞組為真分數槽雙層式等匝不等距的正弦繞組，而諧波繞組正交設計，使工藝簡單、電氣性能優良，啟動能力大，電壓波形正弦性好，線、相電壓波形畸變率均小於2％。整體變頻機組結構緊湊，體積小、重量輕、可靠性高、效率高、功率因數高、頻率特性硬、電氣性能優良
圖1為本實用新型多機一體式無刷電動變頻機組結構示意圖。
具體實施方式
主機的定子繞組都為特別設計，工頻電動機5定子繞組為低相帶磁勢諧波的、短端部(採用兩端面嵌線方式)的單雙層同心式繞組，以確保電動機損耗小、效率高、功率因數高、轉差特性硬。中頻發電機3定子繞組按真分數槽雙層式不等距正弦繞組設計，確保中頻部分電氣性能優良，其線、相電壓波形畸變率均小於2％。此外，在中頻定子中還正交布置了中頻諧波繞組作為勵磁源供多極複合交流勵磁機6勵磁，它可以自起勵和有很強的動態能力。
機組主要由前、後端蓋1、9、機座4、前、後軸承2、8、轉軸7、工頻電動機5、中頻發電機3和多極複合交流勵磁機6組成。機座4內布置有一個工頻電動機5和兩個中頻發電機3，工頻電動機5為鼠籠式三相異步電動機，定子繞組為兩端面單雙層同心式繞組；兩個中頻發電機3定子繞組均為真分數槽雙層式等匝不等距的正弦繞組，其轉子磁極繞組與後端蓋9內的勵磁機轉子電樞繞組通過旋轉整流器聯接。後端蓋9內還布置有一個多極複合交流勵磁機6，此多極複合交流勵磁機6嵌有兩套繞組為互不幹擾的多極複合式繞組，一套為20對極繞組，另一套為10對極繞組。
衝片尺寸和槽數工頻電動機定子衝片外圓φ445，內圓φ255，槽數為42槽，轉子衝片槽數為34槽；中頻發電機定子衝片外圓φ445，內圓φ350，槽數為72槽，轉子衝片槽數為16槽；交流勵磁機定子衝片外圓φ420，內圓φ290，定子槽數為20槽，轉子槽數為30槽。
銘牌數據如下工頻輸入中頻輸出額定功率(kW) 50 20+20額定電壓(V)380200/200額定電流(A)86 72.2/72.2相數 3 3接法 Y/Δ Y額定頻率(Hz) 50 400額定轉速(r/min)3000 3000(同步轉速)功率因數(cosφ)0.88(滯後) 0.8(滯後)機組試驗實測得中頻線電壓波形畸變率為1.5％，相電壓波形畸變率為1.7％，啟動、起勵順利，運行平穩。
此機當作艦面電站中，作電動變頻機組使用，提供優質400Hz三相對稱中頻電源，使兩臺電動變頻機組合二為一，減小了設備安裝所佔空間，體積小、重量輕、性能好、可靠性高。
權利要求1.一種多機一體式無刷電動變頻機組，該機組包括一個工頻50Hz電動機(5)和同軸式裝有一個多極複合交流勵磁機(6)，其特徵在於機組內還設有二個或二個以上的中頻發電機(3)共處於一個機座(4)內，工頻電動機(5)採用鼠籠式異步電動機，中頻發電機(3)定子主繞組按真分數槽正弦繞組設計，多極複合交流勵磁機(6)供中頻發電機轉子磁極繞組勵磁用。
2.根據權利要求1所述的多機一體式無刷電動變頻機組，其特徵在於工頻電動機(5)定子繞組採用同心式二端面單雙層繞組。
3.根據權利要求1所述的多機一體式無刷電動變頻機組，其特徵在於中頻發電機(3)定子繞組可以由雙迭式等匝不等距形式構成。
4.根據權利要求1所述的多機一體式無刷電動變頻機組，其特徵在於該機組可構成50Hz輸入，變頻後同時輸出多種不同頻率的中頻電源的電動變頻發電機組。
5.根據權利要求1所述的多機一體式無刷電動變頻機組，其特徵在於勵磁機(6)繞組為多極複合繞組，按p、2p、4p......對極設計為多套互不幹擾的多極複合式繞組，分別供多個不同頻率的中頻發電機(3)轉子磁極繞組勵磁用。
6.根據權利要求1所述的多機一體式無刷電動變頻機組，其特徵在於二個或二個以上的中頻發電機(3)的頻率可以是不同頻率也可以是同一頻率。
專利摘要本實用新型公開一種多機一體式無刷電動變頻機組，該機組由一個工頻電動機和多個中頻發電機及一個勵磁機同軸式組裝形成。實現了無刷化，工頻電動機和多臺中頻發電機共存於一個機座內，中頻發電機勵磁由同軸的多極複合勵磁機供給。其優點是將多臺變頻機組合為一個多機一體式的無刷變頻機組，實現了無刷、自啟動、起勵和高電氣品質、體積小、重量輕、可靠性高的目標。本實用新型機組的中頻部分採用真分數槽數繞組，使發出的中頻線電壓和相電壓波形畸變率均小於2％。工頻電動機和多臺中頻發電機共處於一個機座內，機組僅一臺，佔有空間少，故機組體積小、重量輕，機組效率高，頻率特性硬，電氣性能優良，可作高電氣品質的中頻電源使用。
文檔編號H02K19/38GK2652037SQ03237258
公開日2004年10月27日 申請日期2003年8月29日 優先權日2003年8月29日
發明者廖小雲 申請人:泰豪科技股份有限公司