一种发电机励磁系统的制作方法

本实用新型涉及机械制造领域，特别涉及一种发电机励磁系统。

背景技术：

随着新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。

在现有技术中，发电机主要采用无刷永磁副励磁方式，如图1所示，永磁发电机、交流主励磁发电机以及发电机转子电枢线圈都与发电机转子在同一转轴上旋转，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。

本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现现有技术至少存在如下技术问题：

现有的无刷永磁副励磁方式发电机的轴长度较长，导致发电机的稳定性较差；且发电机起励时候，低速下不能正常输出满足要求的交流励磁电源，从而导致发电机的升压速度较慢。

可见，现有技术中的无刷励磁发电机存在稳定性较差且电压调整速度慢的技术问题。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种发电机励磁系统，用于解决现有技术中的无刷励磁发电机存在稳定性较差且电压调整速度慢的技术问题，实现提供提高发电机的运行稳定性以及电压调整响应速度的技术效果。

本申请实施例提供了一种发电机励磁系统，应用于一发电机中，包括：

励磁变压器，所述励磁变压器包括第一输入端及第一输出端；

整流器，所述整流器包括第二输入端及第二输出端；

交流励磁机，所述交流励磁机包括第三输入端及第三输出端；

旋转整流器，所述旋转整流器包括第四输入端及第四输出端；

其中，所述第一输入端与所述发电机的输出端相连，所述第二输入端与所述第一输出端相连，所述第三输入端与所述第二输出端相连，所述第四输入端与所述第三输出端相连，所述第四输出端与所述发电机的转子绕组相连；

所述励磁变压器通过所述第一输入端，从所述发电机获取电源，并通过所述第一输出端及所述第二输入端将所述电源传输至所述整流器，并将所述整流器整流获得的整流后电源传输至所述交流励磁机，所述交流励磁机基于所述整流后电源产生三相交流电源，并将经过所述旋转整流器整流获得的整流后三相交流电源通过所述第四输出端与所述发电机的转子绕组，传输至所述发电机，以使所述发电机获得励磁电源。

可选的，所述交流励磁机、所述旋转整流器与所述转子绕组同轴。

可选的，所述交流励磁机包括U相电枢绕组、V相电枢绕组以及W相电枢绕组，所述旋转整流器包括三组整流桥，所述第三输出端包括U相电枢绕组输出端、V相电枢绕组输出端及W相电枢绕组输出端，其中，所述U相电枢绕组输出端、所述V相电枢绕组输出端及所述W相电枢绕组输出端分别与所述三组整流桥连接。

可选的，所述励磁系统还包括：

励磁调节装置，与所述发电机的输出端及所述整流器连接，用于获取所述发电机的运行信号，并根据所述运行信号控制所述整流器，以调整所述发电机的输出电压。

可选的，所述整流器还包括：

第五输入端，与所述励磁调节装置连接。

可选的，所述励磁调节装置包括：

电流互感器，所述电流互感器包括第一端及第二端；

电压互感器，所述电压互感器包括第三端及第四端；

励磁调节器，所述励磁调节器包括第六输入端、第七输入端及第六输出端；

其中，所述第一端及所述第三端分别与所述输出端连接，所述第二端与第六输入端连接，所述第四端与所述第七输入端连接，所述第六输出端与所述第五输入端连接。

可选的，所述整流器具体为可控硅整流器。

可选的，所述励磁调节器为自动励磁调节器。

可选的，所述第二输出端与所述第三输入端通过绕组线圈相连接。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

一、由于本申请实施例中的技术方案，采用励磁变压器，所述励磁变压器包括第一输入端及第一输出端；整流器，所述整流器包括第二输入端及第二输出端；交流励磁机，所述交流励磁机包括第三输入端及第三输出端；旋转整流器，所述旋转整流器包括第四输入端及第四输出端；其中，所述第一输入端与所述发电机的输出端相连，所述第二输入端与所述第一输出端相连，所述第三输入端与所述第二输出端相连，所述第四输入端与所述第三输出端相连，所述第四输出端与所述发电机的转子绕组相连的技术手段，这样，取消了现有技术的发电机励磁系统中的永磁副励磁机，从而减少了发电机轴长度，有效解决了现有技术中的稳定性较差的技术问题，实现了提高发电机的运行稳定性的技术效果；同时，由于本申请中的技术方案用励磁变压器取代了永磁副励磁机，从而为发电机提供可靠的励磁电源，避免了低速下由于交流励磁电源导致的电压调整速度慢的技术问题，实现了提高发电机电压调整响应速度的技术效果。

二、由于本申请实施例中的技术方案，采用励磁变压器，所述励磁变压器包括第一输入端及第一输出端；整流器，所述整流器包括第二输入端及第二输出端；交流励磁机，所述交流励磁机包括第三输入端及第三输出端；旋转整流器，所述旋转整流器包括第四输入端及第四输出端；其中，所述第一输入端与所述发电机的输出端相连，所述第二输入端与所述第一输出端相连，所述第三输入端与所述第二输出端相连，所述第四输入端与所述第三输出端相连，所述第四输出端与所述发电机的转子绕组相连的技术手段，这样，通过用励磁变压器取代了永磁副励磁机，避免了永磁发电机中的磁极丢失带来的设备故障率，降低了设备故障率；同时由于永磁发电机受设计容量限制，一般应用于小容量发电机组，通过用励磁变压器取代了永磁副励磁机，从而使发电机的容量增加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为现有技术中的无刷永磁副励磁方式的结构框图；

图2为本申请实施例一中提供的一种发电机励磁系统的结构框图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种发电机励磁系统，用于解决现有技术中的无刷励磁发电机存在稳定性较差且电压调整速度慢的技术问题，实现提高发电机的运行稳定性以及电压调整响应速度的技术效果。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

一种发电机励磁系统，应用于一发电机中，包括：

励磁变压器，所述励磁变压器包括第一输入端及第一输出端；

整流器，所述整流器包括第二输入端及第二输出端；

交流励磁机，所述交流励磁机包括第三输入端及第三输出端；

旋转整流器，所述旋转整流器包括第四输入端及第四输出端；

其中，所述第一输入端与所述发电机的输出端相连，所述第二输入端与所述第一输出端相连，所述第三输入端与所述第二输出端相连，所述第四输入端与所述第三输出端相连，所述第四输出端与所述发电机的转子绕组相连；

所述励磁变压器通过所述第一输入端，从所述发电机获取电源，并通过所述第一输出端及所述第二输入端将所述电源传输至所述整流器，并将所述整流器整流获得的整流后电源传输至所述交流励磁机，所述交流励磁机基于所述整流后电源产生三相交流电源，并将经过所述旋转整流器整流获得的整流后三相交流电源通过所述第四输出端与所述发电机的转子绕组，传输至所述发电机，以使所述发电机获得励磁电源。

在上述技术方案中，采用励磁变压器，所述励磁变压器包括第一输入端及第一输出端；整流器，所述整流器包括第二输入端及第二输出端；交流励磁机，所述交流励磁机包括第三输入端及第三输出端；旋转整流器，所述旋转整流器包括第四输入端及第四输出端；其中，所述第一输入端与所述发电机的输出端相连，所述第二输入端与所述第一输出端相连，所述第三输入端与所述第二输出端相连，所述第四输入端与所述第三输出端相连，所述第四输出端与所述发电机的转子绕组相连的技术手段，这样，取消了现有技术的发电机励磁系统中的永磁副励磁机，从而减少了发电机轴长度，有效解决了现有技术中的稳定性较差的技术问题，实现了提高发电机的运行稳定性的技术效果；同时，由于本申请中的技术方案用励磁变压器取代了永磁副励磁机，从而为发电机提供可靠的励磁电源，避免了低速下由于交流励磁电源导致的电压调整速度慢的技术问题，实现了提高发电机电压调整响应速度的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本实用新型技术方案做详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本实用新型技术方案的详细的说明，而不是对本实用新型技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

实施例一

请参考图2，为本申请实施例一提供的一种发电机励磁系统的结构示意图，所述发电机励磁系统应用于一发电机中，包括：

励磁变压器10，励磁变压器10包括第一输入端及第一输出端；

整流器20，整流器20包括第二输入端及第二输出端；

交流励磁机30，交流励磁机30包括第三输入端及第三输出端；

旋转整流器40，旋转整流器40包括第四输入端及第四输出端；

其中，所述第一输入端与所述发电机的输出端相连，所述第二输入端与所述第一输出端相连，所述第三输入端与所述第二输出端相连，所述第四输入端与所述第三输出端相连，所述第四输出端与所述发电机的转子绕组相连；

励磁变压器10通过所述第一输入端，从所述发电机获取电源，并通过所述第一输出端及所述第二输入端将所述电源传输至整流器20，并将整流器20整流获得的整流后电源传输至交流励磁机30，交流励磁机30基于所述整流后电源产生三相交流电源，并将经过旋转整流器40整流获得的整流后三相交流电源通过所述第四输出端与所述发电机的转子绕组，传输至所述发电机，以使所述发电机获得励磁电源。

在具体实施过程中，所述发电机具体可以是天然气发电机，也可以是汽轮发电机、水轮发电机等其他发电机，在本申请实施例中不作限制。励磁变压器10、整流器20、交流励磁机30以及旋转整流器40的具体型号，由本领域技术人员根据实际使用需求进行选择，在本申请实施例中不作限制。在具体实施过程中，为了使所述发电机励磁系统具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等特点，整流器20可以为可控硅整流器。

在本申请实施例中，交流励磁机、所述旋转整流器与所述转子绕组同轴。所述交流励磁机30包括U相电枢绕组、V相电枢绕组以及W相电枢绕组，所述旋转整流器包括三组整流桥，所述第三输出端包括U相电枢绕组输出端、V相电枢绕组输出端及W相电枢绕组输出端，其中，所述U相电枢绕组输出端、所述V相电枢绕组输出端及所述W相电枢绕组输出端分别与所述三组整流桥连接。所述第二输出端与所述第三输入端通过绕组线圈相连接。

在本申请实施例中，为了能够保证发电机的端口电压的稳定性，所述励磁系统还包括：

励磁调节装置50，与所述发电机的输出端及所述整流器连接，用于获取所述发电机的运行信号，并根据所述运行信号控制整流器20，以调整所述发电机的输出电压。

相应地，整流器20还包括：

第五输入端，与励磁调节装置50连接。

在本申请实施例中，励磁调节装置50包括：

电流互感器501，电流互感器501包括第一端及第二端；

电压互感器502，电压互感器502包括第三端及第四端；

励磁调节器503，励磁调节器503包括第六输入端、第七输入端及第六输出端；

其中，所述第一端及所述第三端分别与所述输出端连接，所述第二端与第六输入端连接，所述第四端与所述第七输入端连接，所述第六输出端与所述第五输入端连接。

在具体实施过程中，为了实现电压调节的自动化，励磁调节器503可以设置为自动励磁调节器。电流互感器501和电压互感器502的一端接入到发电机的输出端口，另一端则接入自动励磁调整器，从而向自动励磁调整器实时反馈发电机的运行信号，自动励磁调整器根据输入的运行信号，通过控制可控硅整流器导通角大小，来调整发电机端口电压大小，以确保发电机的输出电压满足使用需求。

通过本申请实施例中的一个或多个技术方案，可以实现如下一个或多个技术效果：

一、由于本申请实施例中的技术方案，采用励磁变压器，所述励磁变压器包括第一输入端及第一输出端；整流器，所述整流器包括第二输入端及第二输出端；交流励磁机，所述交流励磁机包括第三输入端及第三输出端；旋转整流器，所述旋转整流器包括第四输入端及第四输出端；其中，所述第一输入端与所述发电机的输出端相连，所述第二输入端与所述第一输出端相连，所述第三输入端与所述第二输出端相连，所述第四输入端与所述第三输出端相连，所述第四输出端与所述发电机的转子绕组相连的技术手段，这样，取消了现有技术的发电机励磁系统中的永磁副励磁机，从而减少了发电机轴长度，有效解决了现有技术中的稳定性较差的技术问题，实现了提高发电机的运行稳定性的技术效果；同时，由于本申请中的技术方案用励磁变压器取代了永磁副励磁机，从而为发电机提供可靠的励磁电源，避免了低速下由于交流励磁电源导致的电压调整速度慢的技术问题，实现了提高发电机电压调整响应速度的技术效果。

二、由于本申请实施例中的技术方案，采用励磁变压器，所述励磁变压器包括第一输入端及第一输出端；整流器，所述整流器包括第二输入端及第二输出端；交流励磁机，所述交流励磁机包括第三输入端及第三输出端；旋转整流器，所述旋转整流器包括第四输入端及第四输出端；其中，所述第一输入端与所述发电机的输出端相连，所述第二输入端与所述第一输出端相连，所述第三输入端与所述第二输出端相连，所述第四输入端与所述第三输出端相连，所述第四输出端与所述发电机的转子绕组相连的技术手段，这样，通过用励磁变压器取代了永磁副励磁机，避免了永磁发电机中的磁极丢失带来的设备故障率，降低了设备故障率；同时由于永磁发电机受设计容量限制，一般应用于小容量发电机组，通过用励磁变压器取代了永磁副励磁机，从而使发电机的容量增加。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。