一种相复励发电的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种相复励发电机，包括转子、定子、集电环、转子绕组、定子主绕组、定子副绕组、复合式电抗变流器、整流桥组和自动电压调节器，相复励装置由复合式电抗变流器、整流桥组和自动电压调节器组成，所述复合式电抗变流器是由安装于底架上的铁芯、一次绕组、二次绕组、上轭部铁芯和接线端子排组成，其中定子主绕组的线端与一次绕组的末端连接，一次绕组的始端为输出负载端，定子副绕组的线端与二次绕组的始端连接，二次绕组的末端连接整流桥组的一端，整流桥组的另一端与集电环连接，自动电压调节器同时与整流桥组、一次绕组和集电环连接。本实用新型具有消耗材料少，体积小、重量轻、用途广泛的特点。
【专利说明】—种相复励发电机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发电机，具体涉及一种相复励发电机。
【背景技术】
[0002]发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。现代发电站中最常用的是同步发电机。发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
[0003]现有的相复励发电机虽然都有一定的自动励磁功能，并自动调节发电机输出电压，使电压能恒定输出，但是其线性电抗器和变流器须用两套接近相同体积的铁芯和绕组，消耗材料量大，生产工艺周期也较长，影响了生产率的提高。
实用新型内容
[0004]本实用新型旨在提供一种电压精度更高且可控的相复励发电机。该相复励发电机具有消耗材料少，体积小、重量轻、用途广泛的特点。
[0005]本实用新型所述的相复励发电机，包括转子、定子、集电环、转子绕组、定子主绕组、定子副绕组、复合式电抗变流器、整流桥组和自动电压调节器，相复励装置由复合式电抗变流器、整流桥组和自动电压调节器组成，所述复合式电抗变流器是由安装于底架上的铁芯、一次绕组、二次绕组、上轭部铁芯和接线端子排组成，其中定子主绕组的线端与一次绕组的末端连接，一次绕组的始端为输出负载端，定子副绕组的线端与二次绕组的始端连接，二次绕组的末端连接整流桥组的一端，整流桥组的另一端与集电环连接，自动电压调节器同时与整流桥组、一次绕组和集电环连接。
[0006]所述相复励发电机，当制成三相同步发电机时，所述的复合式电抗变流器的组成是由安装于底架上的“山”形的铁芯、三相的一次绕组、三相的二次绕组、与“山”形的铁芯相配套的上轭部铁芯和三相的接线端子排所组成，所述三相的定子副绕组与三相的定子主绕组相序相同，且相位滞后于定子主绕组，定子主绕组的三相线端与复合式结构的一次绕组相应的三相末端连接，一次绕组的三相始端为输出负载端，定子副绕组的三相线端应与二次绕组相应的三相始端连接，二次绕组末端连接整流桥组一端，整流桥组另一端与集电环连接，自动电压调节器同时与电抗变流器的整流桥组、一次绕组和集电环连接。
[0007]调节电抗器气隙或自动电压调节器来整定发电机端电压在额定值U=400V。
[0008]当相复励发电机为三相电机时，所述的转子的冲片为连体式，包括外轮呈圆形的冲片本体，所述冲片本体的周侧边缘上均匀开设有四组关于圆心对称的绕线槽组并形成四个T形凸部，各组绕线槽组包含两个关于T形凸部中心线对称的绕线槽，所述冲片本体的圆心处开设有与转轴相配合的轴孔，所述轴孔的边缘上开设有键槽；所述定子冲片外轮呈圆形，其槽口大小为0.8?1.2mm。
[0009]所述冲片本体T形凸部开设有第一散热孔。
[0010]所述冲片本体在轴孔的周围设有第二散热孔。
[0011]所述冲片本体在相邻的两个T形凸部之间形成一分隔相邻的两个绕线槽的隔断凸部。
[0012]所述隔断凸部开设有第三散热孔。
[0013]所述相复励发电机，当制成单相发电机时，所述的复合式电抗变流器是由安装于底架上的“U”形的铁芯，单相的一次绕组、单相的二次绕组、与“U”形的铁芯相配套的上轭部铁芯和单相的接线端子排所组成，所述单相的定子主绕组的线端与一次绕组末端连接，一次绕组的始端为输出负载端，单相的定子副绕组的两端与二次绕组始端连接，二次绕组的末端连接单相的整流桥组一端，整流桥组另一端与集电环连接，自动电压调节器同时与一次绕组，集电环，以及单相整流桥组连接。
[0014]调节电抗器气隙或自动电压调节器的大小来整定发电机端电压在额定值U=230V。
[0015]本实用新型发电机的工作原理:发电机由内燃机驱动至空载转速(1.05倍额定转速)，依靠转子铁芯剩磁磁场，发电机定子副绕组感应电压经电抗变流器中二次绕组的移相作用，提供一个建立发电机空载电压的交流侧励磁电流分量Ifu，经三相整流(或单相)整流桥组整流后向发电机转子绕组提供空载励磁电流，建立空载电压(建立转子铁芯主磁场，定子主绕组很快感应空载电压)。空载电压的整定可通过调节电抗器气隙的大小实现，或者调节AVR电压调整器来整定。
[0016]定子主绕组经串接电抗变流器一次绕组后输出三相电压。当发电机带上负载后，由电抗变流器的复励作用，在二次绕组感应一个与发电机负载电流成比例的交流侧励磁电流分量Ifi，因此，负载时电抗变流器二次绕组中，有相位不同的IfU和Ifi两个交流侧励磁电流分量，几何迭加为If，If经单相整流成直流，向转子绕组提供负载励磁电流If，补偿负载时定子电枢反应去磁效应，从而维持发电机端电压恒定。配上自动电压调节器时，成为可控相复励发电机，电压精度高，稳态电压调整率能达到1%。
[0017]本实用新型的发电机采用防护型卧式结构。机座采用优质钢板，抗拉强度高，永不破碎；定子采用优化的电磁计算，使机体小、有效利用材料。独特的转子结构设计——整体凸极，运行平稳可靠，无第二气隙、省铜，良好的通风槽和绕组直接绕制，散热条件好，温升低；励磁系统采用电抗变流相复励，具有电压精度高、起动能力强，温度补偿好等特点；绝缘等级采用F级(绕组温升限值105K)，防护等级达到IP22，采用材料优质先进、低毒、耐温、抗老化；并经过防霉、防潮、防盐雾等特殊处理，体积小、重量轻、坚固、耐用、易维修。是一种湿热型发电机，符合GB/T12975-2008《船用同步发电机通用技术条件》。用途广泛、特适用船用照明动力备用电源，尤其适用于由电动机拖动且频繁启动的各类机械设备。
[0018]本实用新型的转子采用整体凸极，磁方式采用相复励，转子采用四凸极整体冲压而成。凸极两别设置矩形缺口，在矩形缺口里边垫绝缘材料后直接绕制转子铜线，绕组端设置气道，转子绕组产生的热量可直接通过转子铁心传导转子铁心外表面，同时绕组外表面和端部与空气接触面较多，可通过风扇轴向通风散热。减少了二次气隙，改善了通风散热效果，提高了电气性能和材料利用率，绝缘等级H级，达到体积小、重量轻。
[0019]本实用新型的定子采用新型定子冲片制造，使磁通密度增大，磁通量增大，定子匝数减少，安匝伏数高，减少绕组内电阻值，较少损耗，提高了发电机效率，同时增加了定子冲片槽面积，并且使齿部、扼部磁通密度在理想范围内，设置较大的绕组面积，提高了截留量，减少绕组内电阻值，提高了发电机效率。
[0020]本实用新型发电机为三相带中性的星形接法，额定频率50HZ，额定电压400V，相电压230V，额定转速1500转/分钟，负载功率因数1.0?0.8 (滞后)，发电机经弹性联轴器或三角皮带联接，可在下列环境条件下连续额定工作:
[0021]1.环境空气湿度(TC?+45°C ；
[0022]2.空气相对温度为95°C，并有凝露；
[0023]3.有盐雾、油雾、霉菌的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型实施例1的发电原理图
[0025]图2为本实用新型实施例1的三相相复励装置的结构示意图
[0026]图3为本实用新型实施例2的发电机发电原理图
[0027]图4为本实用新型实施例2的单相相复励装置的结构示意图
[0028]图5为本实用新型的转子和定子冲片的结构示意图
[0029]图中各部分名称及序号如下:
[0030]I为集电环，2为转子绕组，3为定子主绕组，4为定子副绕组，5为复合式电抗变流器，6为整流桥组，7为自动电压调节器，8铁芯，9为一次绕组，10为二次绕组，11为电抗器气隙，12为上轭部铁芯，13为三相接线端子排，14为集电环，15为T形凸部，16为绕线槽，17为轴孔，18为键槽；19为槽口，20为第一散热孔，21为第二散热孔，22为隔断凸部，23为
第三散热孔。
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图具体说明本实用新型
[0032]本实用新型所述的相复励发电机，包括转子、定子、集电环1、转子绕组2、定子主绕组3、定子副绕组4、复合式电抗变流器5、整流桥组6和自动电压调节器7，相复励装置由复合式电抗变流器5、整流桥组6和自动电压调节器7组成，所述复合式电抗变流器5是由安装于底架上的铁芯8、一次绕组9、二次绕组10、上轭部铁芯12和接线端子排13组成，其中定子主绕组3的线端与一次绕组9的末端连接，一次绕组9的始端为输出负载端，定子副绕组4的线端与二次绕组10的始端连接，二次绕组10的末端连接整流桥组6的一端，整流桥组6的另一端与集电环14连接，自动电压调节器7同时与整流桥组6、一次绕组9和集电环14连接。
[0033]实施例1
[0034]如图1和图2所示，所述相复励发电机，当制成三相同步发电机时，所述的复合式电抗变流器的组成是由安装于底架上的“山”形的铁芯8、三相的一次绕组9、三相的二次绕组10、与“山”形的铁芯相配套的上轭部铁芯12和三相的接线端子排13所组成，所述三相的定子副绕组4与三相的定子主绕组3相序相同，且相位滞后于定子主绕组3，定子主绕组3的三相线端与复合式结构的一次绕组9相应的三相末端连接，一次绕组9的三相始端为输出负载端，定子副绕组4的三相线端应与二次绕组10相应的三相始端连接，二次绕组10末端连接整流桥组6 —端，整流桥组6另一端与集电环14连接，自动电压调节器7同时与电抗变流器的整流桥组6、一次绕组9和集电环14连接。
[0035]如图5所示，所述的转子的冲片为连体式，包括外轮呈圆形的冲片本体，所述冲片本体的周侧边缘上均匀开设有四组关于圆心对称的绕线槽组并形成四个T形凸部15，各组绕线槽组包含两个关于T形凸部15中心线对称的绕线槽16，所述冲片本体的圆心处开设有与转轴相配合的轴孔17，所述轴孔的边缘上开设有键槽18 ;所述定子冲片外轮呈圆形，其槽口 19大小为0.8?1.2_。
[0036]所述冲片本体T形凸部15开设有第一散热孔20。
[0037]所述冲片本体在轴孔17的周围设有第二散热孔21。
[0038]所述冲片本体在相邻的两个T形凸部15之间形成一分隔相邻的两个绕线槽16的隔断凸部22。
[0039]所述隔断凸部22开设有第三散热孔23。
[0040]调节自动电压调节器7来整定发电机端电压在额定值U=400V。稳态电压调整率能达到1%。
[0041]调节电抗器气隙11的大小来整定发电机端电压在额定值U=400V。稳态电压调整率能达到1%。
[0042]实施例2
[0043]如图3和图4所示，所述相复励发电机，当制成单相发电机时，所述的复合式电抗变流器是由安装于底架上的“U”形的铁芯8，单相的一次绕组9、单相的二次绕组10、与“U”形的铁芯8相配套的上轭部铁芯12和单相的接线端子排13所组成，所述单相的定子主绕组3的线端与一次绕组9末端连接，一次绕组9的始端为输出负载端，单相的定子副绕组4的两端与二次绕组10始端连接，二次绕组10的末端连接单相的整流桥组6 —端，整流桥组6另一端与集电环14连接，自动电压调节器7同时与单相的整流桥组6、一次绕组9和集电环14连接。
[0044]调节自动电压调节器7来整定发电机端电压在额定值U=230V。稳态电压调整率能达到1%。
[0045]调节电抗器气隙11的大小来整定发电机端电压在额定值U=230V。稳态电压调整率能达到1%。
【权利要求】
1.一种相复励发电机，包括转子、定子、集电环(I)、转子绕组(2)、定子主绕组(3)、定子副绕组(4)、复合式电抗变流器(5)、整流桥组(6)和自动电压调节器(7)，其特征在于:相复励装置由复合式电抗变流器(5)、整流桥组(6)和自动电压调节器(7)组成，所述复合式电抗变流器(5)是由安装于底架上的铁芯(8)、一次绕组(9)、二次绕组(10)、上轭部铁芯(12)和接线端子排(13)组成，其中定子主绕组(3)的线端与一次绕组(9)的末端连接，一次绕组(9)的始端为输出负载端，定子副绕组⑷的线端与二次绕组(10)的始端连接，二次绕组(10)的末端连接整流桥组(6)的一端，整流桥组(6)的另一端与集电环(14)连接，自动电压调节器⑵同时与整流桥组(6)、一次绕组(9)和集电环(14)连接。
2.如权利要求1所述的相复励发电机，其特征在于:所述的转子的冲片为连体式，包括外轮呈圆形的冲片本体，所述冲片本体的周侧边缘上均匀开设有四组关于圆心对称的绕线槽组并形成四个T形凸部(15)，各组绕线槽组包含两个关于T形凸部(15)中心线对称的绕线槽(16)，所述冲片本体的圆心处开设有与转轴相配合的轴孔(17)，所述轴孔的边缘上开设有键槽(18);所述定子冲片外轮呈圆形，其槽口(19)大小为0.8?1.2_。
3.如权利要求1所述的相复励发电机，其特征在于:所述冲片本体T形凸部(15)开设有第一散热孔(20)。
4.如权利要求1所述的相复励发电机，其特征在于:所述冲片本体在轴孔(17)的周围设有第二散热孔(21)。
5.如权利要求1所述的相复励发电机，其特征在于:所述冲片本体在相邻的两个T形凸部(15)之间形成一分隔相邻的两个绕线槽(16)的隔断凸部(22)。
6.如权利要求5所述的相复励发电机，其特征在于:所述隔断凸部(22)开设有第三散热孔(23)。
【文档编号】H02K1/26GK203761231SQ201320788637
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】朱祖锋, 李庚荣, 梁海著 申请人:广西陆洲机械制造有限公司