专利名称：带有转子交轴稳定绕组的同步发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有转子交轴稳定绕组的多相(指三相、六相、十二相等)隐极同步发电机。
现代在电力机车牵引、石油钻井平台、邮电通信、坑道电站、舰船电力推进等方面需求的直流电源功率越来越大，应用带桥式整流输出的多相交流发电机作为直流电源越来越多。现代电机的设计都要求体积小、重量轻，所以发电机定转子之间气隙都选择较小，由此产生了一个特殊问题即实际使用中，多相同步发电机单机整流带反电势负载(指直流电动机、蓄电池等)或者多机整流后并联带任意负载的系统中，都有可能产生大幅度的低频功率振荡。近十年来，国内外陆续都有发生这种振荡的报导，如日本“白濑号”破冰船电力推进系统研制过程中，就遇到过这种问题(见日本富士时报，Vol.56，No.2，1983)。如何避免多相同步发电机特别是隐极多相发电机带整流负载时产生的低频功率振荡，至今未见国内外有这方面研究成果的报导。根据理论分析和大量试验发现，这种振荡发生与否，主要取决于多相发电机的参数。交轴同步电抗Xq或交轴瞬变电抗X'q越大，直轴瞬变电抗X'd越小，系统越容易发生振荡。所以，这种振荡是由多相发电机参数决定的整流系统的固有振荡。一般的多相隐极同步发电机由于X'q＝Xq，Xq比较大，带整流负载时很难稳定运行。
本发明的目的是要提供一种多相隐极同步发电机转子铁芯结构和转子绕组结构的设计方式，以保证多相隐极发电机在单机整流带反电动势负载和多机整流并联带任意负载时，系统能稳定运行。
本发明的目的是以如下方式来实现的多相发电机的隐极铁芯不采用常见的大齿小齿结构形式，而采用沿转子表面圆周方向均匀开槽，其铁芯冲片如附
图1所示，冲片中槽形和尺寸可根据实际电机需要合理选择;发电机转子上设置两套绕组，一套为一般发电机常用的直轴励磁绕组，另一套为直接短路的交轴稳定绕组，交直轴绕组轴线互差90°电角度;交轴稳定绕组和直轴励磁绕组一样，采用分布绕组嵌放在相应的转子槽内，如附图2所示;交轴稳定绕组所占转子槽数可略少于直轴励磁绕组所占槽数，具体的槽数比可根据发电机气隙的大小和参数来选择。也可以在均匀分布的转子槽内，嵌放对称的三相绕组，通过适当的联接构成等效的直轴励磁绕组和交轴短路绕组，其联接有附图3中a)、b)两种方式。
由于设置了短路的交轴稳定绕组，使发电机交轴瞬变电抗由Xq减小为X'q，从而使多相隐极发电机整流系统带任何负载时都不会发生固有振荡。
以下结合附图对本发明作进一步的描述。附图1和附图2是本发明的一个实施例。附图1是均匀开槽的转子铁芯冲片图形，附图2是转子绕组展开图。本例中发电机磁极数2P＝4，转子槽数Zr＝20，直轴励磁绕组所占槽数为每极3个槽，交轴稳定绕组所占槽数为每极2个槽，全部转子绕组采用双层分布绕组。交轴稳定绕组在4个磁极下的4个元件组可以串联后短路，也可以并联后短路，还可以各自短路，这几种连接方法稳定效果是一样的，附图2中画出了交轴绕组串联后短路的情况。
权利要求
1.一种带有交轴稳定绕组的隐极同步发电机，其特征在于a.隐极转子上除了有直轴励磁绕组外，还有交轴稳定绕组。b.交轴稳定绕组轴线与直轴励磁绕组轴线互差90°电角度。
2.根据权利要求1所述隐极同步发电机转子结构，其特征在于交轴稳定绕组是直接短路的，不经滑环引出，也不与其它元件或电路相连。
3.根据权利要求1和2所述隐极同步发电机转子结构，其特征在于隐极转子表面沿圆周方向均匀开槽。
4.根据权利要求1和2所述隐极同步发电机转子结构，其特征在于交轴稳定绕组所占转子槽数与直轴励磁绕组所占转子槽数之比值可以小于或等于1。
5.根据权利要求1、2和3所述隐极同步发电机转子结构，其特征在于转子槽内嵌放对称三相绕组，通过附图3中a)、b)两种联接方式，构成等效的直轴励磁绕组和交轴短路绕组。
全文摘要
本发明带有交轴稳定绕组的多相(指三相、六相、十二相等)隐极同步发电机，目的在于减小其交轴瞬变电抗以保证在单机整流带反电动势负载和多机整流并联带任意负载时，系统能稳定运动。本发明的隐极转子采用沿圆周方向均匀开槽，嵌放两套分布绕组。交轴稳定绕组轴线与直轴励磁绕组轴线互差90°电角度；交轴稳定绕组所占转子槽数可略少于直轴励磁绕组所占转子槽数；交轴稳定绕线直接短路。也可在转子槽内嵌放三相绕组，通过适当连接构成直轴励磁回路和交轴短路回路。
文档编号H02K19/26GK1065164SQ9210244
公开日1992年10月7日 申请日期1992年4月7日 优先权日1992年4月7日
发明者张盖凡, 马伟明, 刘德志, 胡安, 闻立业 申请人:海军工程学院