发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本文所述的实施例涉及发电机。
【背景技术】
[0002]近年来，随着对电力需求的增大，同步发电机的单机容量也增大。由于同步发电机的单机容量变大，发电机主体所需的励磁电流变大，例如变为几百安培。为此，用于向发电机提供励磁电流的交流励磁机的容量和尺寸趋向于增大。
[0003]因此，包括交流励磁机和旋转整流器的无刷同步发电机引起了关注。当无刷同步发电机是双极型器件时，无刷同步发电机的励磁容量约为传统同步发电机的1/100到1/300。因此，无刷同步发电机具有易于增大发电机的容量的优点。而且，由于无刷同步发电机不包括电刷，无刷同步发电机具有可以避免起因于电刷的磨损的污迹的产生的优点。
【附图说明】
[0004]图1是显示第一实施例的发电机的结构的截面图；
[0005]图2是显示第一实施例的发电机的电路配置的电路图；
[0006]图3A和3B是显示第一实施例的发电机的导体布置的截面图；
[0007]图4A和4B是显示第二实施例的发电机的导体布置的截面图；
[0008]图5A和5B是显不第三实施例的发电机的导体布置的截面图；
[0009]图6A和6B是显示第四实施例的发电机的导体布置的截面图；以及
[0010]图7A和7B是显示传统无刷同步发电机的导体布置的截面图。
【具体实施方式】
[0011]现在将参考附图来解释实施例。
[0012]在无刷同步发电机中，将交流励磁机和旋转整流器安装在相同的旋转轴上，以致必须在旋转轴上布置导体(三相导体)，其电气连接交流励磁机和旋转整流器。在此情况下，通常以彼此间隔120度来布置导体，如图7A和7B所示的。
[0013]图7A和7B是显示传统无刷同步发电机的导体布置的截面图。图7A是显示无刷同步发电机的截面图。图7B是对应于图7A的截面图的磁通量穿透线图。
[0014]这个发电机包括旋转轴1，在转轴I上安装有交流励磁机和旋转整流器，并且多个导体2布置在旋转轴I上。为每一组导体组GpG2和G3集中地布置这些导体2。具体地，两个U相导体U1和U2集中地布置为U相组G1，两个V相导体V1和V2集中地布置为V相组G2，两个W相导体W1和W2集中地布置为W相组G3。以彼此隔间120度来布置导体组Gp G2和G3。
[0015]但当大的三相交流电流流入这些导体2中时，导体2附近的发电机的结构受到由电流的感应而产生的磁场的加热。在一些情况下，围绕导体2的绝缘体Ib会由于热而受损。
[0016]在一个实施例中，发电机包括:交流励磁机，所述交流励磁机被配置为输出具有第一相位的第一交流电流，具有第二相位的第二交流电流，和具有第三相位的第三交流电流；以及旋转整流器，所述旋转整流器被配置为将第一交流电流、第二交流电流和第三交流电流分别转换为第一直流电流、第二直流电流和第三直流电流。发电机进一步包括旋转轴，在其上安装有交流励磁机和旋转整流器，多个导体安装在旋转轴上，并且包括一个或多个第一导体，一个或多个第二导体，一个或多个第三导体以分别将第一交流电流、第二交流电流和第三交流电流从交流励磁机提供给旋转整流器。而且，多个导体包括一个或多个导体组，在每一组导体组中都集中地布置有两个或更多个导体，每一组导体组都包括被布置用以抵消同一组中每一个导体周围的磁场的两个或更多个导体。
[0017](第一实施例)
[0018]图1是显示第一实施例的发电机的结构的截面图。
[0019]图1中的发电机是无刷同步发电机。图1中的发电机包括旋转轴1、布置在旋转轴I上的多个导体2、安装在旋转轴I上的交流励磁机3、和安装在旋转轴I上的旋转整流器4。交流励磁机3和旋转整流器4由导体2电气连接。导体2是三相导体，用于将三相交流电流从交流励磁机3提供给旋转整流器4。
[0020]交流励磁机3包括位于发电机的定子侧的场单元11，和与场单元11分离并位于发电机的转子侧的电枢单元12。旋转整流器4包括整流器元件单元21，其包括多个整流器元件。在本实施例的发电机中，更具体地，交流励磁机3的电枢单元12安装在旋转轴I上，电枢单元12与整流器元件单元21由导体2电气连接。
[0021 ] 图1显示了 X方向和Y方向，它们彼此垂直并垂直于旋转轴I，以及Z方向，其平行于旋转轴I。X方向和Z方向指不水平方向，且Y方向指不垂直方向。
[0022]图2是显示第一实施例的发电机的电路配置的电路图。
[0023](I)交流励磁机3
[0024]如图2所示，交流励磁机3的场单元11包括场绕组13，且交流励磁机3的电枢单元12包括电枢绕组14，电枢绕组14包括第一绕组14a、第二绕组14b和第三绕组14c。第一绕组到第三绕组14a到14c以Y型连接。
[0025]当直流电流I1在旋转轴I的旋转过程中流入场单元13中时，借助由直流电流I1产生的磁场的效应而在电枢绕组14中产生三相交流电流I2a、I2b和12。。交流电流I2a、I2b和12。分别是U相电流、V相电流和W相电流，并分别在第一绕组14a、第二绕组14b和第三绕组14c中产生。交流电流I2a、I2b和12。分别是具有第一相位的第一交流电流、具有第二相位的第二交流电流、和具有第三相位的第三交流电流的示例。交流电流I2a、I2b和I2c从电枢绕组14输出到整流器元件单元21。
[0026](2)旋转整流器4
[0027]如图2所示，旋转整流器4包括整流器元件单元21，整流器元件单元21包括第一到第六整流器元件21a到21f和场绕组22。
[0028]第一和第四整流器元件21a和21d串联连接，在这些整流器元件之间的节点由导体2连接到第一绕组14a。这个导体2是一个或多个第一导体的示例。第二和第五整流器元件21b和21e串联连接，在这些整流器元件之间的节点由导体2连接到第二绕组14b。这个导体2是一个或多个第二导体的示例。第三和第六整流器元件21c和21f串联连接，在这些整流器元件之间的节点由导体2连接到第三绕组14c。这个导体2是一个或多个第三导体的示例。
[0029]第一和第四整流器元件21a和21d的对、第二和第五整流器元件21b和21e的对、第三和第六整流器元件21c和21f的对彼此并联连接。这些对电气连接到场绕组22。第一到第六整流器元件21a到21f的每一个都可以包括一个二极管或者可以包括多个二极管。
[0030]第一和第四整流器元件21a和21d对交流电流I2a进行整流，且将交流电流I2a转换为直流电流I3a。第二和第五整流器元件21b和21e对交流电流I2b进行整流，且将交流电流I2b转换为直流电流I3b。第三和第六整流器元件21c和21f对交流电流12。进行整流，且将交流电流12。转换为直流电流13。。直流电流I3a、I3b和13。分别是第一、第二和第三直流电流的示例。
[0031]在整流器元件单元21中，直流电流13卩13)5和I3。会聚为直流电流14。直流电流I4从整流器元件单元21输出到场绕组22。
[0032](3)发电机主体5
[0033]如图2所示，本实施例的发电机进一步包括发电机主体5。发电机主体5安装在旋转轴I上。发电机主体5包括电枢绕组(未示出)，电枢绕组包括以Y形连接的第一到第三绕组。
[0034]当直流电流I4流入场绕组22中时，借助由直流电流I4产生的磁场的效应而在发电机主体5的电枢绕组中产生三相交流电流。以此方式，本实施例的发电机可以产生电力。
[0035]图3A和3B是显示第一实施例的发电机的导体布置的截面图。图3A是沿图1中所示的线“A”得到的截面图。图3B是对应于图3A的截面图的磁通量穿透线图。图3B显示了由数值计算而获得的计算结果。
[0036]本实施例的旋转轴I包括位于旋转轴I的中心的轴la，并包括绝缘体lb、第一集电环Ic和第二集电环ld，它们以此顺序围绕轴la。
[0037]轴Ia位于导体2的内圆周侧上。绝缘体Ib围绕导体2并与导体2彼此电隔离。第一集电环Ic相对于导体2位于旋转轴I的周向上。第二集电环Id位于导体2的外圆周侧上。在本实施例中，轴Ia和第二集电环Id由磁性材料构成，第一集电环Ic由非磁性材料构成。导体2例如由铜构成。
[0038]本实施例的导体2包括用于传送交流电流I2a(U相电流)的第一和第二 U相导体U1和U2，用于传送交流电流I2b (V相电流)的第一和第二 V相导体V1和V2，用于传送交流电流I2JW相电流)的第一和第二W相导体W1和W2。U相导体U1和U2、V相导体V1和V2、与W相导体W1和W2分别是一个或多个第一导体、一个或多个第二导体、一个或多个第三导体的示例。具有相同相位的导体2彼此并联连接。
[0039]本实施例的导体2包括一个或多个导体组Gp G2和G3，在其每一组导体组中都集中地布置有两个或更多个导体