一種相復(fù)勵(lì)發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子繞組、定子主繞組、定子副繞組、復(fù)合式電抗變流器、整流橋組和自動電壓調(diào)節(jié)器，相復(fù)勵(lì)裝置由復(fù)合式電抗變流器、整流橋組和自動電壓調(diào)節(jié)器組成，所述復(fù)合式電抗變流器是由安裝于底架上的鐵芯、一次繞組、二次繞組、上軛部鐵芯和接線端子排組成，其中定子主繞組的線端與一次繞組的末端連接，一次繞組的始端為輸出負(fù)載端，定子副繞組的線端與二次繞組的始端連接，二次繞組的末端連接整流橋組的一端，整流橋組的另一端與集電環(huán)連接，自動電壓調(diào)節(jié)器同時(shí)與整流橋組、一次繞組和集電環(huán)連接。本發(fā)明具有消耗材料少，體積小、重量輕、用途廣泛的特點(diǎn)。
【專利說明】—種相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，具體涉及一種相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電機(jī)分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)兩大類。后者又可分為同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā) 電機(jī)兩種?，F(xiàn)代發(fā)電站中最常用的是同步發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等 部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由 轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋 將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動，從而 產(chǎn)生感應(yīng)電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。
[0003]現(xiàn)有的相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)雖然都有一定的自動勵(lì)磁功能，并自動調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電 壓，使電壓能恒定輸出，但是其線性電抗器和變流器須用兩套接近相同體積的鐵芯和繞組， 消耗材料量大，生產(chǎn)工藝周期也較長，影響了生產(chǎn)率的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種電壓精度更高且可控的相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)。該相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)具有 消耗材料少，體積小、重量輕、用途廣泛的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明所述的相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子、集電環(huán)、轉(zhuǎn)子繞組、定子主繞組、定 子副繞組、復(fù)合式電抗變流器、整流橋組和自動電壓調(diào)節(jié)器，相復(fù)勵(lì)裝置由復(fù)合式電抗變流 器、整流橋組和自動電壓調(diào)節(jié)器組成，所述復(fù)合式電抗變流器是由安裝于底架上的鐵芯、一 次繞組、二次繞組、上軛部鐵芯和接線端子排組成，其中定子主繞組的線端與一次繞組的末 端連接，一次繞組的始端為輸出負(fù)載端，定子副繞組的線端與二次繞組的始端連接，二次繞 組的末端連接整流橋組的一端，整流橋組的另一端與集電環(huán)連接，自動電壓調(diào)節(jié)器同時(shí)與 整流橋組、一次繞組和集電環(huán)連接。
[0006]所述相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，當(dāng)制成三相同步發(fā)電機(jī)時(shí)，所述的復(fù)合式電抗變流器的組成 是由安裝于底架上的“山”形的鐵芯、三相的一次繞組、三相的二次繞組、與“山”形的鐵芯 相配套的上軛部鐵芯和三相的接線端子排所組成，所述三相的定子副繞組與三相的定子主 繞組相序相同，且相位滯后于定子主繞組，定子主繞組的三相線端與復(fù)合式結(jié)構(gòu)的一次繞 組相應(yīng)的三相末端連接，一次繞組的三相始端為輸出負(fù)載端，定子副繞組的三相線端應(yīng)與 二次繞組相應(yīng)的三相始端連接，二次繞組末端連接整流橋組一端，整流橋組另一端與集電 環(huán)連接，自動電壓調(diào)節(jié)器同時(shí)與電抗變流器的整流橋組、一次繞組和集電環(huán)連接。
[0007]調(diào)節(jié)電抗器氣隙或自動電壓調(diào)節(jié)器來整定發(fā)電機(jī)端電壓在額定值U=400V。
[0008]當(dāng)相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)為三相電機(jī)時(shí)，所述的轉(zhuǎn)子的沖片為連體式，包括外輪呈圓形的 沖片本體，所述沖片本體的周側(cè)邊緣上均勻開設(shè)有四組關(guān)于圓心對稱的繞線槽組并形成四 個(gè)T形凸部，各組繞線槽組包含兩個(gè)關(guān)于T形凸部中心線對稱的繞線槽，所述沖片本體的圓 心處開設(shè)有與轉(zhuǎn)軸相配合的軸孔，所述軸孔的邊緣上開設(shè)有鍵槽；所述定子沖片外輪呈圓形，其槽口大小為0.8?1.2mm。
[0009]所述沖片本體T形凸部開設(shè)有第一散熱孔。
[0010]所述沖片本體在軸孔的周圍設(shè)有第二散熱孔。
[0011]所述沖片本體在相鄰的兩個(gè)T形凸部之間形成一分隔相鄰的兩個(gè)繞線槽的隔斷凸部。
[0012]所述隔斷凸部開設(shè)有第三散熱孔。
[0013]所述相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，當(dāng)制成單相發(fā)電機(jī)時(shí)，所述的復(fù)合式電抗變流器是由安裝于 底架上的“U”形的鐵芯，單相的一次繞組、單相的二次繞組、與“U”形的鐵芯相配套的上軛 部鐵芯和單相的接線端子排所組成，所述單相的定子主繞組的線端與一次繞組末端連接， 一次繞組的始端為輸出負(fù)載端，單相的定子副繞組的兩端與二次繞組始端連接，二次繞組 的末端連接單相的整流橋組一端，整流橋組另一端與集電環(huán)連接，自動電壓調(diào)節(jié)器同時(shí)與 一次繞組，集電環(huán)，以及單相整流橋組連接。
[0014]調(diào)節(jié)電抗器氣隙或自動電壓調(diào)節(jié)器的大小來整定發(fā)電機(jī)端電壓在額定值U=230V。
[0015]本發(fā)明發(fā)電機(jī)的工作原理:發(fā)電機(jī)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動至空載轉(zhuǎn)速(1.05倍額定轉(zhuǎn)速)， 依靠轉(zhuǎn)子鐵芯剩磁磁場，發(fā)電機(jī)定子副繞組感應(yīng)電壓經(jīng)電抗變流器中二次繞組的移相作 用，提供一個(gè)建立發(fā)電機(jī)空載電壓的交流側(cè)勵(lì)磁電流分量Ifu，經(jīng)三相整流(或單相)整流橋 組整流后向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供空載勵(lì)磁電流，建立空載電壓(建立轉(zhuǎn)子鐵芯主磁場，定子 主繞組很快感應(yīng)空載電壓)?？蛰d電壓的整定可通過調(diào)節(jié)電抗器氣隙的大小實(shí)現(xiàn)，或者調(diào)節(jié) AVR電壓調(diào)整器來整定。
[0016]定子主繞組經(jīng)串接電抗變流器一次繞組后輸出三相電壓。當(dāng)發(fā)電機(jī)帶上負(fù)載后， 由電抗變流器的復(fù)勵(lì)作用，在二次繞組感應(yīng)一個(gè)與發(fā)電機(jī)負(fù)載電流成比例的交流側(cè)勵(lì)磁電 流分量Ifi，因此，負(fù)載時(shí)電抗變流器二次繞組中，有相位不同的Ifu和Ifi兩個(gè)交流側(cè)勵(lì)磁 電流分量，幾何迭加為If，If經(jīng)單相整流成直流，向轉(zhuǎn)子繞組提供負(fù)載勵(lì)磁電流If，補(bǔ)償 負(fù)載時(shí)定子電樞反應(yīng)去磁效應(yīng)，從而維持發(fā)電機(jī)端電壓恒定。配上自動電壓調(diào)節(jié)器時(shí)，成為 可控相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，電壓精度高，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率能達(dá)到1%。
[0017]本發(fā)明的發(fā)電機(jī)采用防護(hù)型臥式結(jié)構(gòu)。機(jī)座采用優(yōu)質(zhì)鋼板，抗拉強(qiáng)度高，永不破 碎；定子采用優(yōu)化的電磁計(jì)算，使機(jī)體小、有效利用材料。獨(dú)特的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——整體凸 極，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，無第二氣隙、省銅，良好的通風(fēng)槽和繞組直接繞制，散熱條件好，溫升低； 勵(lì)磁系統(tǒng)采用電抗變流相復(fù)勵(lì)，具有電壓精度高、起動能力強(qiáng)，溫度補(bǔ)償好等特點(diǎn)；絕緣等 級采用F級(繞組溫升限值105K)，防護(hù)等級達(dá)到IP22，采用材料優(yōu)質(zhì)先進(jìn)、低毒、耐溫、抗 老化；并經(jīng)過防霉、防潮、防鹽霧等特殊處理，體積小、重量輕、堅(jiān)固、耐用、易維修。是一種濕 熱型發(fā)電機(jī)，符合GB/T12975-2008《船用同步發(fā)電機(jī)通用技術(shù)條件》。用途廣泛、特適用船 用照明動力備用電源，尤其適用于由電動機(jī)拖動且頻繁啟動的各類機(jī)械設(shè)備。
[0018]本發(fā)明的轉(zhuǎn)子采用整體凸極，磁方式采用相復(fù)勵(lì)，轉(zhuǎn)子采用四凸極整體沖壓而成。 凸極兩別設(shè)置矩形缺口，在矩形缺口里邊墊絕緣材料后直接繞制轉(zhuǎn)子銅線，繞組端設(shè)置氣 道，轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的熱量可直接通過轉(zhuǎn)子鐵心傳導(dǎo)轉(zhuǎn)子鐵心外表面，同時(shí)繞組外表面和端 部與空氣接觸面較多，可通過風(fēng)扇軸向通風(fēng)散熱。減少了二次氣隙，改善了通風(fēng)散熱效果， 提高了電氣性能和材料利用率，絕緣等級H級，達(dá)到體積小、重量輕。
[0019]本發(fā)明的定子采用新型定子沖片制造，使磁通密度增大，磁通量增大，定子匝數(shù)減少，安匝伏數(shù)高，減少繞組內(nèi)電阻值，較少損耗，提高了發(fā)電機(jī)效率，同時(shí)增加了定子沖片槽 面積，并且使齒部、扼部磁通密度在理想范圍內(nèi)，設(shè)置較大的繞組面積，提高了截留量，減少 繞組內(nèi)電阻值，提高了發(fā)電機(jī)效率。
[0020]本發(fā)明發(fā)電機(jī)為三相帶中性的星形接法，額定頻率50HZ，額定電壓400V，相電壓 230V，額定轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分鐘，負(fù)載功率因數(shù)1.0?0.8 (滯后)，發(fā)電機(jī)經(jīng)彈性聯(lián)軸器或三 角皮帶聯(lián)接，可在下列環(huán)境條件下連續(xù)額定工作:
1.環(huán)境空氣濕度(TC?+45°C；
2.空氣相對溫度為95°C，并有凝露；
3.有鹽霧、油霧、霉菌的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的發(fā)電原理圖
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的三相相復(fù)勵(lì)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的發(fā)電機(jī)發(fā)電原理圖 圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的單相相復(fù)勵(lì)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 圖5為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子和定子沖片的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中各部分名稱及序號如下:
I為集電環(huán)，2為轉(zhuǎn)子繞組，3為定子主繞組，4為定子副繞組，5為復(fù)合式電抗變流器，6 為整流橋組，7為自動電壓調(diào)節(jié)器，8鐵芯，9為一次繞組，10為二次繞組，11為電抗器氣隙， 12為上軛部鐵芯，13為三相接線端子排，14為集電環(huán)，15為T形凸部，16為繞線槽，17為 軸孔，18為鍵槽；19為槽口，20為第一散熱孔,21為第二散熱孔,22為隔斷凸部,23為第三 散熱孔。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明
本發(fā)明所述的相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子、集電環(huán)1、轉(zhuǎn)子繞組2、定子主繞組3、定 子副繞組4、復(fù)合式電抗變流器5、整流橋組6和自動電壓調(diào)節(jié)器7，相復(fù)勵(lì)裝置由復(fù)合式電 抗變流器5、整流橋組6和自動電壓調(diào)節(jié)器7組成，所述復(fù)合式電抗變流器5是由安裝于底 架上的鐵芯8、一次繞組9、二次繞組10、上軛部鐵芯12和接線端子排13組成，其中定子主 繞組3的線端與一次繞組9的末端連接，一次繞組9的始端為輸出負(fù)載端，定子副繞組4的 線端與二次繞組10的始端連接，二次繞組10的末端連接整流橋組6的一端，整流橋組6的 另一端與集電環(huán)14連接，自動電壓調(diào)節(jié)器7同時(shí)與整流橋組6、一次繞組9和集電環(huán)14連 接。
[0023]實(shí)施例1
如圖1和圖2所示，所述相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，當(dāng)制成三相同步發(fā)電機(jī)時(shí)，所述的復(fù)合式電抗 變流器的組成是由安裝于底架上的“山”形的鐵芯8、三相的一次繞組9、三相的二次繞組 10、與“山”形的鐵芯相配套的上軛部鐵芯12和三相的接線端子排13所組成，所述三相的 定子副繞組4與三相的定子主繞組3相序相同，且相位滯后于定子主繞組3，定子主繞組3 的三相線端與復(fù)合式結(jié)構(gòu)的一次繞組9相應(yīng)的三相末端連接，一次繞組9的三相始端為輸出負(fù)載端，定子副繞組4的三相線端應(yīng)與二次繞組10相應(yīng)的三相始端連接，二次繞組10末 端連接整流橋組6 —端，整流橋組6另一端與集電環(huán)14連接，自動電壓調(diào)節(jié)器7同時(shí)與電 抗變流器的整流橋組6、一次繞組9和集電環(huán)14連接。
[0024]如圖5所示，所述的轉(zhuǎn)子的沖片為連體式，包括外輪呈圓形的沖片本體，所述沖片 本體的周側(cè)邊緣上均勻開設(shè)有四組關(guān)于圓心對稱的繞線槽組并形成四個(gè)T形凸部15，各組 繞線槽組包含兩個(gè)關(guān)于T形凸部15中心線對稱的繞線槽16，所述沖片本體的圓心處開設(shè)有 與轉(zhuǎn)軸相配合的軸孔17，所述軸孔的邊緣上開設(shè)有鍵槽18 ;所述定子沖片外輪呈圓形，其 槽口 19大小為0.8?1.2_。
[0025]所述沖片本體T形凸部15開設(shè)有第一散熱孔20。
[0026]所述沖片本體在軸孔17的周圍設(shè)有第二散熱孔21。
[0027]所述沖片本體在相鄰的兩個(gè)T形凸部15之間形成一分隔相鄰的兩個(gè)繞線槽16的 隔斷凸部22。
[0028]所述隔斷凸部22開設(shè)有第三散熱孔23。
[0029]調(diào)節(jié)自動電壓調(diào)節(jié)器7來整定發(fā)電機(jī)端電壓在額定值U=400V。穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率能 達(dá)到1%。
[0030]調(diào)節(jié)電抗器氣隙11的大小來整定發(fā)電機(jī)端電壓在額定值U=400V。穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整 率能達(dá)到1%。
[0031]實(shí)施例2
如圖3和圖4所示，所述相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，當(dāng)制成單相發(fā)電機(jī)時(shí)，所述的復(fù)合式電抗變流 器是由安裝于底架上的“U”形的鐵芯8，單相的一次繞組9、單相的二次繞組10、與“U”形 的鐵芯8相配套的上軛部鐵芯12和單相的接線端子排13所組成，所述單相的定子主繞組 3的線端與一次繞組9末端連接，一次繞組9的始端為輸出負(fù)載端，單相的定子副繞組4的 兩端與二次繞組10始端連接，二次繞組10的末端連接單相的整流橋組6 —端，整流橋組6 另一端與集電環(huán)14連接，自動電壓調(diào)節(jié)器7同時(shí)與單相的整流橋組6、一次繞組9和集電環(huán) 14連接。
[0032]調(diào)節(jié)自動電壓調(diào)節(jié)器7來整定發(fā)電機(jī)端電壓在額定值U=230V。穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率能 達(dá)到1%。
[0033]調(diào)節(jié)電抗器氣隙11的大小來整定發(fā)電機(jī)端電壓在額定值U=230V。穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整 率能達(dá)到1%。
【權(quán)利要求】
1.一種相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子、集電環(huán)(I)、轉(zhuǎn)子繞組(2)、定子主繞組(3)、定 子副繞組(4)、復(fù)合式電抗變流器(5)、整流橋組(6)和自動電壓調(diào)節(jié)器(7)，其特征在于: 相復(fù)勵(lì)裝置由復(fù)合式電抗變流器(5)、整流橋組(6)和自動電壓調(diào)節(jié)器(7)組成，所述復(fù)合 式電抗變流器(5)是由安裝于底架上的鐵芯(8)、一次繞組(9)、二次繞組(10)、上軛部鐵芯(12)和接線端子排(13)組成，其中定子主繞組(3)的線端與一次繞組(9)的末端連接，一 次繞組(9)的始端為輸出負(fù)載端，定子副繞組(4)的線端與二次繞組(10)的始端連接，二次 繞組(10)的末端連接整流橋組(6)的一端,整流橋組(6)的另一端與集電環(huán)(14)連接，自 動電壓調(diào)節(jié)器(7)同時(shí)與整流橋組(6)、一次繞組(9)和集電環(huán)(14)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子的沖片為連體式，包括 外輪呈圓形的沖片本體，所述沖片本體的周側(cè)邊緣上均勻開設(shè)有四組關(guān)于圓心對稱的繞線 槽組并形成四個(gè)T形凸部(15)，各組繞線槽組包含兩個(gè)關(guān)于T形凸部(15)中心線對稱的繞 線槽(16)，所述沖片本體的圓心處開設(shè)有與轉(zhuǎn)軸相配合的軸孔(17)，所述軸孔的邊緣上開 設(shè)有鍵槽(18);所述定子沖片外輪呈圓形，其槽口( 19)大小為0.8?1.2mm。
3.如權(quán)利要求1所述的四極電機(jī)連體轉(zhuǎn)子沖片，其特征在于:所述沖片本體T形凸部(15)開設(shè)有第一散熱孔(20)。
4.如權(quán)利要求1所述的四極電機(jī)連體轉(zhuǎn)子沖片，其特征在于:所述沖片本體在軸孔(17)的周圍設(shè)有第二散熱孔(21)。
5.如權(quán)利要求1所述的四極電機(jī)連體轉(zhuǎn)子沖片，其特征在于:所述沖片本體在相鄰的 兩個(gè)T形凸部(15)之間形成一分隔相鄰的兩個(gè)繞線槽(16)的隔斷凸部(22)。
6.如權(quán)利要求5所述的四極電機(jī)連體轉(zhuǎn)子沖片，其特征在于:所述隔斷凸部(22)開設(shè) 有第三散熱孔(23)。
【文檔編號】H02K19/28GK103607089SQ201310642838
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】朱祖鋒, 李庚榮, 梁海著 申請人:廣西陸洲機(jī)械制造有限公司