一種無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于發(fā)電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)及其控制方法，發(fā)電機(jī)主要包括主發(fā)電電樞、主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁機(jī)定子、勵(lì)磁機(jī)電樞、旋轉(zhuǎn)整流模塊、控制箱、自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR七部分。通過利用勵(lì)磁機(jī)定子鐵心剩磁，解決發(fā)電機(jī)起勵(lì)問題和負(fù)載變化、轉(zhuǎn)速變化等引起的電壓恒定問題，保證發(fā)電機(jī)完全自勵(lì)，省去外部直流電源或副勵(lì)磁機(jī)。
【專利說明】一種無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于發(fā)電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的無刷同步發(fā)電機(jī)，主要有兩種型式:一種是帶電勵(lì)磁交流勵(lì)磁機(jī)的無刷同步發(fā)電機(jī)；一種是帶交流主勵(lì)磁機(jī)和永磁副勵(lì)磁機(jī)的三機(jī)同軸結(jié)構(gòu)的無刷同步發(fā)電機(jī)。前者的勵(lì)磁機(jī)需要外部提供電源，不便于野外作業(yè)；后者是永磁體失磁問題，在現(xiàn)有的技術(shù)上難以克服，強(qiáng)勵(lì)和動(dòng)態(tài)性能受到限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，提供一種無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)及其控制方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]本發(fā)明提供的無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)，包括同軸設(shè)置的主發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)；所述主發(fā)電機(jī)內(nèi)設(shè)置有主發(fā)電機(jī)電樞、主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述主發(fā)電機(jī)的外殼上設(shè)置有控制箱和自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR，所述主發(fā)電機(jī)電樞嵌有主繞組，以及用于給自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR供電的副繞組；所述勵(lì)磁機(jī)內(nèi)設(shè)置有勵(lì)磁機(jī)電樞和勵(lì)磁機(jī)定子，所述勵(lì)磁機(jī)電樞上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)整流模塊；
[0006]所述旋轉(zhuǎn)整流模塊的輸入端與勵(lì)磁機(jī)電樞相連，輸出端與主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組相連，控制箱內(nèi)設(shè)置的電壓互感器、電流互感器均與主發(fā)電機(jī)電樞繞組連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述主發(fā)電機(jī)采用旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)；所述勵(lì)磁機(jī)采用旋轉(zhuǎn)電樞式自勵(lì)發(fā)電機(jī)。
[0008]進(jìn)一步的，所述主發(fā)電機(jī)一側(cè)設(shè)置有支架，所述勵(lì)磁機(jī)設(shè)置在支架上，所述勵(lì)磁機(jī)與主發(fā)電機(jī)共用同一轉(zhuǎn)軸。
[0009]本發(fā)明提供的控制方法，包括:所述勵(lì)磁機(jī)依靠勵(lì)磁機(jī)定子的剩磁建立磁場(chǎng)，勵(lì)磁機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，三相電樞感應(yīng)出三相交流電勢(shì)，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)整流模塊整流后供給主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組直流勵(lì)磁電流；主磁場(chǎng)在旋轉(zhuǎn)時(shí)，使主發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)出三相交流電勢(shì)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR對(duì)勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流，使主發(fā)電機(jī)電壓上升，并穩(wěn)定在額定值。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)，在主發(fā)電機(jī)外設(shè)置勵(lì)磁機(jī)，通過利用勵(lì)磁機(jī)定子鐵心剩磁，解決發(fā)電機(jī)起勵(lì)問題和負(fù)載變化、轉(zhuǎn)速變化等引起的電壓恒定問題，保證發(fā)電機(jī)完全自勵(lì)，省去外部直流電源或副勵(lì)磁機(jī)。并且通過設(shè)置控制箱和自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR，且AVR由發(fā)電機(jī)副繞組直接供電，從而實(shí)現(xiàn)完全自勵(lì)，適用于自備電源和野外獨(dú)立電源供電用的專項(xiàng)設(shè)備。
[0011]本發(fā)明提供的控制方法，通過利用勵(lì)磁機(jī)定子鐵心剩磁，解決了發(fā)電機(jī)起勵(lì)問題和負(fù)載變化、轉(zhuǎn)速變化等引起的電壓恒定問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)后視圖；
[0014]圖3為本發(fā)明電器原理圖；
[0015]其中:1為主發(fā)電機(jī)電樞；2為主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；3為勵(lì)磁機(jī)定子；4為勵(lì)磁機(jī)電樞；5為旋轉(zhuǎn)整流模塊；6為控制箱；7為自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]參見圖1、圖2、圖3，本發(fā)明的無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)，包括同軸設(shè)置的主發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)，主發(fā)電機(jī)米用旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁機(jī)米用旋轉(zhuǎn)電樞式自勵(lì)發(fā)電機(jī)；所述主發(fā)電機(jī)內(nèi)設(shè)置有主發(fā)電機(jī)電樞1、主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子2，所述主發(fā)電機(jī)外殼上設(shè)置有控制箱6和自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR7，所述主發(fā)電機(jī)電樞I嵌有主繞組，以及用于給自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR7供電的副繞組；所述勵(lì)磁機(jī)內(nèi)設(shè)置有勵(lì)磁機(jī)電樞4和勵(lì)磁機(jī)定子3，所述勵(lì)磁機(jī)電樞4上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)整流模塊5 ;旋轉(zhuǎn)整流模塊5的輸入端與勵(lì)磁機(jī)電樞4相連，輸出端與主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子2的勵(lì)磁繞組相連，所述控制箱6內(nèi)電壓互感器、電流互感器分別與主發(fā)電機(jī)電樞繞組連接。主發(fā)電機(jī)一側(cè)設(shè)置有支架8，所述勵(lì)磁機(jī)設(shè)置在支架8上，所述勵(lì)磁機(jī)與主發(fā)電機(jī)共用同一轉(zhuǎn)軸。
[0018]旋轉(zhuǎn)整流模塊安裝在勵(lì)磁機(jī)電樞上，旋轉(zhuǎn)整流模塊的輸入和輸出分別連接在勵(lì)磁機(jī)電樞和主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組上；控制箱中的測(cè)量電壓互感器和測(cè)量電流互感器分別接在主發(fā)電機(jī)電樞繞組上，輸出信號(hào)提供給AVR;當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁機(jī)依靠其定子上的剩磁建立磁場(chǎng)，勵(lì)磁機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，三相電樞感應(yīng)出三相交流電勢(shì)，經(jīng)過裝置在同軸上的旋轉(zhuǎn)整流模塊，整流后供給主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組直流勵(lì)磁電流。此主磁場(chǎng)在旋轉(zhuǎn)時(shí)，使主發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)出三相交流電勢(shì)。隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，發(fā)電機(jī)電壓逐漸升高。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR對(duì)交流勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流，時(shí)主發(fā)電機(jī)電壓迅速上升，并穩(wěn)定在額定值。發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行過程中，若因某種原因(例如負(fù)載變化、轉(zhuǎn)速變化、各繞組溫度變化等)發(fā)電機(jī)電壓有升高或降低的趨勢(shì)時(shí)，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR能根據(jù)這一微小的電壓偏差，迅速的減少或增加勵(lì)磁電流，維持發(fā)電機(jī)的電壓近似不變。
[0019]由于利用勵(lì)磁機(jī)定子鐵心剩磁，解決發(fā)電機(jī)起勵(lì)問題和負(fù)載變化、轉(zhuǎn)速變化等引起的電壓恒定問題，保證發(fā)電機(jī)完全自勵(lì)，省去外部直流電源或副勵(lì)磁機(jī)。發(fā)電機(jī)自帶控制器和自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR，且AVR由發(fā)電機(jī)副繞組直接供電，從而實(shí)現(xiàn)完全自勵(lì)，適用于自備電源和野外獨(dú)立電源供電用的專項(xiàng)設(shè)備。
【權(quán)利要求】
1.一種無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括同軸設(shè)置的主發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)；所述主發(fā)電機(jī)內(nèi)設(shè)置有主發(fā)電機(jī)電樞(I)、主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(2),所述主發(fā)電機(jī)的外殼上設(shè)置有控制箱(6)和自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR(7)，所述主發(fā)電機(jī)電樞(I)嵌有主繞組，以及用于給自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR(7)供電的副繞組；所述勵(lì)磁機(jī)內(nèi)設(shè)置有勵(lì)磁機(jī)電樞(4)和勵(lì)磁機(jī)定子(3)，所述勵(lì)磁機(jī)電樞(4)上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)整流模塊(5)； 所述旋轉(zhuǎn)整流模塊(5)的輸入端與勵(lì)磁機(jī)電樞(4)相連，輸出端與主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(2)的勵(lì)磁繞組相連，控制箱￠)內(nèi)設(shè)置的電壓互感器、電流互感器均與主發(fā)電機(jī)電樞繞組連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述主發(fā)電機(jī)米用旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)；所述勵(lì)磁機(jī)米用旋轉(zhuǎn)電樞式自勵(lì)發(fā)電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述主發(fā)電機(jī)一側(cè)設(shè)置有支架(8)，所述勵(lì)磁機(jī)設(shè)置在支架(8)上，所述勵(lì)磁機(jī)與主發(fā)電機(jī)共用同一轉(zhuǎn)軸。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的無源自勵(lì)恒壓無刷同步發(fā)電機(jī)的控制方法，其特征在于，所述勵(lì)磁機(jī)依靠勵(lì)磁機(jī)定子(3)的剩磁建立磁場(chǎng)，勵(lì)磁機(jī)電樞(4)旋轉(zhuǎn)時(shí)，三相電樞感應(yīng)出三相交流電勢(shì)，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)整流模塊(5)整流后供給主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(2)繞組直流勵(lì)磁電流；主磁場(chǎng)在旋轉(zhuǎn)時(shí)，使主發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)出三相交流電勢(shì)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR(7)對(duì)勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流，使主發(fā)電機(jī)電壓上升，并穩(wěn)定在額定值。
【文檔編號(hào)】H02P9/38GK104283390SQ201410514233
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】周亮, 趙康, 孫衛(wèi) 申請(qǐng)人:西安泰富西瑪電機(jī)有限公司