CN203984201U - 无刷励磁发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无刷励磁发电机，包括：交流励磁机和发电机，该无刷励磁发电机还包括：副励磁机，副励磁机转子设于发电机的转子上且副励磁机转子为永磁元件；副励磁机电枢绕组设于发电机的定子上且副励磁机电枢绕组经励磁调节器连接交流励磁机的励磁绕组。通过设置副励磁机，副励磁机电枢绕组在转子转动时感应生成交流电以供电给励磁调节器，以满足交流励磁机的起励电源的要求，且经励磁调节器控制励磁电源的输出大小，省去了起励开关的控制麻烦，故本实用新型无刷励磁发电机省去了传统的起励电源和起励控制回路，线路简单，且发电机运行可靠。

Description

无刷励磁发电机

技术领域

本实用新型涉及发电机领域，特别地，涉及一种无刷励磁发电机。

背景技术

燃气轮机发电机组是以燃气轮机作为原动机，将燃料中的热能转换成机械能，再通过其拖动的同步发电机转换成电能。同步发电机实际上是两台发电机构成的，一台作为交流励磁机，另一台才是主发电机。燃气轮机发电机组中的主发电机设有定子附加绕组，定子附加绕组为交流励磁机提供功率电源。交流励磁机的电枢绕组、旋转整流器以及主发电机的励磁绕组均在主发电机的转子上，同轴旋转，而交流励磁机的励磁绕组以及定子附加绕组则在主发电机的定子上。

每次发主电机起机时，定子残压很低，定子附加绕组电压更低，只有3-6V，励磁控制器工作电压最低要求是10V，导致起动时励磁无法正常工作，需要另外增加起励回路。每次起动时，需先导通起励开关，观察主发电机的输出电压到达额定值30％时，断开起励开关，若不及时断开起励开关则会导致主发电机过电压。这样操作复杂，线路也复杂，需要另外增加起励电源和起励控制回路，机组故障率增加。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种无刷励磁发电机，以解决现有的无刷励磁发电机在起动时需要起励电源导致的线路复杂及控制繁琐的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种无刷励磁发电机，包括：交流励磁机和发电机，交流励磁机用于提供励磁电源给发电机的励磁绕组；该无刷励磁发电机还包括：副励磁机，副励磁机的副励磁机转子设于发电机的转子上且副励磁机转子为永磁元件；副励磁机的副励磁机电枢绕组设于发电机的定子上且副励磁机电枢绕组经励磁调节器连接交流励磁机的励磁绕组。

进一步地，交流励磁机设有第一励磁绕组和第一电枢绕组；发电机设有第二励磁绕组和第二电枢绕组；

第一励磁绕组和第二电枢绕组设于发电机的定子上；

第一电枢绕组、第二励磁绕组和旋转整流器设于发电机的转子上且同轴旋转，第一电枢绕组经旋转整流器连接第二励磁绕组。

进一步地，旋转整流器为三相桥式整流电路。

进一步地，励磁调节器连接有用于检测第二电枢绕组的输出电流的电流互感器和用于检测第二电枢绕组的输出电压的电压互感器。

进一步地，副励磁机转子为永久磁铁。

进一步地，发电机的转子与燃气轮机的输出轴同轴连接。

本实用新型具有以下有益效果：

本是实用新型无刷励磁发电机，通过设置副励磁机，该副励磁机包括设于发电机的转子上的副励磁机转子和设于发电机的定子上的副励磁机电枢绕组，副励磁机电枢绕组在转子转动时感应生成交流电以供电给励磁调节器，以满足交流励磁机的起励电源的要求，且经励磁调节器控制励磁电源的输出大小，省去了起励开关的控制麻烦，故本实用新型无刷励磁发电机省去了传统的起励电源和起励控制回路，线路简单，且发电机运行可靠。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例无刷励磁发电机的结构示意图。

附图标记说明：

10、副励磁机；20、交流励磁机；30、发电机；

40、旋转整流器；50、励磁调节器；

11、副励磁机转子；13、副励磁机电枢绕组；

21、第一励磁绕组；23、第一电枢绕组；

31、定子；32、转子；

33、第二励磁绕组；34、第二电枢绕组。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种无刷励磁发电机，该无刷励磁发电机由三台发电机构成，具体包括：副励磁机10、交流励磁机20和发电机30。其中，副励磁机10包括：设于发电机30的转子32上的副励磁机转子11和设于发电机30的定子31上的副励磁机电枢绕组13；交流励磁机20包括：第一励磁绕组21和第一电枢绕组23；发电机30包括：第二励磁绕组33和第二电枢绕组34。本实施例中，副励磁机电枢绕组13、第一励磁绕组21和第二电枢绕组34均设于定子31上，副励磁机转子11、第一电枢绕组23和第二励磁绕组33均设于转子32上，其中，第一电枢绕组23经旋转整流器40连接第二励磁绕组33，且第一电枢绕组23、旋转整流器40和第二励磁绕组33和绕转子32同轴旋转。当发电机30的转子32在外力作用下开始转动时，副励磁机转子11随之转动，本实施例中，副励磁机转子11为永磁元件，副励磁机转子11的转动产生变化的磁场，定子31上的副励磁机电枢绕组13产生交流电并作为励磁调节器50的功率电源，这样，有效解决了定子附加绕组在发电机起动阶段的感应电压低的问题，本实施例中，励磁调节器50输出直流电压加载至交流励磁机20的第一励磁绕组21上，第一电枢绕组23生成交流电并输出，第一电枢绕组23输出的交流电经旋转整流器40的变换处理后变成直流电提供给发电机30的第二励磁绕组33，发电机的第二电枢绕组34感应生成所需的交流电。本实施例中，交流励磁机20提供励磁电源给发电机30的第二励磁绕组33，以实现无刷励磁。

本实施例通过设置副励磁机10，该副励磁机10包括设于发电机30的转子32上的副励磁机转子11和设于发电机30的定子31上的副励磁机电枢绕组13，副励磁机电枢绕组13在转子32转动时感应生成交流电以供电给励磁调节器50，以满足交流励磁机20的起励电源的要求，且经励磁调节器50控制励磁电源的输出大小，省去了起励开关的控制麻烦，故本实用新型无刷励磁发电机省去了传统的起励电源和起励控制回路，线路简单，且发电机30运行可靠。

本实施例中，旋转整流器40为三相桥式整流电路，第一电枢绕组23生成的交流电经三相桥式整流电路整流后输出直流电给第二励磁绕组33。

本实施例中，为了解决无刷励磁发电机的起动时励磁电压低的问题，设置了副励磁机10，优选地，副励磁机10的副励磁机转子11为永久磁铁，该永久磁铁设于发电机30的转子32上，以随发电机30的转子32的转动生成变化的磁场。

优选地，本实施例中，励磁调节器50连接有用于检测第二电枢绕组34的输出电流I的电流互感器和用于检测第二电枢绕组34的输出电压U的电压互感器。励磁调节器50通过实时检测发电机30的输出电压和输出电流，根据控制要求计算励磁调节器50的输出电压和/或输出电流，以根据发电机30的输出功率调节给交流励磁机20的直流电，从而调节交流励磁机20输出的励磁电源。

优选地，本实施例中，该无刷励磁发电机用于燃气轮机发电机组，发电机30的转子32与燃气轮机的输出轴同轴连接，以利用燃气轮机作为原动机，拖动发电机30进行发电。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无刷励磁发电机，包括：交流励磁机(20)和发电机(30)，所述交流励磁机(20)用于提供励磁电源给所述发电机(30)的励磁绕组；其特征在于，

该无刷励磁发电机还包括：副励磁机(10)，所述副励磁机(10)的副励磁机转子(11)设于所述发电机(30)的转子(32)上且所述副励磁机转子(11)为永磁元件；所述副励磁机(10)的副励磁机电枢绕组(13)设于所述发电机(30)的定子(31)上且所述副励磁机电枢绕组(13)经励磁调节器(50)连接所述交流励磁机(20)的励磁绕组。

2.根据权利要求1所述的无刷励磁发电机，其特征在于，

所述交流励磁机(20)设有第一励磁绕组(21)和第一电枢绕组(23)；所述发电机(30)设有第二励磁绕组(33)和第二电枢绕组(34)；

所述第一励磁绕组(21)和所述第二电枢绕组(34)设于所述发电机(30)的定子(31)上：

所述第一电枢绕组(23)、所述第二励磁绕组(33)和旋转整流器(40)设于所述发电机(30)的转子(32)上且同轴旋转，所述第一电枢绕组(23)经所述旋转整流器(40)连接所述第二励磁绕组(33)。

3.根据权利要求2所述的无刷励磁发电机，其特征在于，

所述旋转整流器(40)为三相桥式整流电路。

4.根据权利要求2所述的无刷励磁发电机，其特征在于，

所述励磁调节器(50)连接有用于检测所述第二电枢绕组(34)的输出电流的电流互感器和用于检测所述第二电枢绕组(34)的输出电压的电压互感器。

5.根据权利要求2所述的无刷励磁发电机，其特征在于，

所述副励磁机转子(11)为永久磁铁。

6.根据权利要求1至5任一项所述的无刷励磁发电机，其特征在于，

所述发电机(30)的转子(32)与燃气轮机的输出轴同轴连接。