專利名稱：無刷勵磁同步電機的制作方法
無刷勵磁同步電機屬于電機技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)今大功率無刷勵磁同步電機一般采用旋轉(zhuǎn)電樞式勵磁發(fā)電機與旋轉(zhuǎn)整流器的勵磁方式，其勵磁大小與旋轉(zhuǎn)電樞式勵磁發(fā)電機的轉(zhuǎn)速有關(guān)，主電機磁極對數(shù)多時，勵磁發(fā)電機的磁極對數(shù)也應(yīng)當(dāng)多。當(dāng)電機運行在發(fā)電狀態(tài)時，由于旋轉(zhuǎn)電樞式勵磁發(fā)電機本身的勵磁系統(tǒng)滅磁時間常數(shù)較大，對迅速消除主電機內(nèi)故障不利。參考《電機學(xué)——機電能量轉(zhuǎn)換》上冊，7-11節(jié)同步電機的勵磁系統(tǒng)，哈爾濱電工學(xué)院湯蘊璆主編，機械工業(yè)出版社。當(dāng)電機運行在電動狀態(tài)時，低速勵磁發(fā)電機輸出不足，故這種勵磁系統(tǒng)不適于無換向器電機；另外，負載增加可能導(dǎo)致同步電機失步，失步后轉(zhuǎn)速下降，勵磁發(fā)電機輸出下降，勵磁更加不足；勵磁發(fā)電機由主電機驅(qū)動，勵磁發(fā)電機產(chǎn)生的是阻力矩，能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，效率低。勵磁發(fā)電機的成本也較高。參考ZL99258306.3，安全可靠的增安型無刷勵磁同步電機，專利權(quán)人南陽防爆集團有限公司。
本發(fā)明提供一種快速滅磁、可低轉(zhuǎn)速運行、高效且成本較低的無刷勵磁同步電機。
本發(fā)明是這樣實施的用旋轉(zhuǎn)變壓器代替旋轉(zhuǎn)電樞式勵磁發(fā)電機，其初級繞組1通過勵磁調(diào)節(jié)器10與交流電源相連，次級繞組3通過旋轉(zhuǎn)整流器5與同步電機(旋轉(zhuǎn)磁極式)的勵磁繞組6相連。次級繞組3、次級磁芯4與旋轉(zhuǎn)整流器5與同步電機同軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組1、初級磁芯2固定，勵磁電流是通過電磁感應(yīng)從旋轉(zhuǎn)變壓器的初級傳遞到次級的，這樣就做到了無刷勵磁。
旋轉(zhuǎn)變壓器的初級磁芯既可用軟磁板材沖制，也可鐵氧體等高電阻率軟磁材料壓制；旋轉(zhuǎn)變壓器的次級磁芯既可用軟磁板材卷制，也可鐵氧體等高電阻率軟磁材料壓制。
旋轉(zhuǎn)變壓器的磁路氣隙即可采用軸向形式(見附圖1)，又可采用徑向形式(見附圖2)。
本發(fā)明與旋轉(zhuǎn)電樞式勵磁發(fā)電機的無刷勵磁同步電機相比有如下優(yōu)點1、由于勵磁電流不是來自勵磁發(fā)電機，而是通過電磁感應(yīng)從旋轉(zhuǎn)變壓器的初級傳遞到次級的，故勵磁電流大小僅與交流電源、旋轉(zhuǎn)變壓器、同步電機(旋轉(zhuǎn)磁極式)勵磁繞組有關(guān)。當(dāng)電機運行于電動態(tài)時，旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組與電網(wǎng)相連，勵磁電流大小與轉(zhuǎn)速高低無關(guān)，故可用于無換向器電機等低速電機；2、當(dāng)電機運行于電動態(tài)時，旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組通過勵磁調(diào)節(jié)器與電網(wǎng)相連，由于能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少，故效率高；3、當(dāng)電機運行于發(fā)電態(tài)時，因為旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組與交流電源相連，斷開交流電源后，即使變壓器磁芯中有剩磁，也不會在次級繞組中產(chǎn)生電流，故滅磁時間常數(shù)短，這對大型同步發(fā)電機安全運行非常重要；
4、旋轉(zhuǎn)變壓器的材料消耗少、制造工藝簡單，故成本較低。


附圖1——軸向氣隙的旋轉(zhuǎn)變壓器形式的無刷勵磁同步電機。1是旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組，2是旋轉(zhuǎn)變壓器的初級磁芯，3是旋轉(zhuǎn)變壓器的次級繞組，4是旋轉(zhuǎn)變壓器的次級磁芯，5是旋轉(zhuǎn)整流器，6是同步電機的勵磁繞組，7是同步電機定子繞組，8是同步電機定子鐵芯，9是同步電機轉(zhuǎn)子鐵芯，10是勵磁調(diào)節(jié)器。
附圖2——徑向氣隙的旋轉(zhuǎn)變壓器。1是旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組，2是旋轉(zhuǎn)變壓器的初級磁芯，3是旋轉(zhuǎn)變壓器的次級繞組，4是旋轉(zhuǎn)變壓器的次級磁芯。
權(quán)利要求
1.無刷勵磁同步電機主要包括同步電機(旋轉(zhuǎn)磁極式)、旋轉(zhuǎn)整流器和旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組通過調(diào)節(jié)器與交流電源相連，其次級繞組通過旋轉(zhuǎn)整流器與同步電機的勵磁繞組相連，次級繞組、次級磁芯、旋轉(zhuǎn)整流器與同步電機轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)變壓器的初級磁芯、初級繞組固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)變壓器，其磁路氣隙既可采用軸向形式，也可采用徑向形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)變壓器，其次級磁芯可用軟磁板材卷制。
全文摘要
無刷勵磁同步電機主要包括同步電機(旋轉(zhuǎn)磁極式)、旋轉(zhuǎn)整流器和旋轉(zhuǎn)變壓器。旋轉(zhuǎn)變壓器的初級繞組通過調(diào)節(jié)器與交流電源相連，次級繞組通過旋轉(zhuǎn)整流器與同步電機的勵磁繞組相連。這種無刷勵磁同步電機的勵磁電流是通過電磁感應(yīng)從旋轉(zhuǎn)變壓器的初級傳遞到次級的，故這種無刷勵磁同步電機的效率高、制造工藝簡單、成本較低、滅磁快。這種無刷勵磁同步電機既可運行于發(fā)電態(tài)，亦可運行于電動態(tài)。
文檔編號H02K19/12GK1697291SQ200410038969
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月10日
發(fā)明者孫國華 申請人:孫國華