專利名稱：汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)電產(chǎn)品，特別是一種由汽輪機(jī)帶動(dòng)的汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁。
技術(shù)背景汽輪發(fā)電機(jī)是由汽輪機(jī)拖動(dòng)的隱級(jí)式同步發(fā)電機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速3000r/min，隨著國(guó)家能源政策的調(diào)整，純粹的中小型發(fā)電站已被取締，但鼓勵(lì)中小型汽輪發(fā)電機(jī)用于余熱發(fā)電、集中供熱、熱電聯(lián)供、城市垃圾處理等具有環(huán)保意義的項(xiàng)目。這就對(duì)發(fā)電機(jī)的技術(shù)要求進(jìn)一步提高，現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式主要有同軸勵(lì)磁、靜止可控硅勵(lì)磁、無(wú)刷勵(lì)磁三種方式。
同軸勵(lì)磁是一種早期的勵(lì)磁方式，其技術(shù)含量低，運(yùn)行維護(hù)量大，故障率高，目前已較少采用。靜止可控硅勵(lì)磁雖然取消了勵(lì)磁機(jī)，具有維護(hù)量小、易調(diào)節(jié)、技術(shù)可靠成熟等特點(diǎn)，但由于仍采用通過(guò)集電環(huán)為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電源，依然無(wú)法從根本上解決因碳刷磨損而造成的環(huán)境污染和集電環(huán)產(chǎn)生的環(huán)火問(wèn)題，致使許多非常重要而環(huán)境要求較高，如軍事、科研單位不能使用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于公開(kāi)一種維護(hù)簡(jiǎn)便、技術(shù)先進(jìn)、可靠成熟，而且使用時(shí)無(wú)環(huán)境污染和集電環(huán)無(wú)環(huán)火產(chǎn)生的汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁。
為達(dá)到上述目的所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)由汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及其繞組1和汽輪發(fā)電機(jī)定子及其繞組2所構(gòu)成的汽輪發(fā)電機(jī)，以及汽輪發(fā)電機(jī)后軸承3位于汽輪發(fā)電機(jī)與交流勵(lì)磁定子4、交流勵(lì)磁電樞5和整流裝置6的中間；汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及其繞組1的中心軸一頭為汽輪機(jī)端子，另一頭穿過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)后軸承3，與交流勵(lì)磁機(jī)電樞5同心、同軸構(gòu)成。如圖1所示。
本實(shí)用新型電氣結(jié)構(gòu)由交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組JLD和勵(lì)磁機(jī)電樞繞組JLS為第一對(duì)繞組，勵(lì)磁繞組TFL和汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組TFD為第二對(duì)繞組，以及兩對(duì)繞組之間有同軸旋轉(zhuǎn)整流器TXZ和勵(lì)磁控制裝置LK相連接組成。如圖3所示。
所述的同軸旋轉(zhuǎn)整流器TXZ，在交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組JLS和汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組JFL之間，有(U、V、W)三相線分別與三串串連接的整流二極管中間聯(lián)接，有串聯(lián)的阻容件與L2端(正極)和L1端(負(fù)極)并連接。如圖4所示。
汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組TFD的(U、V、W)三相輸出端，有線接入到勵(lì)磁控制裝置LK，勵(lì)磁控制裝置LK有輸出線與交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組JLD并聯(lián)接。交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組JLD有無(wú)接觸式監(jiān)測(cè)線圈JC將感應(yīng)到的交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組JLD信號(hào)輸入到勵(lì)磁控制裝置LK。如圖3、4所示。
本無(wú)刷勵(lì)磁工作原理是汽輪發(fā)電機(jī)在汽輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，以同步轉(zhuǎn)速恒定旋轉(zhuǎn)，由勵(lì)磁裝置供給交流勵(lì)磁機(jī)一定勵(lì)磁電流，產(chǎn)生一個(gè)恒定磁場(chǎng)，交流勵(lì)磁機(jī)的旋轉(zhuǎn)電樞感應(yīng)出相對(duì)稱電勢(shì)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器整流，將交流電勢(shì)變?yōu)橹绷麟妱?shì)供發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)定子繞組便感應(yīng)出三相對(duì)稱電勢(shì)。發(fā)電機(jī)負(fù)載的變化將引起發(fā)電機(jī)端電壓的變化，保持端電壓的恒定是通過(guò)勵(lì)磁裝置對(duì)供給交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，發(fā)電機(jī)起勵(lì)的方式以殘壓起勵(lì)為主，自備直流電源為輔。無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)主要由交流勵(lì)磁機(jī)、旋轉(zhuǎn)整流器、可控硅勵(lì)磁裝置、無(wú)刷同步電機(jī)勵(lì)磁機(jī)監(jiān)測(cè)儀等四部分組成，其系統(tǒng)原理圖詳見(jiàn)圖2。另外，在該電路中，大膽創(chuàng)新，采用了“無(wú)接觸”檢測(cè)轉(zhuǎn)子電流、電壓、整流元件及可控硅的運(yùn)行狀況等。
交流勵(lì)磁機(jī)工作原理交流勵(lì)磁機(jī)主要由定子、旋轉(zhuǎn)電樞、信號(hào)線圈等組成，交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組輸入一定勵(lì)磁電流后，旋轉(zhuǎn)電樞將感應(yīng)出一個(gè)交流電勢(shì)并直接輸送給同軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)整流器。旋轉(zhuǎn)整流器工作運(yùn)行原理是將交流勵(lì)磁機(jī)的三相旋轉(zhuǎn)電樞繞組感應(yīng)的交流電勢(shì)傳輸?shù)饺嗾鳂蛏?，整流橋?qū)⒔涣麟妱?shì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妱?shì)，再供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組勵(lì)磁。旋轉(zhuǎn)整流器中的旋轉(zhuǎn)二極管、電阻、電容及熔斷器均裝設(shè)于旋轉(zhuǎn)環(huán)上。為防止過(guò)電壓或過(guò)電流擊穿二極管，每橋臂采用兩只二極管串聯(lián)，以保證當(dāng)一只被擊穿后電路還能正常工作；為防止汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子失步(或定子機(jī)端短路)在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組內(nèi)產(chǎn)生過(guò)電壓，旋轉(zhuǎn)整流回路還設(shè)有阻容保護(hù)電路。旋轉(zhuǎn)整流器工作原理圖見(jiàn)圖4。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和用戶要求的提高，無(wú)刷勵(lì)磁作為一種先進(jìn)的勵(lì)磁方式開(kāi)始應(yīng)用于中小型汽輪發(fā)電機(jī)。它的主要特點(diǎn)是取消了集電環(huán)和碳刷，尤其適用于有防曝及防火要求的場(chǎng)合，且無(wú)粉塵污染；該系統(tǒng)具有先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠等特點(diǎn)，尤其采用了“無(wú)接觸”檢測(cè)轉(zhuǎn)子電流、電壓、整流元件及可控硅的運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)。
具體實(shí)施方式


圖1是汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁形狀和結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁形狀結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
圖3是汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁運(yùn)行原理圖。
圖4是汽輪發(fā)電機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁原理圖。
其中1、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；2、汽輪發(fā)電機(jī)定子；3、汽輪發(fā)電機(jī)后軸承；4、交流勵(lì)磁定子；5、交流勵(lì)磁機(jī)電樞；6、整流裝置；7、地板；8、汽輪發(fā)電機(jī)輸出端子；代號(hào)JLD、交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組；JLS、交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組；TFL、汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組；TFD、汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組；TXZ、同軸旋轉(zhuǎn)整流器；LK、勵(lì)磁控制裝置；JC、檢測(cè)線圈。
實(shí)施例如圖1所示。本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)由機(jī)械結(jié)構(gòu)由汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及其繞組1和汽輪發(fā)電機(jī)定子及其繞組2所構(gòu)成的汽輪發(fā)電機(jī)，以及汽輪發(fā)電機(jī)后軸承3位于汽輪發(fā)電機(jī)與交流勵(lì)磁定子4、交流勵(lì)磁電樞5和整流裝置6的中間；汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及其繞組1一頭為汽輪機(jī)端子，另一頭穿過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)后軸承3，與交流勵(lì)磁機(jī)電樞5同心、同軸構(gòu)成。
如圖3所示。本實(shí)用新型電氣結(jié)構(gòu)由交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組JLD和勵(lì)磁機(jī)電樞繞組JLS為第一對(duì)繞組，汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組TFL和汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組TFD為第二對(duì)繞組，以及兩對(duì)繞組之間有同軸旋轉(zhuǎn)整流器TXZ和勵(lì)磁控制裝置LK相連接組成。
如圖4所示。所述的同軸旋轉(zhuǎn)整流器TXZ，在交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組JLS和汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組TFL之間有(U、V、W)三相線分別與三串串連接的整流二極管D中間聯(lián)接，有串聯(lián)的阻容件與L2端(正極)和L1端(負(fù)極)并連接。
如圖3、4所示。汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組TFD的(U、V、W)三相輸出端，有線接入到勵(lì)磁控制裝置LK，勵(lì)磁控制裝置LK有輸出線與交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組JLD并聯(lián)接。交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組JLD有無(wú)接觸式監(jiān)測(cè)線圈JC將感應(yīng)到的交流勵(lì)磁機(jī)定子繞組JLD信號(hào)輸入到勵(lì)磁控制裝置LK。
勵(lì)磁控制裝置LK是微型電腦(單板機(jī))。
權(quán)利要求1.一種無(wú)環(huán)境污染和無(wú)環(huán)火產(chǎn)生的汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁，其特征在于A)機(jī)械結(jié)構(gòu)由汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及其繞組(1)和汽輪發(fā)電機(jī)定子及其繞組(2)所構(gòu)成的汽輪發(fā)電機(jī)，以及汽輪發(fā)電機(jī)后軸承(3)位于汽輪發(fā)電機(jī)與交流勵(lì)磁定子(4)、交流勵(lì)磁電樞(5)和整流裝置(6)的中間；B)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及其繞組(1)一頭為汽輪機(jī)端子，另一頭穿過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)后軸承(3)，與交流勵(lì)磁機(jī)電樞(5)同心、同軸；C)電氣結(jié)構(gòu)由繞組JLD與繞組JLS，以及繞組TFL和繞組TFD二對(duì)繞組，以及兩對(duì)繞組之間有整流器TXZ和控制裝置LK組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁，其特征在于電氣結(jié)構(gòu)所述的同軸旋轉(zhuǎn)整流器TXZ，在繞組JLS和繞組JFL之間有三相線分別與3串串連接的整流二極管D中間聯(lián)接，有串聯(lián)的阻容件與L2端和L1端并連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁，其特征在于A)汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組TFD的三相輸出端，有線接入控制裝置LK，控制裝置LK有輸出線與繞組JLD并聯(lián)接；B)繞組JLD有無(wú)接觸式線圈JC信號(hào)線接入控制裝置LK。
專利摘要一種無(wú)環(huán)境污染和無(wú)環(huán)火產(chǎn)生的汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁，其特征在于A)機(jī)械結(jié)構(gòu)由汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及其繞組1和汽輪發(fā)電機(jī)定子及其繞組2所構(gòu)成的汽輪發(fā)電機(jī)，以及汽輪發(fā)電機(jī)后軸承3位于汽輪發(fā)電機(jī)與交流勵(lì)磁定子4、交流勵(lì)磁電樞5和整流裝置6的中間；B)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及其繞組1一頭為汽輪機(jī)端子，另一頭穿過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)后軸承3，與交流勵(lì)磁機(jī)電樞5同心、同軸；C)電氣結(jié)構(gòu)由繞組JLD與繞組JLS，以及繞組TFL和繞組TFD二對(duì)繞組，以及兩對(duì)繞組之間有整流器TXZ和控制裝置LK組成。
文檔編號(hào)H02P9/14GK2681452SQ200420033158
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月9日
發(fā)明者周春陽(yáng), 周智勇, 郭建, 應(yīng)青 申請(qǐng)人:四川東風(fēng)電機(jī)廠有限公司