專利名稱：大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)，具體為一種大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)以其良好的相復(fù)勵(lì)功能做為自勵(lì)恒壓電源廣泛應(yīng)用于電 站、移動(dòng)電源、軍用冷藏車等領(lǐng)域，但多以小型功率等級(jí)為主。目前，礦用領(lǐng)
域的130t、 154t、 170t等大型電傳動(dòng)自卸車用諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)主要依賴進(jìn)口。 現(xiàn)有的諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)主繞組包括兩套繞組，兩套繞組采用雙層波繞組并且分 別呈星形連接，這兩套繞組發(fā)出的電壓大小相等，相位差30°電角度，具有相 同大小的電流，即六相雙星移30。電角度?，F(xiàn)有的諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的兩套主繞 組的合成節(jié)距和第一節(jié)距都為整距，即合成節(jié)距和第一節(jié)距分別為2 t和t ( t 為以槽數(shù)計(jì)算的極距)。三次諧波繞組為等匝單層波繞組，其節(jié)距為主繞組的 1/3，這種諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓波形畸變率較大，尤其是三次諧波繞組， 波形畸變率可高達(dá)39%(試驗(yàn)數(shù)據(jù))，不利于整流控制，同時(shí)影響電機(jī)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的三次諧波繞組以及主繞組的電壓 波形畸變率較高的問題，提供一種大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，包括定子、 嵌于定子槽內(nèi)的主繞組和三次諧波繞組，定子槽數(shù)96，極數(shù)8，主繞組為雙層 波繞組，三次諧波繞組為不等匝的單層同心式繞組，即在三次諧波繞組的每一 極對(duì)下的8個(gè)槽內(nèi)(三次諧波磁場極數(shù)為基波的3倍，則三次諧波磁場極距 t 3=96/8X3=4)，第三槽和第七槽內(nèi)導(dǎo)體根數(shù)為零，第一槽和第五槽內(nèi)嵌有單層同心線圈，第二槽和第四槽內(nèi)嵌有與第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈串聯(lián) 的單層同心線圈，第六槽和第八槽內(nèi)嵌有與第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈 串聯(lián)的單層同心線圈，第二槽和第四槽內(nèi)的單層同心線圈與第六槽和第八槽內(nèi) 的單層同心線圈的匝數(shù)相同，第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)與第二
槽和第四槽、第六槽和第八槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)比為1: 0.707(W/2)并 進(jìn)行四舍五入取整(即四舍五入取整數(shù))。
進(jìn)一步地，為了降低主繞組的輸出電壓波形畸變率，主繞組的第一節(jié)距為 10槽(即短節(jié)距5/6 t )，合成節(jié)距為整距。主繞組為兩套雙星形繞組，這兩 套繞組相差30°電角度，這種主繞組結(jié)構(gòu)對(duì)于帶整流負(fù)載的同步發(fā)電機(jī)有突出 優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明所述的大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的三次諧波繞組設(shè)計(jì)為特殊的單層 同心式繞組，具有不等匝設(shè)計(jì)，其導(dǎo)體數(shù)按正弦規(guī)律排列，即在繞組中心線處， 導(dǎo)體根數(shù)為零，距離繞組中心線90。電角度處，導(dǎo)體根數(shù)最大。其優(yōu)點(diǎn)是電壓 品質(zhì)較好，具有較小的波形畸變率，三次諧波繞組波形畸變率可降低到15%(試 驗(yàn)數(shù)據(jù))。主繞組采用短距波繞組較整距波繞組，可降低波形畸變率4.8% (試 驗(yàn)數(shù)據(jù))。本發(fā)明所述的大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)適用于礦用電傳動(dòng)自卸車上， 做為自卸車的主電源。該電機(jī)也可做為發(fā)電機(jī)應(yīng)用于鐵路、電站、工礦等其它 領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明所述的大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的主繞組接線原理圖2為本發(fā)明所述的大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的三次諧波繞組接線原理具體實(shí)施例方式
大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，包括定子、嵌于定子槽內(nèi)的主繞組和三次諧波繞 組，定子槽數(shù)96，極數(shù)8，主繞組為雙層波繞組，三次諧波繞組為不等匝的單層同心式繞組，即在三次諧波繞組的每一極對(duì)下的8個(gè)槽內(nèi)(三次諧波磁場極 數(shù)為基波的3倍，則三次諧波磁場極距i 3=96/8X3=4槽，極對(duì)為8槽)，第 三槽和第七槽內(nèi)導(dǎo)體根數(shù)為零，第一槽和第五槽內(nèi)嵌有單層同心線圈，第二槽 和第四槽內(nèi)嵌有與第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈串聯(lián)的單層同心線圈，第 六槽和第八槽內(nèi)嵌有與第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈串聯(lián)的單層同心線 圈，第二槽和第四槽內(nèi)的單層同心線圈與第六槽和第八槽內(nèi)的單層同心線圈的 匝數(shù)相同，并且第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)與第二槽和第四槽、 第六槽和第八槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)比為1: 0.707(V5/2)并進(jìn)行四舍五入 取整(即四舍五入取整數(shù))。主繞組的第一節(jié)距為IO槽(即短節(jié)距)，合成節(jié)距 為整距。
具體實(shí)施時(shí)，與現(xiàn)有產(chǎn)品一樣，該大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的主繞組包括兩 套繞組，兩套繞組相位差30。電角度，兩套繞組采用波繞組并且分別呈星形連 接，這兩套繞組發(fā)出的電壓大小相等，具有相同大小的電流(即兩套繞組的匝 數(shù)、導(dǎo)線等相同)。其區(qū)別在于該大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的兩套主繞組的第一 節(jié)距為IO槽(即短節(jié)距)，合成節(jié)距為整距，而現(xiàn)有產(chǎn)品的第一節(jié)距和合成節(jié) 距都為整距。
結(jié)合附圖進(jìn)一步描述如下定子槽數(shù)96,極數(shù)8，三相繞組，主繞組為雙 層波繞組，分別輸出1U、 IV、 1W、 1N和2U、 2V、 2W、 2N兩套獨(dú)立的繞組， 這兩套繞組具有大小相等的電壓，但相位相差30°電角度，繞組節(jié)距為10， 短距結(jié)構(gòu)，可削弱5、 7次諧波。主繞組接線原理圖見圖l。 以U相為例，具體接線如下
1U:將N極下的線圈(線圈編號(hào)以上層邊為準(zhǔn))11、 35、 59、 83、 10、 34、 58、 82連接起來，與S極下的線圈94、 70、 46、 22、 95、 71、 47、 23
串聯(lián)起來成為一相。
52U:將N極下的線圈(線圈編號(hào)以上層邊為準(zhǔn))81、 9、 33、 57、 80、 8、 32、 56、連接起來，與S極下的線圈68、 44、 20、 92、 69、 45、 21、 93
串聯(lián)起來成為一相。
三次諧波繞組，設(shè)計(jì)為不等匝的單層同心式繞組。如圖2諧波繞組接線原 理圖所示三次諧波磁場極數(shù)為基波的3倍，則三次諧波磁場極距t 3=4。本具體實(shí)施方式
中，2 9槽為一個(gè)極對(duì)下的一個(gè)線圈組，同心式線圈外圈(前述 的第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心式線圈)匝數(shù)與內(nèi)圈(即前述的第二槽和第四 槽、第六槽和第八槽內(nèi)的單層同心線圈)匝數(shù)比為1: 0.707并進(jìn)行四舍五入取 整，從圖2看，即2 6線圈與3 5線圈、7 9線圈的匝數(shù)比為1: 0.707并 進(jìn)行四舍五入取整。本具體實(shí)施方式
中，2 6線圈(即前述的第一槽和第五槽 內(nèi)的單層同心式線圈)繞四距，3 5線圈(即前述的第二槽和第四槽內(nèi)的單層 同心線圈)和7 9線圈(即前述的第六槽和第八槽內(nèi)的單層同心線圈)的匝 數(shù)為4X0.707=2.828，四舍五入齊整后為三匝，3號(hào)槽和8號(hào)槽內(nèi)沒有導(dǎo)體。 三次諧波繞組每一極對(duì)下的線圈相互串聯(lián)形成一個(gè)線圈組，十二個(gè)線圈組(十 二個(gè)極對(duì))都按此規(guī)律排列、連接。根據(jù)勵(lì)磁電壓、電流的需要，三次諧波繞 組的十二個(gè)線圈組可連接成不同數(shù)量的并聯(lián)支路，本具體實(shí)施方式
中，三次諧 波繞組形成了四個(gè)并聯(lián)支路，即將十二個(gè)線圈組每三個(gè)串聯(lián)再相互并聯(lián)。
權(quán)利要求
1、一種大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，包括定子、嵌于定子槽內(nèi)的主繞組和三次諧波繞組，定子槽數(shù)96，極數(shù)8，主繞組為雙層波繞組，其特征為三次諧波繞組為不等匝的單層同心式繞組，即在三次諧波繞組的每一極對(duì)下的8個(gè)槽內(nèi)，第三槽和第七槽內(nèi)導(dǎo)體根數(shù)為零，第一槽和第五槽內(nèi)嵌有單層同心線圈，第二槽和第四槽內(nèi)嵌有與第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈串聯(lián)的單層同心線圈，第六槽和第八槽內(nèi)嵌有與第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈串聯(lián)的單層同心線圈，第二槽和第四槽內(nèi)的單層同心線圈與第六槽和第八槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)相同，第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)與第二槽和第四槽、第六槽和第八槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)比為1∶0.707并進(jìn)行四舍五入取整。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，其特征為主繞組的第一節(jié)距為10槽，合成節(jié)距為整距。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，其特征為第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)為四匝，第二槽和第四槽、第六槽和第八 槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)為三匝。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)，具體為一種大功率諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)。解決現(xiàn)有諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的三次諧波繞組以及主繞組的電壓波形畸變率較高的問題。包括定子、嵌于定子槽內(nèi)的主繞組和三次諧波繞組，主繞組為雙層波繞組，三次諧波繞組為不等匝的單層同心式繞組，即在三次諧波繞組的每一極對(duì)下的8個(gè)槽內(nèi)，第三槽和第七槽內(nèi)導(dǎo)體根數(shù)為零，第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)與第二槽和第四槽、第六槽和第八槽內(nèi)的單層同心線圈的匝數(shù)比為1∶0.707并進(jìn)行四舍五入取整。主繞組采用短距繞組。本發(fā)明三次諧波繞組波形畸變率可降低到15％。主繞組可降低波形畸變率4.8％。本發(fā)明適用于礦用電傳動(dòng)自卸車上，也可做為發(fā)電機(jī)應(yīng)用于鐵路、電站、工礦等其它領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02K3/12GK101662176SQ20091007562
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者張廣興, 李彩霞, 秦轉(zhuǎn)麗, 雷平振 申請(qǐng)人:永濟(jì)新時(shí)速電機(jī)電器有限責(zé)任公司