專利名稱：一種諧波勵磁發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及發(fā)電機，具體涉及一種諧波勵磁發(fā)電機。
背景技術：
諧波勵磁發(fā)電機以其良好的相復勵功能做為自勵恒壓電源廣泛應用于電站、移動電源、軍用冷藏車等領域，但多以小型功率等級為主。目前，礦用領域的130t、lMt、170t等大型電傳動自卸車用諧波勵磁發(fā)電機主要依賴進口?，F(xiàn)有的諧波勵磁發(fā)電機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。而且現(xiàn)有的定子線槽均與定子的軸線平行設置，現(xiàn)有的諧波勵磁發(fā)電機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)1距和第一節(jié)距分別為2 τ和τ ( τ為以槽數(shù)計算的極距)。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，這種諧波勵磁發(fā)電機發(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39% (試驗數(shù)據(jù))，不利于整流控制，同時影響電機效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供一種諧波勵磁發(fā)電機， 用以解決現(xiàn)有諧波勵磁發(fā)電機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， 同時可提高發(fā)電機的運行效率。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是設計一種諧波勵磁發(fā)電機，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，其特征在于，所述的定子槽為傾斜槽，所述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下的8個槽內(nèi)；其中，第三槽和第七槽內(nèi)導體根數(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)的單層同心線圈的匣數(shù)比為1 0.707并進行四舍五入取整。其中優(yōu)選的技術方案是，所述傾斜槽的傾斜角度為18° 45°。優(yōu)選的技術方案還包括，所述主繞組的第一節(jié)距為10槽，合成節(jié)距為整距。進一步優(yōu)選的技術方案是，所述第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈的匣數(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。本實用新型的優(yōu)點和有益效果在于該諧波勵磁發(fā)電機的三次諧波繞組設計為特殊的單層同心式繞組，具有不等匝設計，其導體數(shù)按正弦規(guī)律排列，即在繞組中心線處，導體根數(shù)為零，距離繞組中心線90°電角度處，導體根數(shù)最大，且將定子中的線槽傾斜設置。 其優(yōu)點是電壓品質(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%
3(試驗數(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% (試驗數(shù)據(jù))。本實用新型所述的諧波勵磁發(fā)電機適用于礦用電傳動自卸車上，做為自卸車的主電源。該發(fā)電機也可應用于鐵路、電站、工礦等其它領域。

圖1是本實用新型諧波勵磁發(fā)電機的主繞組接線原理圖；圖2是本實用新型諧波勵磁發(fā)電機的三次諧波繞組接線原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。如圖1、2所示，本實用新型是一種諧波勵磁發(fā)電機，包括定子、嵌于走子槽內(nèi)的主繞組和三次諧波繞組，定子槽數(shù)96，極數(shù)8，主統(tǒng)組為雙層波統(tǒng)組，所述的定子槽為傾斜槽， 所述傾斜槽的傾斜角度為20° ；所述三次諧波統(tǒng)組為不等匝的單層同心式統(tǒng)組，即在三次諧波繞組的每一極對下的8個槽內(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τ 3 二 96/8 X 3 = 4槽，極對為8槽)，第三槽和第七槽內(nèi)導體根數(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并進行四舍五入取整(即四舍五入取整數(shù))。主繞組的第一節(jié)距為10槽(即短節(jié)距)，合成節(jié)距為整距。具體實施時，與現(xiàn)有產(chǎn)品一樣，該諧波勵磁發(fā)電機的主繞組包括兩套繞組，將兩套繞組鑲嵌在與軸線傾斜的定子線槽內(nèi)，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(即兩套繞組的匣數(shù)、導線等相同)。其區(qū)別在于該諧波勵磁發(fā)電機的兩套主繞組的第一節(jié)距為10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iu、IV、1W、IN和2U、2V、2W、2N兩套獨立的繞組，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1。以U相為例，具體接線如下IU 將N極下的線圈(線圈編號以上層邊為準)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。2U:將N極下的線圈(線圈編號以上層邊為準):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，設計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τ 3 = 4。本具體實施方式
中，2 9槽為一個極對下的一個線圈組，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并進行四舍五入取整。本具體實施方式
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)繞四匝，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號槽和8號槽內(nèi)沒有導體。三次諧波繞組每一極對下的線圈相互串聯(lián)形成一個線圈組，十二個線圈組(十二個極對)都按此規(guī)律排列、 連接。根據(jù)勵磁電壓、電流的需要，三次諧波繞組的十二個線圈組可連接成不同數(shù)量的并聯(lián)支路，本具體實施方式
中，三次諧波繞組形成了四個并聯(lián)支路，即將十二個線圈組每三個串聯(lián)再相互并聯(lián)。 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種諧波勵磁發(fā)電機，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，其特征在于，所述的定子槽為傾斜槽，所述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下的8個槽內(nèi)；其中，第三槽和第七槽內(nèi)導體根數(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)的單層同心線圈的匣數(shù)比為1 0.707并進行四舍五入取整。
2.如權利要求1所述的諧波勵磁發(fā)電機，其特征在于，所述傾斜槽的傾斜角度為 18° 45°。
3.如權利要求1所述的諧波勵磁發(fā)電機，其特征在于，所述主繞組的第一節(jié)距為10槽， 合成節(jié)距為整距。
4.如權利要求2或3所述的諧波勵磁發(fā)電機，其特征在于，所述第一槽和第五槽內(nèi)的單層同心線圈的匣數(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。
專利摘要本實用新型公開了一種諧波勵磁發(fā)電機。解決現(xiàn)有諧波勵磁發(fā)電機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、嵌于傾斜定于槽內(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下的8個槽內(nèi)，第二槽和第七槽內(nèi)導體根數(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并進行四舍五入取整。主繞組采用短距繞組。本實用新型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％。其適用于礦用電傳動自卸車上，也可做為發(fā)電機應用于鐵路、電站、工礦等其它領域。
文檔編號H02J3/01GK202190153SQ20112027845
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權日2011年8月1日
發(fā)明者張盼, 蔡一民 申請人:無錫頂一電機有限公司