專利名稱：一種帶副繞組的復(fù)勵(lì)勵(lì)磁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和電磁兼容性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于改善無刷單相同步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能和電磁兼容、并有副繞組的電流互感器復(fù)勵(lì)勵(lì)磁裝置。
背景技術(shù)：
同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)直接影響發(fā)電機(jī)的靜態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能及其整個(gè)供電系統(tǒng)的可靠性，因此勵(lì)磁系統(tǒng)的研究成了同步電機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要課題；而同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 方式經(jīng)歷了一個(gè)由簡單到復(fù)雜，由低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展過程，它由最早的手動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式發(fā)展到自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式，再由早期的動(dòng)態(tài)特性差的負(fù)反饋調(diào)節(jié)原理(即按發(fā)電機(jī)端電壓偏差進(jìn)行比例調(diào)節(jié)勵(lì)磁的比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式)發(fā)展到后來的動(dòng)態(tài)特性好的擾動(dòng)調(diào)節(jié)原理(即按發(fā)電機(jī)定子電流作為擾動(dòng)量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膹?fù)式勵(lì)磁補(bǔ)償調(diào)節(jié)方式)。目前普通單相同步發(fā)電機(jī)普通的無刷勵(lì)磁系統(tǒng)是按負(fù)反饋調(diào)節(jié)原理，通過電壓調(diào)節(jié)器(AVR)調(diào)整交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流來調(diào)整調(diào)整主機(jī)勵(lì)磁電流的，電壓調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁功率源一般來自主繞組，但是這種勵(lì)磁系統(tǒng)的缺點(diǎn)是I、按發(fā)電機(jī)電壓偏差的比例積分微分控制規(guī)律進(jìn)行調(diào)節(jié)的電壓調(diào)節(jié)器考慮勵(lì)磁系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，其比例、積分和微分調(diào)節(jié)系數(shù)不能設(shè)計(jì)得過大，導(dǎo)致勵(lì)磁系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢、調(diào)整慣性大、負(fù)載突變時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓的恢復(fù)時(shí)間較長；2、由于電壓調(diào)節(jié)器勵(lì)磁功率源來自主繞組，而在負(fù)載突變時(shí)主繞組電壓變化與電壓調(diào)節(jié)器輸出的勵(lì)磁電壓變化相反，造成電壓調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁功率源(即主繞組電壓)對負(fù)載的變化不能快速跟蹤，導(dǎo)致整個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢；另外負(fù)載突變時(shí)電壓調(diào)節(jié)器的勵(lì)磁功率源也隨之變化，必然對發(fā)電機(jī)的輸出回路會(huì)造成較大的電磁干擾。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種既可保證單相無刷同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)具有良好的快速反應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能，又能改善發(fā)電機(jī)的電磁兼容性的帶副繞組的復(fù)勵(lì)勵(lì)磁裝置。為了解決以上提出的問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種帶副繞組的復(fù)勵(lì)勵(lì)磁裝置，包括主發(fā)電機(jī)、交流勵(lì)磁機(jī)、電流互感器、單相整流器以及電壓調(diào)節(jié)器，所述主發(fā)電機(jī)包括主繞組、副繞組以及勵(lì)磁繞組，所述交流勵(lì)磁機(jī)包括復(fù)勵(lì)繞組、勵(lì)磁繞組、電樞繞組以及旋轉(zhuǎn)整流器，所述副繞組一端與電壓調(diào)節(jié)器相連，另一端與主繞組一端相連，并連接負(fù)載，所述主繞組另一端與電壓調(diào)節(jié)器、電流互感器原邊相連，并連接負(fù)載，所述勵(lì)磁繞組通過旋轉(zhuǎn)整流器與電樞繞組相連，所述復(fù)勵(lì)繞組、勵(lì)磁繞組一端與電壓調(diào)節(jié)器相連，另一端與單相整流器一端相連，所述單相整流器另一端與電流互感器副邊相連。優(yōu)選的，本實(shí)用新型的帶副繞組的復(fù)勵(lì)勵(lì)磁裝置，所述主繞組為不等匝同心式低諧波繞組，所述副繞組與主繞組同槽。本實(shí)用新型在發(fā)電機(jī)空載時(shí)通過電壓調(diào)節(jié)器提供勵(lì)磁電流給勵(lì)磁繞組8建立空載電壓，負(fù)載時(shí)由電流互感器提供所需的復(fù)勵(lì)電流直接給復(fù)勵(lì)繞組7進(jìn)行快速補(bǔ)償，保持發(fā)電機(jī)端電壓恒定。有副繞組的電流互感器復(fù)勵(lì)勵(lì)磁單相無刷同步發(fā)電機(jī)負(fù)載工作時(shí)未經(jīng)副饒組和電壓調(diào)節(jié)器AVR的PID控制環(huán)節(jié)直接給復(fù)勵(lì)勵(lì)磁線圈提供與負(fù)載電流成正比的勵(lì)磁電流，不僅準(zhǔn)確地抵消了發(fā)電機(jī)負(fù)載電流電樞反應(yīng)的去磁作用，而且由于電流互感器和單相整流器的時(shí)間常數(shù)比模擬式AVR小得多，整個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)的響應(yīng)速度大大提高，在突加突減負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)電壓恢復(fù)時(shí)間大大減小，電壓上升和下降的幅度也隨之減小，此外由于勵(lì)磁功率源來自副繞組，與主繞組沒有形成回路，負(fù)載變化時(shí)可有效降低發(fā)電機(jī)輸出電源線的電磁干擾，因此有副繞組的電流互感器復(fù)勵(lì)式勵(lì)磁系統(tǒng)的有益效果在于I、勵(lì)磁系統(tǒng)無需經(jīng)過副繞組和AVR控制環(huán)節(jié)，響應(yīng)速度大大提高，改善單相無刷同步發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性；2、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度高，陡變負(fù)載下發(fā)電機(jī)電壓恢復(fù)時(shí)間快，電壓變化幅度小，發(fā)電機(jī)瞬態(tài)電壓調(diào)整率小，提高了用電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性； 3、采用副繞組提供勵(lì)磁功率源可改善發(fā)電機(jī)的電磁兼容性。

圖I為本實(shí)用新型的電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。如圖I-圖3所示，本實(shí)用新型提供一種帶副繞組的復(fù)勵(lì)勵(lì)磁裝置，包括主發(fā)電機(jī)、交流勵(lì)磁機(jī)、電流互感器4、單相整流器5以及電壓調(diào)節(jié)器6，所述主發(fā)電機(jī)包括主繞組I、副繞組2以及勵(lì)磁繞組3，所述交流勵(lì)磁機(jī)包括復(fù)勵(lì)繞組7、勵(lì)磁繞組8、電樞繞組9以及旋轉(zhuǎn)整流器10，所述副繞組2 —端與電壓調(diào)節(jié)器6相連，另一端與主繞組I 一端相連，并連接負(fù)載，所述主繞組I另一端與電壓調(diào)節(jié)器6、電流互感器4原邊相連，并連接負(fù)載，所述勵(lì)磁繞組3通過旋轉(zhuǎn)整流器10與電樞繞組9相連，所述復(fù)勵(lì)繞組7、勵(lì)磁繞組8 一端與電壓調(diào)節(jié)器6相連，另一端與單相整流器5 —端相連，所述單相整流器5另一端與電流互感器4副邊相連；所述主繞組I為不等匝同心式低諧波繞組，所述副繞組2與主繞組I同槽。本實(shí)用新型具體主要包括以下三種狀態(tài)一、空載建壓起動(dòng)機(jī)組后，交流勵(lì)磁機(jī)電樞依靠勵(lì)磁機(jī)定子的剩磁建立交流電壓，該電壓經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器10整流后送入主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組3，使主發(fā)電機(jī)組建壓，隨著轉(zhuǎn)速的上升，發(fā)電機(jī)電壓逐漸升高，即建立空載電壓，空載時(shí)交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流由繞組8提供，此時(shí)交流勵(lì)磁機(jī)繞組7無輸出；二、負(fù)載運(yùn)行當(dāng)發(fā)電機(jī)帶有負(fù)載時(shí)，電流互感器4原邊繞組通過負(fù)載電流，電流互感器4副邊繞組感應(yīng)出與負(fù)載電流成正比的電壓，副邊交流電壓經(jīng)單相整流器5整流后供給復(fù)勵(lì)繞組7，在一定參數(shù)配合下，復(fù)勵(lì)繞組7形成的磁場經(jīng)交流無刷勵(lì)磁環(huán)節(jié)使主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組3產(chǎn)生與負(fù)載電流成正比的勵(lì)磁電流，以補(bǔ)償電樞反應(yīng)的去磁作用，保持發(fā)電機(jī)輸出電壓恒定；[0020]三、發(fā)電機(jī)電壓的空載整定在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，其空載電壓的整定可通過電壓調(diào)節(jié)器6上的電壓電位器的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。而由于一般的單相無刷同步發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)性能和電磁兼容性較差，在不增加發(fā)電機(jī)體積和重量的情況下，本實(shí)用新型的帶有副繞組的復(fù)勵(lì)勵(lì)磁裝置對改善單相無刷同步發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)性能和電磁兼容性有顯著效果，且該裝置成本較低，結(jié)構(gòu)、原理簡單實(shí)用，有十分廣闊的應(yīng)用前景。上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶副繞組的復(fù)勵(lì)勵(lì)磁裝置，包括主發(fā)電機(jī)、交流勵(lì)磁機(jī)、電流互感器(4)、單相整流器(5)以及電壓調(diào)節(jié)器(6)，其特征在于所述主發(fā)電機(jī)包括主繞組(I)、副繞組(2)以及勵(lì)磁繞組(3)，所述交流勵(lì)磁機(jī)包括復(fù)勵(lì)繞組(7)、勵(lì)磁繞組(8)、電樞繞組(9)以及旋轉(zhuǎn)整流器(10)，所述副繞組(2) —端與電壓調(diào)節(jié)器(6)相連，另一端與主繞組(I) 一端相連，并連接負(fù)載，所述主繞組(I)另一端與電壓調(diào)節(jié)器(6)、電流互感器(4)原邊相連，并連接負(fù)載，所述勵(lì)磁繞組(3)通過旋轉(zhuǎn)整流器(10)與電樞繞組(9)相連，所述復(fù)勵(lì)繞組(7)、勵(lì)磁繞組(8)—端與電壓調(diào)節(jié)器(6)相連，另一端與單相整流器(5) —端相連，所述單相整流器(5)另一端與電流互感器(4)副邊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶副繞組的復(fù)勵(lì)勵(lì)磁裝置，其特征在于所述主繞組(I)為不等匝同心式低諧波繞組，所述副繞組(2)與主繞組(I)同槽。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶副繞組的復(fù)勵(lì)勵(lì)磁裝置，包括主發(fā)電機(jī)、交流勵(lì)磁機(jī)、電流互感器、單相整流器以及電壓調(diào)節(jié)器，所述主發(fā)電機(jī)包括主繞組、副繞組以及勵(lì)磁繞組，所述交流勵(lì)磁機(jī)包括復(fù)勵(lì)繞組、勵(lì)磁繞組、電樞繞組以及旋轉(zhuǎn)整流器，所述副繞組一端與電壓調(diào)節(jié)器相連，另一端與主繞組一端相連，并連接負(fù)載，所述主繞組另一端與電壓調(diào)節(jié)器、電流互感器原邊相連，并連接負(fù)載，所述勵(lì)磁繞組通過旋轉(zhuǎn)整流器與電樞繞組相連，所述復(fù)勵(lì)繞組、勵(lì)磁繞組一端與電壓調(diào)節(jié)器相連，另一端與單相整流器一端相連，所述單相整流器另一端與電流互感器副邊相連。本實(shí)用新型改善了單相無刷同步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能和電磁兼容性，具有成本較低、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P9/36GK202586860SQ20122025442
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者劉繼洲, 尹中明, 楊林, 劇冬梅, 楊棟 申請人:湖北同發(fā)機(jī)電有限公司