本實用新型涉及機械制造領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)電機勵磁系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著新技術(shù)，新工藝和新器件的涌現(xiàn)和使用，發(fā)電機的勵磁方式得到了不斷的發(fā)展和完善。

在現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)電機主要采用無刷永磁副勵磁方式，如圖1所示，永磁發(fā)電機、交流主勵磁發(fā)電機以及發(fā)電機轉(zhuǎn)子電樞線圈都與發(fā)電機轉(zhuǎn)子在同一轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子只有齒與槽而沒有繞組，像個齒輪，因此，它沒有電刷，滑環(huán)等轉(zhuǎn)動接觸部件，具有工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝方便等優(yōu)點。

本申請發(fā)明人在實現(xiàn)本申請實施例中技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

現(xiàn)有的無刷永磁副勵磁方式發(fā)電機的軸長度較長，導(dǎo)致發(fā)電機的穩(wěn)定性較差；且發(fā)電機起勵時候，低速下不能正常輸出滿足要求的交流勵磁電源，從而導(dǎo)致發(fā)電機的升壓速度較慢。

可見，現(xiàn)有技術(shù)中的無刷勵磁發(fā)電機存在穩(wěn)定性較差且電壓調(diào)整速度慢的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請實施例提供一種發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的無刷勵磁發(fā)電機存在穩(wěn)定性較差且電壓調(diào)整速度慢的技術(shù)問題，實現(xiàn)提供提高發(fā)電機的運行穩(wěn)定性以及電壓調(diào)整響應(yīng)速度的技術(shù)效果。

本申請實施例提供了一種發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，應(yīng)用于一發(fā)電機中，包括：

勵磁變壓器，所述勵磁變壓器包括第一輸入端及第一輸出端；

整流器，所述整流器包括第二輸入端及第二輸出端；

交流勵磁機，所述交流勵磁機包括第三輸入端及第三輸出端；

旋轉(zhuǎn)整流器，所述旋轉(zhuǎn)整流器包括第四輸入端及第四輸出端；

其中，所述第一輸入端與所述發(fā)電機的輸出端相連，所述第二輸入端與所述第一輸出端相連，所述第三輸入端與所述第二輸出端相連，所述第四輸入端與所述第三輸出端相連，所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組相連；

所述勵磁變壓器通過所述第一輸入端，從所述發(fā)電機獲取電源，并通過所述第一輸出端及所述第二輸入端將所述電源傳輸至所述整流器，并將所述整流器整流獲得的整流后電源傳輸至所述交流勵磁機，所述交流勵磁機基于所述整流后電源產(chǎn)生三相交流電源，并將經(jīng)過所述旋轉(zhuǎn)整流器整流獲得的整流后三相交流電源通過所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組，傳輸至所述發(fā)電機，以使所述發(fā)電機獲得勵磁電源。

可選的，所述交流勵磁機、所述旋轉(zhuǎn)整流器與所述轉(zhuǎn)子繞組同軸。

可選的，所述交流勵磁機包括U相電樞繞組、V相電樞繞組以及W相電樞繞組，所述旋轉(zhuǎn)整流器包括三組整流橋，所述第三輸出端包括U相電樞繞組輸出端、V相電樞繞組輸出端及W相電樞繞組輸出端，其中，所述U相電樞繞組輸出端、所述V相電樞繞組輸出端及所述W相電樞繞組輸出端分別與所述三組整流橋連接。

可選的，所述勵磁系統(tǒng)還包括：

勵磁調(diào)節(jié)裝置，與所述發(fā)電機的輸出端及所述整流器連接，用于獲取所述發(fā)電機的運行信號，并根據(jù)所述運行信號控制所述整流器，以調(diào)整所述發(fā)電機的輸出電壓。

可選的，所述整流器還包括：

第五輸入端，與所述勵磁調(diào)節(jié)裝置連接。

可選的，所述勵磁調(diào)節(jié)裝置包括：

電流互感器，所述電流互感器包括第一端及第二端；

電壓互感器，所述電壓互感器包括第三端及第四端；

勵磁調(diào)節(jié)器，所述勵磁調(diào)節(jié)器包括第六輸入端、第七輸入端及第六輸出端；

其中，所述第一端及所述第三端分別與所述輸出端連接，所述第二端與第六輸入端連接，所述第四端與所述第七輸入端連接，所述第六輸出端與所述第五輸入端連接。

可選的，所述整流器具體為可控硅整流器。

可選的，所述勵磁調(diào)節(jié)器為自動勵磁調(diào)節(jié)器。

可選的，所述第二輸出端與所述第三輸入端通過繞組線圈相連接。

本申請實施例中的上述一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種技術(shù)效果：

一、由于本申請實施例中的技術(shù)方案，采用勵磁變壓器，所述勵磁變壓器包括第一輸入端及第一輸出端；整流器，所述整流器包括第二輸入端及第二輸出端；交流勵磁機，所述交流勵磁機包括第三輸入端及第三輸出端；旋轉(zhuǎn)整流器，所述旋轉(zhuǎn)整流器包括第四輸入端及第四輸出端；其中，所述第一輸入端與所述發(fā)電機的輸出端相連，所述第二輸入端與所述第一輸出端相連，所述第三輸入端與所述第二輸出端相連，所述第四輸入端與所述第三輸出端相連，所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組相連的技術(shù)手段，這樣，取消了現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中的永磁副勵磁機，從而減少了發(fā)電機軸長度，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的穩(wěn)定性較差的技術(shù)問題，實現(xiàn)了提高發(fā)電機的運行穩(wěn)定性的技術(shù)效果；同時，由于本申請中的技術(shù)方案用勵磁變壓器取代了永磁副勵磁機，從而為發(fā)電機提供可靠的勵磁電源，避免了低速下由于交流勵磁電源導(dǎo)致的電壓調(diào)整速度慢的技術(shù)問題，實現(xiàn)了提高發(fā)電機電壓調(diào)整響應(yīng)速度的技術(shù)效果。

二、由于本申請實施例中的技術(shù)方案，采用勵磁變壓器，所述勵磁變壓器包括第一輸入端及第一輸出端；整流器，所述整流器包括第二輸入端及第二輸出端；交流勵磁機，所述交流勵磁機包括第三輸入端及第三輸出端；旋轉(zhuǎn)整流器，所述旋轉(zhuǎn)整流器包括第四輸入端及第四輸出端；其中，所述第一輸入端與所述發(fā)電機的輸出端相連，所述第二輸入端與所述第一輸出端相連，所述第三輸入端與所述第二輸出端相連，所述第四輸入端與所述第三輸出端相連，所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組相連的技術(shù)手段，這樣，通過用勵磁變壓器取代了永磁副勵磁機，避免了永磁發(fā)電機中的磁極丟失帶來的設(shè)備故障率，降低了設(shè)備故障率；同時由于永磁發(fā)電機受設(shè)計容量限制，一般應(yīng)用于小容量發(fā)電機組，通過用勵磁變壓器取代了永磁副勵磁機，從而使發(fā)電機的容量增加。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的無刷永磁副勵磁方式的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本申請實施例一中提供的一種發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

本申請實施例提供一種發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的無刷勵磁發(fā)電機存在穩(wěn)定性較差且電壓調(diào)整速度慢的技術(shù)問題，實現(xiàn)提高發(fā)電機的運行穩(wěn)定性以及電壓調(diào)整響應(yīng)速度的技術(shù)效果。

本申請實施例中的技術(shù)方案為解決上述的技術(shù)問題，總體思路如下：

一種發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，應(yīng)用于一發(fā)電機中，包括：

勵磁變壓器，所述勵磁變壓器包括第一輸入端及第一輸出端；

整流器，所述整流器包括第二輸入端及第二輸出端；

交流勵磁機，所述交流勵磁機包括第三輸入端及第三輸出端；

旋轉(zhuǎn)整流器，所述旋轉(zhuǎn)整流器包括第四輸入端及第四輸出端；

其中，所述第一輸入端與所述發(fā)電機的輸出端相連，所述第二輸入端與所述第一輸出端相連，所述第三輸入端與所述第二輸出端相連，所述第四輸入端與所述第三輸出端相連，所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組相連；

所述勵磁變壓器通過所述第一輸入端，從所述發(fā)電機獲取電源，并通過所述第一輸出端及所述第二輸入端將所述電源傳輸至所述整流器，并將所述整流器整流獲得的整流后電源傳輸至所述交流勵磁機，所述交流勵磁機基于所述整流后電源產(chǎn)生三相交流電源，并將經(jīng)過所述旋轉(zhuǎn)整流器整流獲得的整流后三相交流電源通過所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組，傳輸至所述發(fā)電機，以使所述發(fā)電機獲得勵磁電源。

在上述技術(shù)方案中，采用勵磁變壓器，所述勵磁變壓器包括第一輸入端及第一輸出端；整流器，所述整流器包括第二輸入端及第二輸出端；交流勵磁機，所述交流勵磁機包括第三輸入端及第三輸出端；旋轉(zhuǎn)整流器，所述旋轉(zhuǎn)整流器包括第四輸入端及第四輸出端；其中，所述第一輸入端與所述發(fā)電機的輸出端相連，所述第二輸入端與所述第一輸出端相連，所述第三輸入端與所述第二輸出端相連，所述第四輸入端與所述第三輸出端相連，所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組相連的技術(shù)手段，這樣，取消了現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中的永磁副勵磁機，從而減少了發(fā)電機軸長度，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的穩(wěn)定性較差的技術(shù)問題，實現(xiàn)了提高發(fā)電機的運行穩(wěn)定性的技術(shù)效果；同時，由于本申請中的技術(shù)方案用勵磁變壓器取代了永磁副勵磁機，從而為發(fā)電機提供可靠的勵磁電源，避免了低速下由于交流勵磁電源導(dǎo)致的電壓調(diào)整速度慢的技術(shù)問題，實現(xiàn)了提高發(fā)電機電壓調(diào)整響應(yīng)速度的技術(shù)效果。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面通過附圖以及具體實施例對本實用新型技術(shù)方案做詳細的說明，應(yīng)當理解本實用新型實施例以及實施例中的具體特征是對本實用新型技術(shù)方案的詳細的說明，而不是對本實用新型技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本實用新型實施例以及實施例中的技術(shù)特征可以相互結(jié)合。

實施例一

請參考圖2，為本申請實施例一提供的一種發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述發(fā)電機勵磁系統(tǒng)應(yīng)用于一發(fā)電機中，包括：

勵磁變壓器10，勵磁變壓器10包括第一輸入端及第一輸出端；

整流器20，整流器20包括第二輸入端及第二輸出端；

交流勵磁機30，交流勵磁機30包括第三輸入端及第三輸出端；

旋轉(zhuǎn)整流器40，旋轉(zhuǎn)整流器40包括第四輸入端及第四輸出端；

其中，所述第一輸入端與所述發(fā)電機的輸出端相連，所述第二輸入端與所述第一輸出端相連，所述第三輸入端與所述第二輸出端相連，所述第四輸入端與所述第三輸出端相連，所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組相連；

勵磁變壓器10通過所述第一輸入端，從所述發(fā)電機獲取電源，并通過所述第一輸出端及所述第二輸入端將所述電源傳輸至整流器20，并將整流器20整流獲得的整流后電源傳輸至交流勵磁機30，交流勵磁機30基于所述整流后電源產(chǎn)生三相交流電源，并將經(jīng)過旋轉(zhuǎn)整流器40整流獲得的整流后三相交流電源通過所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組，傳輸至所述發(fā)電機，以使所述發(fā)電機獲得勵磁電源。

在具體實施過程中，所述發(fā)電機具體可以是天然氣發(fā)電機，也可以是汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機等其他發(fā)電機，在本申請實施例中不作限制。勵磁變壓器10、整流器20、交流勵磁機30以及旋轉(zhuǎn)整流器40的具體型號，由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際使用需求進行選擇，在本申請實施例中不作限制。在具體實施過程中，為了使所述發(fā)電機勵磁系統(tǒng)具有效率高、無機械噪聲和磨損、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕等特點，整流器20可以為可控硅整流器。

在本申請實施例中，交流勵磁機、所述旋轉(zhuǎn)整流器與所述轉(zhuǎn)子繞組同軸。所述交流勵磁機30包括U相電樞繞組、V相電樞繞組以及W相電樞繞組，所述旋轉(zhuǎn)整流器包括三組整流橋，所述第三輸出端包括U相電樞繞組輸出端、V相電樞繞組輸出端及W相電樞繞組輸出端，其中，所述U相電樞繞組輸出端、所述V相電樞繞組輸出端及所述W相電樞繞組輸出端分別與所述三組整流橋連接。所述第二輸出端與所述第三輸入端通過繞組線圈相連接。

在本申請實施例中，為了能夠保證發(fā)電機的端口電壓的穩(wěn)定性，所述勵磁系統(tǒng)還包括：

勵磁調(diào)節(jié)裝置50，與所述發(fā)電機的輸出端及所述整流器連接，用于獲取所述發(fā)電機的運行信號，并根據(jù)所述運行信號控制整流器20，以調(diào)整所述發(fā)電機的輸出電壓。

相應(yīng)地，整流器20還包括：

第五輸入端，與勵磁調(diào)節(jié)裝置50連接。

在本申請實施例中，勵磁調(diào)節(jié)裝置50包括：

電流互感器501，電流互感器501包括第一端及第二端；

電壓互感器502，電壓互感器502包括第三端及第四端；

勵磁調(diào)節(jié)器503，勵磁調(diào)節(jié)器503包括第六輸入端、第七輸入端及第六輸出端；

其中，所述第一端及所述第三端分別與所述輸出端連接，所述第二端與第六輸入端連接，所述第四端與所述第七輸入端連接，所述第六輸出端與所述第五輸入端連接。

在具體實施過程中，為了實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)的自動化，勵磁調(diào)節(jié)器503可以設(shè)置為自動勵磁調(diào)節(jié)器。電流互感器501和電壓互感器502的一端接入到發(fā)電機的輸出端口，另一端則接入自動勵磁調(diào)整器，從而向自動勵磁調(diào)整器實時反饋發(fā)電機的運行信號，自動勵磁調(diào)整器根據(jù)輸入的運行信號，通過控制可控硅整流器導(dǎo)通角大小，來調(diào)整發(fā)電機端口電壓大小，以確保發(fā)電機的輸出電壓滿足使用需求。

通過本申請實施例中的一個或多個技術(shù)方案，可以實現(xiàn)如下一個或多個技術(shù)效果：

一、由于本申請實施例中的技術(shù)方案，采用勵磁變壓器，所述勵磁變壓器包括第一輸入端及第一輸出端；整流器，所述整流器包括第二輸入端及第二輸出端；交流勵磁機，所述交流勵磁機包括第三輸入端及第三輸出端；旋轉(zhuǎn)整流器，所述旋轉(zhuǎn)整流器包括第四輸入端及第四輸出端；其中，所述第一輸入端與所述發(fā)電機的輸出端相連，所述第二輸入端與所述第一輸出端相連，所述第三輸入端與所述第二輸出端相連，所述第四輸入端與所述第三輸出端相連，所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組相連的技術(shù)手段，這樣，取消了現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中的永磁副勵磁機，從而減少了發(fā)電機軸長度，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的穩(wěn)定性較差的技術(shù)問題，實現(xiàn)了提高發(fā)電機的運行穩(wěn)定性的技術(shù)效果；同時，由于本申請中的技術(shù)方案用勵磁變壓器取代了永磁副勵磁機，從而為發(fā)電機提供可靠的勵磁電源，避免了低速下由于交流勵磁電源導(dǎo)致的電壓調(diào)整速度慢的技術(shù)問題，實現(xiàn)了提高發(fā)電機電壓調(diào)整響應(yīng)速度的技術(shù)效果。

二、由于本申請實施例中的技術(shù)方案，采用勵磁變壓器，所述勵磁變壓器包括第一輸入端及第一輸出端；整流器，所述整流器包括第二輸入端及第二輸出端；交流勵磁機，所述交流勵磁機包括第三輸入端及第三輸出端；旋轉(zhuǎn)整流器，所述旋轉(zhuǎn)整流器包括第四輸入端及第四輸出端；其中，所述第一輸入端與所述發(fā)電機的輸出端相連，所述第二輸入端與所述第一輸出端相連，所述第三輸入端與所述第二輸出端相連，所述第四輸入端與所述第三輸出端相連，所述第四輸出端與所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組相連的技術(shù)手段，這樣，通過用勵磁變壓器取代了永磁副勵磁機，避免了永磁發(fā)電機中的磁極丟失帶來的設(shè)備故障率，降低了設(shè)備故障率；同時由于永磁發(fā)電機受設(shè)計容量限制，一般應(yīng)用于小容量發(fā)電機組，通過用勵磁變壓器取代了永磁副勵磁機，從而使發(fā)電機的容量增加。

盡管已描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。