發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所述的實施例涉及發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著對電力需求的增大，同步發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量也增大。由于同步發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量變大，發(fā)電機(jī)主體所需的勵磁電流變大，例如變?yōu)閹装侔才唷榇?，用于向發(fā)電機(jī)提供勵磁電流的交流勵磁機(jī)的容量和尺寸趨向于增大。
[0003]因此，包括交流勵磁機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流器的無刷同步發(fā)電機(jī)引起了關(guān)注。當(dāng)無刷同步發(fā)電機(jī)是雙極型器件時，無刷同步發(fā)電機(jī)的勵磁容量約為傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的1/100到1/300。因此，無刷同步發(fā)電機(jī)具有易于增大發(fā)電機(jī)的容量的優(yōu)點。而且，由于無刷同步發(fā)電機(jī)不包括電刷，無刷同步發(fā)電機(jī)具有可以避免起因于電刷的磨損的污跡的產(chǎn)生的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0004]圖1是顯示第一實施例的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)的截面圖；
[0005]圖2是顯示第一實施例的發(fā)電機(jī)的電路配置的電路圖；
[0006]圖3A和3B是顯示第一實施例的發(fā)電機(jī)的導(dǎo)體布置的截面圖；
[0007]圖4A和4B是顯示第二實施例的發(fā)電機(jī)的導(dǎo)體布置的截面圖；
[0008]圖5A和5B是顯不第三實施例的發(fā)電機(jī)的導(dǎo)體布置的截面圖；
[0009]圖6A和6B是顯示第四實施例的發(fā)電機(jī)的導(dǎo)體布置的截面圖；以及
[0010]圖7A和7B是顯示傳統(tǒng)無刷同步發(fā)電機(jī)的導(dǎo)體布置的截面圖。
【具體實施方式】
[0011]現(xiàn)在將參考附圖來解釋實施例。
[0012]在無刷同步發(fā)電機(jī)中，將交流勵磁機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流器安裝在相同的旋轉(zhuǎn)軸上，以致必須在旋轉(zhuǎn)軸上布置導(dǎo)體(三相導(dǎo)體)，其電氣連接交流勵磁機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流器。在此情況下，通常以彼此間隔120度來布置導(dǎo)體，如圖7A和7B所示的。
[0013]圖7A和7B是顯示傳統(tǒng)無刷同步發(fā)電機(jī)的導(dǎo)體布置的截面圖。圖7A是顯示無刷同步發(fā)電機(jī)的截面圖。圖7B是對應(yīng)于圖7A的截面圖的磁通量穿透線圖。
[0014]這個發(fā)電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)軸1，在轉(zhuǎn)軸I上安裝有交流勵磁機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流器，并且多個導(dǎo)體2布置在旋轉(zhuǎn)軸I上。為每一組導(dǎo)體組GpG2和G3集中地布置這些導(dǎo)體2。具體地，兩個U相導(dǎo)體U1和U2集中地布置為U相組G1，兩個V相導(dǎo)體V1和V2集中地布置為V相組G2，兩個W相導(dǎo)體W1和W2集中地布置為W相組G3。以彼此隔間120度來布置導(dǎo)體組Gp G2和G3。
[0015]但當(dāng)大的三相交流電流流入這些導(dǎo)體2中時，導(dǎo)體2附近的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)受到由電流的感應(yīng)而產(chǎn)生的磁場的加熱。在一些情況下，圍繞導(dǎo)體2的絕緣體Ib會由于熱而受損。
[0016]在一個實施例中，發(fā)電機(jī)包括:交流勵磁機(jī)，所述交流勵磁機(jī)被配置為輸出具有第一相位的第一交流電流，具有第二相位的第二交流電流，和具有第三相位的第三交流電流；以及旋轉(zhuǎn)整流器，所述旋轉(zhuǎn)整流器被配置為將第一交流電流、第二交流電流和第三交流電流分別轉(zhuǎn)換為第一直流電流、第二直流電流和第三直流電流。發(fā)電機(jī)進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)軸，在其上安裝有交流勵磁機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流器，多個導(dǎo)體安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，并且包括一個或多個第一導(dǎo)體，一個或多個第二導(dǎo)體，一個或多個第三導(dǎo)體以分別將第一交流電流、第二交流電流和第三交流電流從交流勵磁機(jī)提供給旋轉(zhuǎn)整流器。而且，多個導(dǎo)體包括一個或多個導(dǎo)體組，在每一組導(dǎo)體組中都集中地布置有兩個或更多個導(dǎo)體，每一組導(dǎo)體組都包括被布置用以抵消同一組中每一個導(dǎo)體周圍的磁場的兩個或更多個導(dǎo)體。
[0017](第一實施例)
[0018]圖1是顯示第一實施例的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0019]圖1中的發(fā)電機(jī)是無刷同步發(fā)電機(jī)。圖1中的發(fā)電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)軸1、布置在旋轉(zhuǎn)軸I上的多個導(dǎo)體2、安裝在旋轉(zhuǎn)軸I上的交流勵磁機(jī)3、和安裝在旋轉(zhuǎn)軸I上的旋轉(zhuǎn)整流器4。交流勵磁機(jī)3和旋轉(zhuǎn)整流器4由導(dǎo)體2電氣連接。導(dǎo)體2是三相導(dǎo)體，用于將三相交流電流從交流勵磁機(jī)3提供給旋轉(zhuǎn)整流器4。
[0020]交流勵磁機(jī)3包括位于發(fā)電機(jī)的定子側(cè)的場單元11，和與場單元11分離并位于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)的電樞單元12。旋轉(zhuǎn)整流器4包括整流器元件單元21，其包括多個整流器元件。在本實施例的發(fā)電機(jī)中，更具體地，交流勵磁機(jī)3的電樞單元12安裝在旋轉(zhuǎn)軸I上，電樞單元12與整流器元件單元21由導(dǎo)體2電氣連接。
[0021 ] 圖1顯示了 X方向和Y方向，它們彼此垂直并垂直于旋轉(zhuǎn)軸I，以及Z方向，其平行于旋轉(zhuǎn)軸I。X方向和Z方向指不水平方向，且Y方向指不垂直方向。
[0022]圖2是顯示第一實施例的發(fā)電機(jī)的電路配置的電路圖。
[0023](I)交流勵磁機(jī)3
[0024]如圖2所示，交流勵磁機(jī)3的場單元11包括場繞組13，且交流勵磁機(jī)3的電樞單元12包括電樞繞組14，電樞繞組14包括第一繞組14a、第二繞組14b和第三繞組14c。第一繞組到第三繞組14a到14c以Y型連接。
[0025]當(dāng)直流電流I1在旋轉(zhuǎn)軸I的旋轉(zhuǎn)過程中流入場單元13中時，借助由直流電流I1產(chǎn)生的磁場的效應(yīng)而在電樞繞組14中產(chǎn)生三相交流電流I2a、I2b和12。。交流電流I2a、I2b和12。分別是U相電流、V相電流和W相電流，并分別在第一繞組14a、第二繞組14b和第三繞組14c中產(chǎn)生。交流電流I2a、I2b和12。分別是具有第一相位的第一交流電流、具有第二相位的第二交流電流、和具有第三相位的第三交流電流的示例。交流電流I2a、I2b和I2c從電樞繞組14輸出到整流器元件單元21。
[0026](2)旋轉(zhuǎn)整流器4
[0027]如圖2所示，旋轉(zhuǎn)整流器4包括整流器元件單元21，整流器元件單元21包括第一到第六整流器元件21a到21f和場繞組22。
[0028]第一和第四整流器元件21a和21d串聯(lián)連接，在這些整流器元件之間的節(jié)點由導(dǎo)體2連接到第一繞組14a。這個導(dǎo)體2是一個或多個第一導(dǎo)體的示例。第二和第五整流器元件21b和21e串聯(lián)連接，在這些整流器元件之間的節(jié)點由導(dǎo)體2連接到第二繞組14b。這個導(dǎo)體2是一個或多個第二導(dǎo)體的示例。第三和第六整流器元件21c和21f串聯(lián)連接，在這些整流器元件之間的節(jié)點由導(dǎo)體2連接到第三繞組14c。這個導(dǎo)體2是一個或多個第三導(dǎo)體的示例。
[0029]第一和第四整流器元件21a和21d的對、第二和第五整流器元件21b和21e的對、第三和第六整流器元件21c和21f的對彼此并聯(lián)連接。這些對電氣連接到場繞組22。第一到第六整流器元件21a到21f的每一個都可以包括一個二極管或者可以包括多個二極管。
[0030]第一和第四整流器元件21a和21d對交流電流I2a進(jìn)行整流，且將交流電流I2a轉(zhuǎn)換為直流電流I3a。第二和第五整流器元件21b和21e對交流電流I2b進(jìn)行整流，且將交流電流I2b轉(zhuǎn)換為直流電流I3b。第三和第六整流器元件21c和21f對交流電流12。進(jìn)行整流，且將交流電流12。轉(zhuǎn)換為直流電流13。。直流電流I3a、I3b和13。分別是第一、第二和第三直流電流的示例。
[0031]在整流器元件單元21中，直流電流13卩13)5和I3。會聚為直流電流14。直流電流I4從整流器元件單元21輸出到場繞組22。
[0032](3)發(fā)電機(jī)主體5
[0033]如圖2所示，本實施例的發(fā)電機(jī)進(jìn)一步包括發(fā)電機(jī)主體5。發(fā)電機(jī)主體5安裝在旋轉(zhuǎn)軸I上。發(fā)電機(jī)主體5包括電樞繞組(未示出)，電樞繞組包括以Y形連接的第一到第三繞組。
[0034]當(dāng)直流電流I4流入場繞組22中時，借助由直流電流I4產(chǎn)生的磁場的效應(yīng)而在發(fā)電機(jī)主體5的電樞繞組中產(chǎn)生三相交流電流。以此方式，本實施例的發(fā)電機(jī)可以產(chǎn)生電力。
[0035]圖3A和3B是顯示第一實施例的發(fā)電機(jī)的導(dǎo)體布置的截面圖。圖3A是沿圖1中所示的線“A”得到的截面圖。圖3B是對應(yīng)于圖3A的截面圖的磁通量穿透線圖。圖3B顯示了由數(shù)值計算而獲得的計算結(jié)果。
[0036]本實施例的旋轉(zhuǎn)軸I包括位于旋轉(zhuǎn)軸I的中心的軸la，并包括絕緣體lb、第一集電環(huán)Ic和第二集電環(huán)ld，它們以此順序圍繞軸la。
[0037]軸Ia位于導(dǎo)體2的內(nèi)圓周側(cè)上。絕緣體Ib圍繞導(dǎo)體2并與導(dǎo)體2彼此電隔離。第一集電環(huán)Ic相對于導(dǎo)體2位于旋轉(zhuǎn)軸I的周向上。第二集電環(huán)Id位于導(dǎo)體2的外圓周側(cè)上。在本實施例中，軸Ia和第二集電環(huán)Id由磁性材料構(gòu)成，第一集電環(huán)Ic由非磁性材料構(gòu)成。導(dǎo)體2例如由銅構(gòu)成。
[0038]本實施例的導(dǎo)體2包括用于傳送交流電流I2a(U相電流)的第一和第二 U相導(dǎo)體U1和U2，用于傳送交流電流I2b (V相電流)的第一和第二 V相導(dǎo)體V1和V2，用于傳送交流電流I2JW相電流)的第一和第二W相導(dǎo)體W1和W2。U相導(dǎo)體U1和U2、V相導(dǎo)體V1和V2、與W相導(dǎo)體W1和W2分別是一個或多個第一導(dǎo)體、一個或多個第二導(dǎo)體、一個或多個第三導(dǎo)體的示例。具有相同相位的導(dǎo)體2彼此并聯(lián)連接。
[0039]本實施例的導(dǎo)體2包括一個或多個導(dǎo)體組Gp G2和G3，在其每一組導(dǎo)體組中都集中地布置有兩個或更多個導(dǎo)體