專利名稱：多機一體式無刷電動變頻機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電源設(shè)備，特別是涉及一種多機一體式無刷電動變頻機組。
背景技術(shù)：
眾所周知，一般電動變頻發(fā)電機由一個獨立的工頻電動機和一個獨立的中頻發(fā)電機，通過聯(lián)軸器或同軸式地布置工頻、中頻二種鐵芯，若要做成無刷還要同軸布置交流勵磁機，這樣變頻機軸向長度長，體積大、重量重、可靠性差、效率差，其電氣性能尚不夠完美，例如其中頻發(fā)電機的線電壓和相電壓波形畸變率難以同時達到都小于2％的水平。且若要求多種不同頻率的發(fā)電機，則需要多臺這種機組，如此一來，機組數(shù)量多，設(shè)備安裝所占空間位置大，可靠性和效率均差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于是針對上述弊端，提供一種高品質(zhì)、體積小、重量輕、可靠性高的多機一體式無刷電動變頻機組。該機組將多臺電動變頻機組合并為一臺變頻機組的結(jié)構(gòu)形式，本機組軸向長度短，自啟動、起勵，運行平穩(wěn)，中頻發(fā)電機的電氣性能優(yōu)良，其中頻發(fā)電機的線、相電壓波形畸變率均小于2％。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種多機一體式無刷電動變頻機組，該機組包括一個工頻50Hz電動機和同軸式裝有一個多極復(fù)合交流勵磁機，機組內(nèi)還設(shè)有二個或二個以上的中頻發(fā)電機共處于一個機座內(nèi)，工頻電動機采用鼠籠式異步電動機，中頻發(fā)電機定子主繞組按真分數(shù)槽正弦繞組設(shè)計，多極復(fù)合交流勵磁機供中頻發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極繞組勵磁用。工頻電動機定子繞組采用同心式二端面單雙層繞組。中頻發(fā)電機定子繞組可以由雙迭式等匝不等距形式構(gòu)成。該機組可構(gòu)成50Hz輸入，變頻后同時輸出多種不同頻率的中頻電源的電動變頻發(fā)電機組。勵磁機繞組為多極復(fù)合繞組，按p、2p、4p......對極設(shè)計為多套互不干擾的多極復(fù)合式繞組，分別供多個不同頻率的中頻發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極繞組勵磁用。二個或二個以上的中頻發(fā)電機的頻率可以是不同頻率也可以是同一頻率。
多機一體式無刷電動變頻機組主要由機座、前后端蓋和轉(zhuǎn)子組成。機座同軸式布置有一個工頻電動機定子和兩個中頻發(fā)電機定子。在后端蓋上與機座同軸式布置有一個多極復(fù)合交流勵磁機定子。在轉(zhuǎn)子上相應(yīng)地布置了以上定子所對應(yīng)的轉(zhuǎn)子鐵心，同時還裝有離心式風扇和軸承。變頻機組為自然風冷式。上述交流勵磁機鐵心上布置了兩套繞組，分別為p和2p對極繞組。此交流勵磁機的兩套轉(zhuǎn)子電樞繞組通過兩套獨立的旋轉(zhuǎn)整流器分別對兩中頻發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組提供直流電，以供勵磁。工頻電動機與兩中頻發(fā)電機及勵磁機為一體，使整個機組運行穩(wěn)定，工作效率高。
本發(fā)明的優(yōu)點在于工頻電動機與多個中頻發(fā)電機共處于一個機座內(nèi)，減少了機組的數(shù)量，從而減少了機組安裝所占空間。多極復(fù)合勵磁機與機組同軸安裝，實現(xiàn)了無刷化結(jié)構(gòu)；并且勵磁機定、轉(zhuǎn)子鐵心均為一個，對中頻發(fā)電機主極繞組供電，大大縮短了機組的軸向長度。工頻定子繞組采用專門的同心式二端面單雙層繞組技術(shù)，大大縮短了繞組端部長度，從而減短了機組軸向總長度。中頻定子繞組為真分數(shù)槽雙層式等匝不等距的正弦繞組，而諧波繞組正交設(shè)計，使工藝簡單、電氣性能優(yōu)良，啟動能力大，電壓波形正弦性好，線、相電壓波形畸變率均小于2％。整體變頻機組結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕、可靠性高、效率高、功率因數(shù)高、頻率特性硬、電氣性能優(yōu)良


圖1為本發(fā)明多機一體式無刷電動變頻機組結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
主機的定子繞組都為特別設(shè)計，工頻電動機5定子繞組為低相帶磁勢諧波的、短端部(采用兩端面嵌線方式)的單雙層同心式繞組，以確保電動機損耗小、效率高、功率因數(shù)高、轉(zhuǎn)差特性硬。中頻發(fā)電機3定子繞組按真分數(shù)槽雙層式不等距正弦繞組設(shè)計，確保中頻部分電氣性能優(yōu)良，其線、相電壓波形畸變率均小于2％。此外，在中頻定子中還正交布置了中頻諧波繞組作為勵磁源供多極復(fù)合交流勵磁機6勵磁，它可以自起勵和有很強的動態(tài)能力。
機組主要由前、后端蓋1、9、機座4、前、后軸承2、8、轉(zhuǎn)軸7、工頻電動機5、中頻發(fā)電機3和多極復(fù)合交流勵磁機6組成。機座4內(nèi)布置有一個工頻電動機5和兩個中頻發(fā)電機3，工頻電動機5為鼠籠式三相異步電動機，定子繞組為兩端面單雙層同心式繞組；兩個中頻發(fā)電機3定子繞組均為真分數(shù)槽雙層式等匝不等距的正弦繞組，其轉(zhuǎn)子磁極繞組與后端蓋9內(nèi)的勵磁機轉(zhuǎn)子電樞繞組通過旋轉(zhuǎn)整流器聯(lián)接。后端蓋9內(nèi)還布置有一個多極復(fù)合交流勵磁機6，此多極復(fù)合交流勵磁機6嵌有兩套繞組為互不干擾的多極復(fù)合式繞組，一套為20對極繞組，另一套為10對極繞組。
沖片尺寸和槽數(shù)工頻電動機定子沖片外圓φ445，內(nèi)圓φ255，槽數(shù)為42槽，轉(zhuǎn)子沖片槽數(shù)為34槽；中頻發(fā)電機定子沖片外圓φ445，內(nèi)圓φ350，槽數(shù)為72槽，轉(zhuǎn)子沖片槽數(shù)為16槽；交流勵磁機定子沖片外圓φ420，內(nèi)圓φ290，定子槽數(shù)為20槽，轉(zhuǎn)子槽數(shù)為30槽。
銘牌數(shù)據(jù)如下工頻輸入 中頻輸出額定功率(kW) 50 20+20額定電壓(V)380 200/200額定電流(A)86 72.2/72.2相數(shù) 33接法 Y/ΔY額定頻率(Hz) 50 400額定轉(zhuǎn)速(r/min)3000 3000(同步轉(zhuǎn)速)功率因數(shù)(cosφ)0.88(滯后) 0.8(滯后)機組試驗實測得中頻線電壓波形畸變率為1.5％，相電壓波形畸變率為1.7％，啟動、起勵順利，運行平穩(wěn)。
此機當作艦面電站中，作電動變頻機組使用，提供優(yōu)質(zhì)400Hz三相對稱中頻電源，使兩臺電動變頻機組合二為一，減小了設(shè)備安裝所占空間，體積小、重量輕、性能好、可靠性高。
權(quán)利要求
1.一種多機一體式無刷電動變頻機組，該機組包括一個工頻50Hz電動機(5)和同軸式裝有一個多極復(fù)合交流勵磁機(6)，其特征在于機組內(nèi)還設(shè)有二個或二個以上的中頻發(fā)電機(3)共處于一個機座(4)內(nèi)，工頻電動機(5)采用鼠籠式異步電動機，中頻發(fā)電機(3)定子主繞組按真分數(shù)槽正弦繞組設(shè)計，多極復(fù)合交流勵磁機(6)供中頻發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁極繞組勵磁用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多機一體式無刷電動變頻機組，其特征在于工頻電動機(5)定子繞組采用同心式二端面單雙層繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多機一體式無刷電動變頻機組，其特征在于中頻發(fā)電機(3)定子繞組可以由雙迭式等匝不等距形式構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多機一體式無刷電動變頻機組，其特征在于該機組可構(gòu)成50Hz輸入，變頻后同時輸出多種不同頻率的中頻電源的電動變頻發(fā)電機組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多機一體式無刷電動變頻機組，其特征在于勵磁機(6)繞組為多極復(fù)合繞組，按p、2p、4p......對極設(shè)計為多套互不干擾的多極復(fù)合式繞組，分別供多個不同頻率的中頻發(fā)電機(3)轉(zhuǎn)子磁極繞組勵磁用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多機一體式無刷電動變頻機組，其特征在于二個或二個以上的中頻發(fā)電機(3)的頻率可以是不同頻率也可以是同一頻率。
全文摘要
本發(fā)明公開一種多機一體式無刷電動變頻機組，該機組由一個工頻電動機和多個中頻發(fā)電機及一個勵磁機同軸式組裝形成。實現(xiàn)了無刷化，工頻電動機和多臺中頻發(fā)電機共存于一個機座內(nèi)，中頻發(fā)電機勵磁由同軸的多極復(fù)合勵磁機供給。其優(yōu)點是將多臺變頻機組合為一個多機一體式的無刷變頻機組，實現(xiàn)了無刷、自啟動、起勵和高電氣品質(zhì)、體積小、重量輕、可靠性高的目標。本發(fā)明機組的中頻部分采用真分數(shù)槽數(shù)繞組，使發(fā)出的中頻線電壓和相電壓波形畸變率均小于2％。工頻電動機和多臺中頻發(fā)電機共處于一個機座內(nèi)，機組僅一臺，占有空間少，故機組體積小、重量輕，機組效率高，頻率特性硬，電氣性能優(yōu)良，可作高電氣品質(zhì)的中頻電源使用。
文檔編號H02M5/02GK1492565SQ0312536
公開日2004年4月28日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者廖小云 申請人:泰豪科技股份有限公司