專利名稱：帶有轉子交軸穩(wěn)定繞組的同步發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及帶有轉子交軸穩(wěn)定繞組的多相(指三相、六相、十二相等)隱極同步發(fā)電機。
現(xiàn)代在電力機車牽引、石油鉆井平臺、郵電通信、坑道電站、艦船電力推進等方面需求的直流電源功率越來越大，應用帶橋式整流輸出的多相交流發(fā)電機作為直流電源越來越多。現(xiàn)代電機的設計都要求體積小、重量輕，所以發(fā)電機定轉子之間氣隙都選擇較小，由此產(chǎn)生了一個特殊問題即實際使用中，多相同步發(fā)電機單機整流帶反電勢負載(指直流電動機、蓄電池等)或者多機整流后并聯(lián)帶任意負載的系統(tǒng)中，都有可能產(chǎn)生大幅度的低頻功率振蕩。近十年來，國內外陸續(xù)都有發(fā)生這種振蕩的報導，如日本″白瀨號″破冰船電力推進系統(tǒng)研制過程中，就遇到過這種問題(見日本富士時報，Vol.56，No.2，1983)。如何避免多相同步發(fā)電機特別是隱極多相發(fā)電機帶整流負載時產(chǎn)生的低頻功率振蕩，至今未見國內外有這方面研究成果的報導。根據(jù)理論分析和大量試驗發(fā)現(xiàn)，這種振蕩發(fā)生與否，主要取決于多相發(fā)電機的參數(shù)。交軸同步電抗Xq或交軸瞬變電抗X′q越大，直軸瞬變電抗X′d越小，系統(tǒng)越容易發(fā)生振蕩。所以，這種振蕩是由多相發(fā)電機參數(shù)決定的整流系統(tǒng)的固有振蕩。一般的多相隱極同步發(fā)電機由于X′q＝Xq，Xq比較大，帶整流負載時很難穩(wěn)定運行。
本發(fā)明的目的是要提供一種多相隱極同步發(fā)電機轉子鐵芯結構和轉子繞組結構的設計方案，以保證多相隱極發(fā)電機在單機整流帶反電動勢負載和多機整流并聯(lián)帶任意負載時，系統(tǒng)能穩(wěn)定運行。
該發(fā)電機的主要特點是穩(wěn)極轉子上有直軸勵磁繞組，還有交軸穩(wěn)定繞組；交軸穩(wěn)定繞組是直接短路的，隱極轉子表面沿圓周方向均勻開槽，交軸穩(wěn)定繞組所占轉子槽數(shù)與直軸勵磁繞組所占轉子槽數(shù)之比值可以小于或等于1，轉子槽內嵌放構成等效的直軸勵磁繞組和交軸短路繞組的對稱三相繞組。
本發(fā)明的目的是以如下方式來實現(xiàn)的多相發(fā)電機的隱極鐵芯不采用常見的大齒小齒結構形式，而采用沿轉子表面圓周方向均勻開槽，其鐵芯沖片如附

圖1所示，沖片中槽形和尺寸可根據(jù)實際電機需要合理選擇；發(fā)電機轉子上設置兩套繞組，一套為一般發(fā)電機常用的直軸勵磁繞組，另一套為直接短路的交軸穩(wěn)定繞組，交直軸繞組軸線互差90°電角度；交軸穩(wěn)定繞組和直軸勵磁繞組一樣，采用分布繞組嵌放在相應的轉子槽內，如附圖2所示；交軸穩(wěn)定繞組所占轉子槽數(shù)可略少于直軸勵磁繞組所占槽數(shù)，具體的槽數(shù)比可根據(jù)發(fā)電機氣隙的大小和參數(shù)來選擇。也可以在均勻分布的轉子槽內，嵌放對稱的三相繞組，通過適當?shù)穆?lián)接構成等效的直軸勵磁繞組和交軸短路繞組，其聯(lián)接有附圖3中a)、b)兩種方式。
由于設置了短路的交軸穩(wěn)定繞組，使發(fā)電機交軸瞬變電抗由Xq較小為X′q，從而使多相隱極發(fā)電機整流系統(tǒng)帶任何負載時都不會發(fā)生固有振蕩。
以下結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。附圖1和附圖2是本發(fā)明的一個實施例。附圖1是均勻開槽的轉子鐵芯沖片圖形，附圖2是轉子繞組展開圖。本例中發(fā)電機磁極出2P＝4，轉子槽數(shù)Zr＝20，直軸勵磁繞組所占槽數(shù)為每極3個槽，交軸穩(wěn)定繞組所占槽數(shù)為每極2個槽，全部轉子繞組采用雙層分布繞組。交軸穩(wěn)定繞組在4個磁極下的4個元件組可以串聯(lián)后短路，也可以并聯(lián)后短路，還可以各自短路，這幾種連接方法穩(wěn)定效果是一樣的，附圖2中畫出了交軸繞組串聯(lián)后短路的情況。
對本發(fā)電機的實驗證明該機工作穩(wěn)定，性能可靠，達到了預期的設計效果。
權利要求1.一種帶有交軸穩(wěn)定繞組的隱極同步發(fā)電機，其特征在于a.隱極轉子上有直軸勵磁繞組，另外還有交軸穩(wěn)定繞組；b.交軸穩(wěn)定繞組軸線與直軸勵磁繞組軸線互差90°電角度。
2.根據(jù)權利要求1所述隱極同步發(fā)電機，其特征在于交軸穩(wěn)定繞組是直接短路的。
3.根據(jù)權利要求1和2所述隱極同步發(fā)電機，其特征在于隱極轉子表面沿圓周方向均勻開槽。
4.根據(jù)權利要求1和2所述隱極同步發(fā)電機，其特征在于交軸穩(wěn)定繞組所占轉子槽數(shù)與直軸勵磁繞組所占轉子槽數(shù)之比值可以小于或等于1。
5.根據(jù)權利要求1、2和3所述隱極同步發(fā)電機，其特征在于轉子槽內嵌放構成等效的直軸勵磁繞組和交軸短路繞組的對稱三相繞組。
專利摘要本實用新型涉及帶有交軸穩(wěn)定繞組的多相隱極同步發(fā)電機。其目的在于保證系統(tǒng)能穩(wěn)定運行。本實用新型的目的是以如下方式來實現(xiàn)的多相發(fā)電機的隱極轉子采用沿圓周方向均勻開槽，嵌放兩套分布繞組。交軸穩(wěn)定繞組軸線與直軸勵磁繞組軸線互差90°電角度；交軸穩(wěn)定繞組所占轉子槽數(shù)可略少于直軸勵磁繞組所占轉子槽數(shù)；交軸穩(wěn)定繞組直接短路，也可在轉子槽內嵌放三相繞組。通過適當連接構成直軸勵磁回路和交軸短路回路。
文檔編號H02K19/16GK2185947SQ9420676
公開日1994年12月21日 申請日期1994年4月28日 優(yōu)先權日1994年4月28日
發(fā)明者張蓋凡, 馮偉明, 劉德志, 胡安, 聞立業(yè) 申請人:中國人民解放軍海軍工程學院