[发明专利]一种多绕组发电机

说明书

本发明涉及的是电力电源领域中的发电机。特别涉及的是一种用于提供整流电源的发电机。

发电机作为动力源在各行各业中已广泛应用。在一些如铁路机车动力电源，船舶动力电源等场合，往往要求直流电，目前获得直流电的方式大都是在交流发电机的三相绕组接上整流器、直流抗器和大容量滤波电容来构成三相六脉波整流电源。由这种方式构成的三相六脉波整流电源的缺点是体积庞大、造价高、功率因数低，直流纹波系数大，系统效率低。

本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，提供一种多绕组发电机，这种多绕组发电机在用于组成脉波整流电源时，可简化其整流部分，且脉波整流电源的直流纹波系数小。

实现本发明目的的多绕组发电机，包括壳体、安装在壳体中的三相定子绕组和转子，所述的定子绕组由至少两个以互相错开一电角度排设的三相绕组构成。在组成直流脉波整流电源时，将每个三相绕组分别接在串联桥式整流器的各交流输入端，即可获得一多脉波整流电源。根据电学原理，输入整流器的电流的相数越多，整流电压的波头数就越多。该整流电压可分解为直流电压Ud和纹波电压△V，纹波电压是由谐波组成的。根据谐波公式h＝n×p±1可知，当波头数p越多时，谐波次数h就越少，所以，其纹波电压△V就越小，从而直流纹波系数△V/Ud也越小。仅就以两个三相绕组来构成定子绕组为例，其直流纹波系数仅0.036(在国家规定指标0.04以下)。三相绕组的个数可视需要而定，每个三相绕组之间只要错有一电角度即可。

每个三相绕组之间的电角度值可以相同，也可以不相同。为使其电气性能更好，每个三相绕组之间的电角度可设为等分360°。也就是说，所述的各个三相绕组之间的电角度可设为360°/3×N，其中，N为三相绕组的个数。

本发明由多个以不同电角度排布的三相绕组构成定子绕组，除可作发出多相交流电使用外，将其与串联桥式整流器相接可组成多脉波整流电源，由这种多绕组发电机组成的多脉波整流电源除具有直流纹波系数小、功率因素高之优点外，尚可省略直流电抗器，减小滤波电容容量，减小造价成本。此外，由于各绕组串接整流器，使每个绕组上的输出电压变低，因此可降低发电机定子绝缘等级，减少其成本；换句话说，在同等的绝缘等级前提下，本多绕组发电机的耐压性能可大幅度提高，因而这种发电机特别适用于需要高电压整流的场合。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。但本发明的内容并不仅限于该实施例。

图1本发明的结构示意图

图2定子为一个三相绕组的电压相位图

图3定子为一个三相绕组的整流电压波形图

图4定子为二个三相绕组的电压相位图

图5定子为二个三相绕组的整流电压波形图

见图1，沿用现有技术将转子3和定子绕组安装在壳体□□，定子绕组可由多个三相绕组A₁B₁C₁……A_NB_NC_N构成，每一个三相绕组之间以互相错开一电角度α、β、……θ排设。其中，电位角α、β、θ可以相同，也可以不相同。每一个ABC三相可“Y”型或“△”连接。为叙述方便，下面以由两个三相绕组构成的定子绕组来说明。图4和图5分别给出了其电压相位图和整流电压波形图。为方便直观比较，图2和图3分别给出了原有的由一个三相绕组担任的定子绕组的电压相位图和整流电压波形图。由二个三相绕组构成的定子绕组在接桥式整流器后得到的是十二脉波整流电源Ud，其波纹电压△V₂仅为0.036Ud。而原来的由一个三相绕组构成的定子绕组得到的是六脉波整流电源，波纹电压△V₁为0.14Ud。可见，本多绕组发电机在用于整流时可获得波纹系数很小的多脉波整流电源。

为使其电气性能更好，每个三相绕组之间的电角度以设为等分360°为宜。也就是说，所述的各个三相绕组之间的电角度设为360°/6×N。其中，N为三相绕组的个数，在前述例子中，N＝2，各相绕组之间的电角度为360°/6×2＝30°。