[发明专利]大型绕线式异步电动机同步化的旋转励磁方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型绕线式异步电动机同步化后的励磁装置，属于电动机励磁技术领域。

背景技术

大型绕线式异步电动机，一般在6000kw以上，由于异步运行时功率因数问题，很容易消耗电网无功功率，因此实际运行时，人们常常希望让它运行在同步状态，这样电机本身就不会消耗无功功率，甚至向电网回馈无功功率。是节能增效的好措施，是优化电网运行的好方法，是确保发电机无功功率的上佳方案。所以，绕线式异步电动机的同步运动有着积极的节能意义。

绕线式异步电动机转子绕组和定子绕组基本一样，绕组嵌入转子槽后，由滑环引出，供外部优化启动方式用，因此便于选择励磁方式实施励磁供电。所以绕线式异步电动机能实现传统意义上的用转子加励磁的方式同步化。

大型绕线式异步电动机在同步化时遇到的最大障碍是过载能力，而过载能力取决于励磁电流的大小，由于绕线式异步电动机的转子绕组的匝数非常有限，和真正意义上的同步机相比匝数要少许多，因此，要达到电动机一定的转矩输出或过载能力，就必须靠增大励磁电流的方式来加以满足。这个励磁电流值的大小是正常同容量电动机值的数倍(一般在4倍左右)，实际值的大小上千安倍，有的高达几千安倍。这么大的电流靠电动机的滑环和碳刷(虽然已经经过多种加大和改造)来传输，无论从设计角度，还是从实际运行角度，都偏向于导体直接传输，即直连。否则带来的直接后果是滑环——碳刷部分过热，故障频发，有的甚至无法运行。

因此，在设计上一般认为：电流大于2000A～3000A应采用无刷方式，而历史上这种无刷装置靠内置在电动机内部的定子上励磁，转子发电的方式来解决。但在绕线式异步电动机同步化后的电动机内部则不具备这种先天条件。所以，出于解决实际问题的需要，应该设计一种新的绕线式异步电动机同步化的励磁装置，以彻底解决以上所遇到的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够满足绕线式异步电动机同步化后对励磁电压和励磁电流的要求的大型绕线式异步电动机同步化的旋转励磁方法及装置

解决上述技术问题的技术方案是：

一种大型绕线式异步电动机同步化的旋转励磁方法：

a.在绕线式异步电动机外设置一台变压器，由变压器向绕线式异步电动机提供励磁电流；

b.变压器与绕线式异步电动机采用无刷连接方式连接。

一种实现上述方法的大型绕线式异步电动机同步化的旋转励磁装置，它由转轴、旋转变压器、轴承座组成，旋转变压器安装在转轴上，转轴两端装在轴承座中，转轴与绕线式异步电动机轴的非负载端同轴相连，旋转变压器初级绕组通过滑环—电刷与外电源相连接，旋转变压器次级绕组通过整流电路与绕线式异步电动机转子绕组相连接。

上述大型绕线式异步电动机同步化的旋转励磁装置，所述连接旋转变压器初级绕组的滑环—电刷与外电源之间连接有调节外电源进线电压和电流的控制器。

上述大型绕线式异步电动机同步化的旋转励磁装置，所述整流电路与旋转变压器一同安装在转轴上。

上述大型绕线式异步电动机同步化的旋转励磁装置，在转轴与绕线式异步电动机轴上沿轴向表面下开有对应的敷设导线的嵌槽，嵌槽为3条，间隔120度沿轴表面下均布，连接旋转变压器次级绕组和绕线式异步电动机转子绕组的导线嵌在嵌槽中。

采用这种结构的大型绕线式异步电动机同步化的旋转励磁的方法和装置，外电源通过旋转变压器变压，由小电流高电压变为低电压大电流，通过整流后输送给绕线式异步电动机转子作为励磁电流，满足了绕线式异步电动机同步化后对励磁电压和励磁电流的要求，彻底解决了现有技术中存在的问题，是一项值得进行推广的新技术。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是旋转变压器绕组与绕线式异步电动机转子绕组连接的电路原理图；

图3是绕线式异步电动机轴和转轴敷设导线嵌槽截面示意图。

图中标记如下：轴承座1、2、3、4、旋转变压器5、绕线式异步电动机6、控制器7、异步电动机启动电阻器8、绕线式异步电动机轴9、转轴10、嵌槽11、旋转变压器初级绕组12、旋转变压器铁心13、旋转变压器次级绕组14、整流电路15、投励控制电路16、绕线式异步电动机转子绕组17

具体实施方式