[发明专利]一种变速恒频发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机，尤其涉及一种输入转速可变、输出电流频率恒定的发电机。

背景技术

目前发电机使用直流励磁电流，其输出恒定频率电流需要恒定的转速，即需要在同步转速下运行。但是原动机在不同输入条件下要达到最优效率状态运行时的转速并不恒定，通常为使发电机发出的电流频率恒定，而使原动机也在恒定转速下运行，这样能源利用率就不能最大化，造成一定的浪费；

而且普遍的励磁装置输出的是直流电流，而变速恒频电机励磁需要使用方波电流，因而目前的励磁装置不能满足变速恒频电机励磁需要。

发明内容

为了克服目前转子采用凸极结构发电机输出恒定频率电流必须在同步转速下运行、而使原动机必须转速恒定的缺点，本发明提供了一种可以输出变速恒频电机励磁需要的方波电流，能够满足非同步转速下可满足恒定频率电流输出的发电机，机组转速可按照原动机具有最优效率的转速下运行，使能源利用最大化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种变速恒频发电机，包括发电机本体，所述发电机本体顶端设有励磁机，所述发电机本体包括发电机转子、发电机磁极、发电机定子线棒、发电机定子引出线、发电机转轴和发电机磁极引出线，所述励磁机包括励磁机转动部件、励磁机电枢、励磁机磁极、励磁机磁极引线和励磁机转轴，所述励磁机转轴与发电机转轴连接，所述励磁机电枢的输出引线与发电机磁极引线连接，所述励磁机磁极的励磁输入为工频方波电流。

优选地，所述发电机本体外设有上机架和下机架，所述励磁机与上机架连接。

优选地，所述励磁机磁极的对数与发电机磁极的对数相同。

优选地，所述励磁机电枢与发电机磁极引线通过导线直接连接。

优选地，所述励磁机与发电机磁极线圈之间连接有励磁附加装置，所述励磁附加装置包括两个并联支路，每个支路上有两个串联晶闸管，分别为一个阳极晶闸管和一个阴极晶闸管，两个阳极晶闸管共用一个阳极，两个阴极晶闸管共用一个阴极，两个共阳极晶闸管接点连接励磁装置输出的阳极，两个共阴极晶闸管接点连接励磁装置输出的阴极，在两个支路的晶闸管之间引出接点，分别连接发电机励磁线圈的两端，发电机励磁线圈中电流方向由各个晶闸管导通、关断实现变换。

优选地，两个共阳极晶闸管分别为第一阳极晶闸管和第二阳极晶闸管，两个共阴极晶闸管分别为第一阴极晶闸管和第二阴极晶闸管。

优选地，所述发电机磁极线圈一端连接第一阳极晶闸管与第一阴极晶闸管之间，发电机磁极线圈另一端连接第二阳极晶闸管与第二阴极晶闸管之间。

优选地，该发电机还包括励磁整流装置，所述励磁整流装置包括连接在三相交流电源上的两组晶闸管，每组晶闸管数量为6只，6只晶闸管形成三相全波全控整流桥，其中一组三相全波全控整流桥输出的正极与负极分别和另一组三相全波全控整流桥输出的负极与正极相接作为整流装置的两个输出端。

优选地，两组三相全波全控整流桥按变速恒频电机需要的规律交替导通关断，整流桥输出相应规律的方波电流，适应变速恒频电机励磁需要。

优选地，当仅使用一组整流桥时整流装置输出直流电流，可以满足普通同步电机励磁需求。

本发明的励磁机电枢与发电机磁极引线之间只有导线直接连接，不使用电刷，无其它电气元件，简化结构，节省成本。

本发明在发电机顶端设置同轴励磁机，该励磁机固定磁极对数与发电机转子磁极对数相同，励磁机磁极使用工频方波电流供电，励磁机电枢直接给发电机转子供电。当转动部件处于同步转速时，励磁机电枢输出即发电机磁极的输入电流为直流，定子线棒接受工频磁极磁场转换，定子输出工频电流。当转动部件不以同步转速时，励磁机电枢输出将是由工频、转频合成方波电流，这个方波电流加载在发电机转子磁极上，使得磁极极性跟随电流变化规律发生改变，磁极极性改变规律与转频叠加，从而使定子线棒接受磁场变换频率保持工频恒定，输出工频电流。

本发明还在励磁机与发电机本体之间的增加了励磁附加装置，它将普通励磁装置输出直流电流转变为变速恒频电机励磁需要的方波电流。普通励磁装置采用本发明的附加装置后可以满足变速恒频电机的励磁需要。

同时增加了励磁整流装置，由两组晶闸管组成，每组6只晶闸管形成三相全波全控整流桥，两组整流桥输出不同极性接点相接，作为两个输出端，按需要的规律交替使用两个整流桥，可以输出变速恒频电机需要的方波励磁电流；当仅使用其中一组晶闸管整流桥时输出为直流电流，可以满足普通同步电机励磁需求。