[发明专利]一种电动变频无刷同步发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机组，具体为一种电动变频无刷同步发电机组。

背景技术

使用同步或异步电动机和同步发电机构成电动变频发电机组(又称为旋转变频器)，从而实现频率转换的技术已出现多年，因其较低的制造成本和优异的性能，具备广泛的市场需求和巨大的发展潜力，近年来发展迅速。但现有电动变频发电机组存在如下问题：

(1)从应用范围看，现有电动变频发电机组仅适用于输入工频50Hz、输出中频400Hz的频率转换，产品的应用范围受到了极大限制，造成该产品无法在众多领域普及，制约了该产品的发展。

(2)现有电动变频发电机组的组成结构或为一体式结构，即：电动机和发电机转子安装于同一转轴上，定子安装于同一机座内。但是因为转子较长，动平衡校准困难，造成现有一体式电动变频发电机组运行时振动和噪声都较大，对产品的性能和使用寿命影响较大。

(3)现有电动变频发电机组的电动机励磁机和发电机励磁机或者均安装在端盖外侧，或者一个安装在端盖外侧、一个安装在端盖内侧。安装在端盖外侧的励磁机转子无法与转轴一起校正动平衡，会造成整机运行时振动增加，同时也增加了端盖的制造、加工难度，使生产成本大大增加。此外，这种安装方式还阻塞了主机定转子的进风通道，增加了整机运行温升。

(4)现有电动变频无刷同步发电机组对同步电动机的控制存在巨大缺陷，包括：

(a)自动投励装置或是采用机械式离心开关，则投励瞬间极易产生火花，造成安全隐患。而且因为投励点与弹簧的弹力紧密相关，投励点无法准确设定，而随着弹簧的磨损，投励点也将不断变化。或是采用电阻分压控制可控硅导通而投励的方式，投励后分压电阻和起动电阻无法彻底摘除，造成励磁电流损耗、元件发热增加和寿命缩短；此外，由于电阻元件温漂较大，造成在不同温度下投励点也随之漂移较大，无法保证投励的准确性和最佳的投励时刻；再者，投励回路和起动回路没有隔离，使用中极易出现误投励或不投励的现象，投励控制可靠性低。

(b)不能保证顺极性投励，因此牵入同步时整机振动大，严重影响整机性能和使用寿命。

(c)没有励磁自动调节装置或者励磁自动调节装置比较简单，励磁装置没有反馈环节和功率因数设定环节，因此造成励磁调节精度差、可靠性低，电动机运行状态不佳，带负载和负载突变的情况下易失步，大大影响整机性能。

(d)没有降压起动装置，因此起动电流大，起动过程中变频机组振动大。

(5)现有电动变频发电机组没有安装降压起动装置，电动机起动电流大，对使用地点电网容量要求高，使电动变频发电机组的功率无法做大，限制了产品的应用范围。

(6)现有电动变频发电机组的输入、输出频率固定，即一台产品制成后只能用于固定输入、输出频率的转换，产品通用性差。

(7)现有电动变频发电机组无法安装编码器，因此无法与外部监测、控制系统集成。

发明内容

本发明提供一种电动变频无刷同步发电机组，解决了上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种电动变频无刷同步发电机组，包括无刷同步电动机、无刷同步发电机、电动机励磁机、发电机励磁机、励磁机支架、自动投励装置、电动机励磁自动调节器、发电机自动调压器、三相整流桥、变频器、延伸轴和编码器，无刷同步电动机转子、无刷同步发电机转子、电动机励磁机转子和发电机励磁机转子均安装于同一转轴上，所述电动机转子的前端和所述发电机转子的后端各装有一个平衡环，无刷同步电动机定子和无刷同步发电机定子安装在同一机座内，两个励磁机定子通过励磁机支架同时固定在后端盖的内侧，或者安装在电动机机座和发电机机座的内部，且电动机机座和发电机机座通过止口相连接，所述电动机转子的飞轮和发电机转子的弹性驱动片相连接，也可为轴承结构，电动机和发电机的转子前后都安装轴承，前端留有轴伸，两机的轴伸通过弹性联轴器予以连接两个励磁机分别安装在前端盖和后端盖的内侧，无刷同步电动机和无刷同步发电机相互独立，主机转子和励磁机转子分别安装在两个转轴上，定子分别安装在两个机座内，励磁机定子分别安装在各自的后端盖的内侧，变频机组整机为双轴承结构，所述发电机转子的后端安装有轴承，前端安装弹性驱动片。

本技术方案中，电动机可为2极-12极，发电机可为2极-40极，分别对应不同的输入和输出频率。常用的组合为：

①电动机4极、发电机32极，实现输入50Hz、输出400Hz的频率转换；