[发明专利]用于产生三相AC电压的系统和设备

说明书

本发明涉及一种用于产生三相交流电压的装置的三相发电机，包括两极转子，该两极转子具有两个磁极，其中该两个磁极被不规则地布置并且在周边上相对于转子的转子旋转轴线彼此偏移。

技术领域

本发明涉及一种用于产生三相AC电压的系统和设备。

背景技术

用于产生三相AC电压并且用于将三相AC电压供应到电网的设备是众所周知的，并且该设备被用于发电厂中。这种类型的设备可以具有至少一个涡轮和至少一个三相发电机，特别是涡轮发电机，该涡轮发电机通过涡轮来驱动。这样的涡轮例如可以是联合循环燃气涡轮(CCGT)设备的燃气涡轮、或燃气涡轮设备的燃气涡轮、或蒸汽涡轮发电设备的蒸汽涡轮。

涡轮的涡轮转子通常以刚性方式或旋转固定方式而被连接到三相发电机的转子。为了能够通过涡轮转子的旋转在50Hz或60Hz的常规电网频率下使用三相发电机来产生三相AC电压，并且为了能够将所述三相AC电压馈送到电网中，涡轮转子通常必须在50Hz或60Hz的工作频率下旋转。

由于燃气涡轮在50Hz的工作频率下(50Hz燃气涡轮)的功率和效率大于在对应的60Hz燃气涡轮情况下的功率和效率，所以以下也得到关注，即，使用50Hz燃气涡轮来在60Hz的电网频率(60Hz电网)下为电网供电。

出版物“Cogging Torque in Cost-Effective Surface-Mounted Permanent-Magnet Machines”，Young Pang等人，IEEE Transactions on Magnetics，IEEE ServiceCenter，New York，NY，US，第47卷，第9期，2011年9月1日，第2269-2276页公开了具有两极转子的旋转电机的配置，通过该配置，齿槽效应转矩可以被减小。

出版物“Design Techniques for Reducing the Cogging Torque in Surface-Mounted PM Motors”，Nicola Bianchi等人，IEEE Transactions on IndustryApplications，IEEE Service Center，Piscataway，NJ，US，第38卷，第5期，2002年9月1日，公开了一种旋转电机的配置，通过该配置，齿槽效应转矩可以被减小。为此目的，电机的转子的永磁体可以以相对于彼此偏移的方式而被布置。

发明内容

本发明的目的是实现涡轮的可用性，以便为电网供应电能，该涡轮的工作频率低于电网的电网频率。

根据本发明的用于产生三相AC电压的系统包括至少一个三相发电机，该三相发电机具有两极转子，该两极转子具有两个磁极，这两个磁极相对于转子的转子旋转轴线以相对于彼此不均匀地沿周向偏移的方式而被布置；以及至少一个滤波器单元，能够被用来对通过三相发电机产生的三相AC电压的相电压滤波。

由于根据本发明的三相发电机的转子的两个磁极的不均匀的沿周向偏移，转子的磁极不在垂直于转子的转子旋转轴线走向的公共轴线上，换句话说，转子的磁极相对于彼此并非处于通常的极间距180°。相反地，将一个磁极与转子旋转轴线相连接的轴线和将另一磁极与转子旋转轴线相连接的轴线被布置为呈钝角或锐角。这导致在转子的旋转方向在一个磁极之后的另一磁极位于比180°增加或减小的极间距。与通常的近似正弦的振荡相比较，这在三相发电机的定子的定子绕组中感应出相对大的失真振荡。所述振荡的特征在于，第一半波比第二半波进行得更快或更慢。所述感应电压的傅立叶分解包含各种频率范围内的各种振荡分量。取决于三相AC电压将要被馈送进入的相应电网的电网频率，这样的馈送进入不需要的那些振荡分量，特别是在其频率与电网频率相对应的振荡之外的所有振荡分量，可以通过合适的滤波器电路而从感应电压中被滤除。滤波器单元可以具有滤波器电路，该滤波器电路适于通过三相发电机产生的三相AC电压，并且适于要为其供电的电网的电网频率。