[发明专利]无刷同步发电机凸极式励磁机定子及制造方法

说明书

本发明公开了一种无刷同步发电机凸极式励磁机定子，包括磁极轭环和数个磁极绕组，绕制好的线圈分别套在包覆了绝缘层的凸极上，各线圈的两端分别与相邻线圈依次连接成线圈组，线圈内孔分别抵靠在凸极的两侧面上。在两个相邻凸极顶面中心分别开有磁钢槽，一对磁钢的磁极相反地分别吸附固定在磁钢槽中。本发明的制造方法如下：1）将线圈分别固定在磁极轭环的数个凸极上，2）各线圈连接成线圈组，3）2块磁钢极性相反地分别装进磁钢槽中，4）真空浸漆装配好的凸极式励磁机定子。本发明提高了应急发电机的反应速度，改善了无刷同步发电机的性能，提高了无刷同步发电机突加风机负载的动态特性。降低无刷同步发电机成本。

技术领域

本发明涉及一种无刷同步发电机的励磁机定子结构，尤其是一种凸极式励磁机定子及制作方法，属于电机制造技术领域。

背景技术

无刷同步发电机对各类设备负载提供不同功率和电压，广泛应用于电力和新能源领域。其主要由主发电机、励磁机和励磁系统三大部分构成，其中，主发电机为转场式发电机，励磁机为转枢式发电机。励磁机转子旋转后，主转子的剩磁在定子上感应出剩磁电压，此电压经过励磁系统后给励磁机定子提供励磁电流，励磁机转子经旋转整流器给主转子提供激磁场电流，从而产生相应的磁场，这样就在定子上产生更大的感应电压，该电压经上述路径如此循环往复形成一个正反馈过程，发电机的电压就建立起来了。

目前，无刷同步发电机励磁机定子根据其结构主要分为以下两种：隐极式和凸极式，隐极式定子常采用硅钢片叠制成无通风沟的实心铁心，再嵌入同心散绕组，经绑扎固定后进行浸漆并烘干处理。凸极式定子目前主要有两种材料制作而成，一种是牌号为Q235的低碳钢，另一种是硅钢片，凸极的若干个磁极均套上集中式励磁线圈，绑扎固定后进行真空压力浸漆（VPI）并烘干。

目前不带永磁副励磁机的无刷同步发电机，主要有以下缺陷：

1、对于工况久置发电机（例如应急发电机），再次运行的时候就需要先对励磁机定子充磁后才能正常发电，过程繁琐，影响应急反应速度。

2、发电机制造完成后，其瞬变电抗参数以及固有特性已经被固化，当实际值与设计值有较大的偏差，可能会导致发电机动态性能不能满足标准或者用户的要求，此时如果仅靠调节励磁系统的输出与输入之间的响应方式（PID）参数，也没有太大的改善。

3、发电机采用数字自动电压调节器（AVR）时，如果发电机实际励磁电流比设计值大，超出了AVR的量程，如设计励磁电流值为7A，本来用的是8A励磁电流值，实际值却大于等于8A。

目前解决问题1的办法是增加永磁副励磁机，解决问题2的办法是增大主发电机冗余设计，解决问题3的办法是更换更大量程的AVR，这些解决方案虽然可以解决失磁、动态特性和励磁电流超出AVR量程问题，但是这使发电机外形尺寸和重量增大，大大增加了发电机的制造成本。

如按照用户要求，需要用50kW/400V无刷同步发电机直接启动27.5kW风机，要求压降不大于25%。现有的50kW、400V无刷同步发电机直接启动27.5kW风机压降为26.2%，不能满足用户要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种无刷同步发电机凸极式励磁机定子及制造方法，解决不带永磁副励磁机发电机的失磁问题，提高无刷同步发电机突加风机负载的动态特性，减小无刷同步发电机带动负载时的压降，降低无刷同步发电机的制造成本。

本发明通过以下技术方案予以实现：