[发明专利]一种交直流复合励磁型电机发电系统

说明书

本发明实施例公开一种交直流复合励磁型电机发电系统，涉及混合励磁电机发电技术，能够减小发电系统所需外部励磁功率，并减小励磁功率电路容量与控制器重量。本发明包括：交直流复合励磁型电机和发电机控制器。交直流复合励磁型电机包括定子励磁磁阻电机和永磁电机。定子励磁磁阻电机第一电枢绕组与永磁电机第一电枢绕组串联后与桥式不控整流电路连接，构成发电系统主功率输出电路；定子励磁磁阻电机直流励磁绕组与励磁功率电路连接，构成发电系统直流励磁电路；定子励磁磁阻电机第二电枢绕组与永磁电机第二电枢绕组通过交流接触器反向串联，构成发电系统交流励磁电路。

技术领域

本发明涉及混合励磁电机发电系统，尤其涉及一种交直流复合励磁型电机发电系统。

背景技术

在直流发电系统中，永磁发电系统具有功率密度高、效率高的优势。但永磁体价格昂贵，增加了发电系统成本，且由于永磁电机磁场调节困难，需要配合可控整流单元实现发电系统稳压输出，发电控制方法复杂，系统可靠性低。通过在永磁电机中引入电励磁部分，可以构成混合励磁电机。与永磁发电系统相比，混合励磁发电系统中用不控整流单元取代可控整流单元，仅需调节直流励磁电流可实现发电系统调压以及电机故障灭磁，无需转子位置检测，简化了发电控制，同时有效提高了系统可靠性。但由于电励磁的引入，混合励磁发电系统需要通过励磁功率电路从附加励磁源或直流母线上提取电励磁功率。

随着直流发电系统向大功率方向发展，混合励磁发电系统所需励磁功率不断增加，这导致对应的励磁功率电路容量扩大，发电机控制器重量增加，影响系统的效率和可靠性。因此，如何在保证混合励磁发电系统结构简洁、控制方式简单的情况下，有效降低发电系统所需电励磁功率是重要的研究发展方向。

发明内容

本发明的实施例提供一种交直流复合励磁型电机发电系统，通过设计的自励型交流励磁绕组，有效减小该发电系统所需外部励磁功率，以减小励磁功率电路容量与控制器重量，有效提高系统效率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供的交直流复合励磁型电机发电系统，包括：

交直流复合励磁型电机和发电机控制器，所述交直流复合励磁型电机包括：定子励磁磁阻电机和永磁电机；

定子励磁磁阻电机第一电枢绕组(4)的输出端与永磁电机第一电枢绕组(9)的输入端连接，永磁电机第一电枢绕组(9)的输出端与桥式不控整流电路的输入端连接，桥式不控整流电路输出端与主接触器连接，构成所述交直流复合励磁型电机发电系统主功率输出电路；

定子励磁磁阻电机直流励磁绕组(3)与励磁功率电路的输出端连接，构成所述发电系统直流励磁电路，直流励磁电路的输入端通过励磁接触器与蓄电池连接；

定子励磁磁阻电机第二电枢绕组(5)的输出端通过交流接触器与永磁电机第二电枢绕组(10)反向连接，构成所述发电系统交流励磁电路。

具体的，定子励磁磁阻电机定子铁心(1)上安装有三套绕组，包括：星型连接的定子励磁磁阻电机第一电枢绕组(4)，星型连接的定子励磁磁阻电机第二电枢绕组(5)，定子励磁磁阻电机直流励磁绕组(3)；永磁电机定子铁心(6)上安装有两套绕组，包括：开绕组结构的永磁电机第一电枢绕组(9)，星型连接的永磁电机第二电枢绕组(10)。

所述发电机控制器包括：所述桥式不控整流电路、所述励磁功率电路、发电控制单元、电流传感器、电压传感器、励磁电流传感器、主接触器、励磁接触器和交流接触器；其中，所述电流传感器用于检测桥式不控整流电路输出侧电流信号，电压传感器用于检测桥式不控整流电路输出侧电压信号；励磁电流传感器用于检测励磁功率电路输出侧电流信号，其中，各个传感器检测得到的信号传输至发电控制单元；所述发电控制单元用于控制所述主接触器、所述交流接触器和所述励磁接触器，所述发电控制单元产生脉宽调制信号控制励磁功率电路。