[实用新型]直接励磁交流同步发电机

说明书

本实用新型属电磁感应发电的交流同步发电机技术领域。

现有发电机的励磁线圈是直接向磁极铁芯励磁后、再通过磁极铁芯向电枢铁芯励磁，其主磁路的磁感应强度还随发电机输出负荷的增加而增加，使发电机效率受到限制。本实用新型克服已有技术不足，提高发电机效率有非常重要的意义。

本实用新型目的是提高交流同步发电机的效率，缩小单位容量的体积和节约发电机制造用材等。

本实用新型的技术方案是：它由定子和转子两大部分组成。定子部分包括定子铁芯2(由磁导率较高的合金钢材制成)、励磁线圈4、定子铁芯固定架13、碳刷8、特殊轴承9、通水孔6等。转子部分包括转子铁芯1(由冲有线槽的硅钢片叠成)、电枢线圈3、转子铁芯固定套5(由强度较高的非磁性材料制成)、导电滑环7等，整过装置为空心圆柱状结构。其特征是绕有电枢线圈3的管状转子与空心圆柱状定子铁芯2相套合，并使二者之间有一定的气隙，励磁线圈4一侧嵌绕在定子线槽16内，另一侧经特殊轴承9的内圆径向绕至转子外侧空间，并使绕有电枢线圈的转子内、外侧壁处于励磁线圈的环中作同心旋转时不受影响，电枢线圈与励磁线圈有相同的绕线方向，并且都是沿各自所属铁芯的径向横截面上圆周均匀分布。所述的直接励磁交流同步发电机特殊轴承9的内圆紧套在定子铁芯2两端的特殊轴承安装位置10处，外圆紧套在转子铁芯固定套5两端的内圆处，所属转子有旋转机构，转子由三角皮带传送动力，定子铁芯2的轴中心有通水孔6可供冷却水循环。

与现有技术相比，本实用新型在工作时，主磁路中的磁感应强度不随发电机输出负荷的增加而增加，这说明了本实用新型能有效地克服电枢电流对主磁场的影响，使电枢铁芯不会出现磁饱和状态，从而大大提高了交流同步发电机的效率和材料利用率。而现有发电机因结构决定不能实现直接励磁，也就无法实现上述优点。

下面结合附图进一步说明

图1为本实用新型主体结构立体图、图2为图1中的W-W剖视图，图3为图1C-C剖视图。图中：1——转子铁芯      10——特殊轴承安装位置2——定子铁芯      11——轴承压板3——电枢线圈      12——紧固螺丝帽4——励磁线圈      13——定子铁芯固定架5——转子铁芯固定套14——三角皮带槽6——通水孔        15——转子铁芯固定套让线槽7——导电滑环      16——定子铁芯线槽8——碳刷          17——转子铁芯线槽9——特殊轴承

图3中环形虚线箭头表示主磁通方向，短虚线箭头表示电枢电流产生的去磁磁通方向。为减少图1的线条复杂化，特殊轴承9，定子铁芯固定架13，轴承压板11，紧固螺丝帽12，在图1中没有反映出来。

本实用新型的工作原理是：依有负荷情况下为例、给励磁线圈4通上励磁电流、当动力驱动转子反时针旋转，使电枢线圈A相绕组正好处在图3位置时，感应电动势达到最大，负载电流对于主磁场而言是起去磁作用的。由于A相绕组在最大感应电动势时的位置正好处在励磁线圈的环中，不论电枢电流产生的磁通有多大，都可以用增加励磁电流的办法，消除电枢电流的去磁作用，从而使主磁通10000高斯保持不变。转子继续反时针旋转，使A相绕组迅速离开图3所示位置，这时A相绕组感应电动势的方向与刚才相反，电枢电流对主磁通而言是增磁的，由于定子铁芯磁路截面积只有转子铁芯磁路截面积的二分之一，当转子铁芯磁通等于10000高斯时，定子铁芯就已达到磁饱和状态，即使电枢电流再大，主磁通均不会有明显的增加，由上述可知，无论电枢电流是增磁，还是去磁，都不会给主磁通造成影响，这就是本实用新型能大大提高发电效率的根本原因。

实施例：按照附图及上述结构的本装置它由定子和转子两大部分组成。定子部分包括定子铁芯2(由磁导率较高的合金钢材制成)、励磁线圈4、定子铁芯固定架13、碳刷8、特殊轴承9、通水孔6等。转子部分包括转子铁芯1(由冲有线槽的硅钢片叠成)、电枢线圈3、转子铁芯固定套5(由强度较高的非磁性材料制成)、导电滑环7等，整过装置为空心圆柱状结构。其特征是绕有电枢线圈3的管状转子与空心圆柱状定子铁芯2相套合，并使二者之间有一定的气隙，励磁线圈4一侧嵌绕在定子线槽16内，另一侧经特殊轴承9的内圆径向绕至转子外侧空间，并使绕有电枢线圈的转子内、外侧壁处于励磁线圈的环中作同心旋转时不受影响，电枢线圈与励磁线圈有相同的绕线方向，并且都是沿各自所属铁芯的径向横截面上圆周均匀分布。所述的直接励磁交流同步发电机特殊轴承9的内圆紧套在定子铁芯2两端的特殊轴承安装位置10处，外圆紧套在转子铁芯固定套5两端的内圆处，所属转子有旋转机构，转子由三角皮带传送动力，定子铁芯2的轴中心有通水孔6可供冷却水循环。以上转子铁芯1外径390mm，内径201mm，定子铁芯2外径200.4mm，转子铁芯共12个线槽，槽底宽40mm，槽深30mm，定子铁芯线槽16深、宽各35mm，转子铁芯线槽17底厚60mm，转子铁芯1的有效长度520mm，定子铁芯线槽16底厚30mm，每个转子铁芯线槽17可嵌80mm²的导线8匝，每相绕组共32匝。定子铁芯2共四个线槽，每槽8匝线圈，共32匝励磁线圈。这台发电机的额定输出电压是380伏，共3相电源。