專利名稱：一種帶副繞組的復勵勵磁裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)和電磁兼容性技術領域，特別涉及一種用于改善無刷單相同步發(fā)電機的動態(tài)性能和電磁兼容、并有副繞組的電流互感器復勵勵磁裝置。
背景技術：
同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)直接影響發(fā)電機的靜態(tài)性能、動態(tài)性能及其整個供電系統(tǒng)的可靠性，因此勵磁系統(tǒng)的研究成了同步電機發(fā)展的一個重要課題；而同步發(fā)電機的勵磁 方式經(jīng)歷了一個由簡單到復雜，由低級到高級的發(fā)展過程，它由最早的手動勵磁調(diào)節(jié)方式發(fā)展到自動勵磁調(diào)節(jié)方式，再由早期的動態(tài)特性差的負反饋調(diào)節(jié)原理(即按發(fā)電機端電壓偏差進行比例調(diào)節(jié)勵磁的比例式勵磁調(diào)節(jié)方式)發(fā)展到后來的動態(tài)特性好的擾動調(diào)節(jié)原理(即按發(fā)電機定子電流作為擾動量進行補償?shù)膹褪絼畲叛a償調(diào)節(jié)方式)。目前普通單相同步發(fā)電機普通的無刷勵磁系統(tǒng)是按負反饋調(diào)節(jié)原理，通過電壓調(diào)節(jié)器(AVR)調(diào)整交流勵磁機的勵磁電流來調(diào)整調(diào)整主機勵磁電流的，電壓調(diào)節(jié)器的勵磁功率源一般來自主繞組，但是這種勵磁系統(tǒng)的缺點是I、按發(fā)電機電壓偏差的比例積分微分控制規(guī)律進行調(diào)節(jié)的電壓調(diào)節(jié)器考慮勵磁系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，其比例、積分和微分調(diào)節(jié)系數(shù)不能設計得過大，導致勵磁系統(tǒng)的響應速度變慢、調(diào)整慣性大、負載突變時發(fā)電機輸出電壓的恢復時間較長；2、由于電壓調(diào)節(jié)器勵磁功率源來自主繞組，而在負載突變時主繞組電壓變化與電壓調(diào)節(jié)器輸出的勵磁電壓變化相反，造成電壓調(diào)節(jié)器的勵磁功率源(即主繞組電壓)對負載的變化不能快速跟蹤，導致整個勵磁系統(tǒng)的響應速度變慢；另外負載突變時電壓調(diào)節(jié)器的勵磁功率源也隨之變化，必然對發(fā)電機的輸出回路會造成較大的電磁干擾。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種既可保證單相無刷同步發(fā)電機系統(tǒng)具有良好的快速反應的動態(tài)性能，又能改善發(fā)電機的電磁兼容性的帶副繞組的復勵勵磁裝置。為了解決以上提出的問題，本實用新型采用如下技術方案一種帶副繞組的復勵勵磁裝置，包括主發(fā)電機、交流勵磁機、電流互感器、單相整流器以及電壓調(diào)節(jié)器，所述主發(fā)電機包括主繞組、副繞組以及勵磁繞組，所述交流勵磁機包括復勵繞組、勵磁繞組、電樞繞組以及旋轉(zhuǎn)整流器，所述副繞組一端與電壓調(diào)節(jié)器相連，另一端與主繞組一端相連，并連接負載，所述主繞組另一端與電壓調(diào)節(jié)器、電流互感器原邊相連，并連接負載，所述勵磁繞組通過旋轉(zhuǎn)整流器與電樞繞組相連，所述復勵繞組、勵磁繞組一端與電壓調(diào)節(jié)器相連，另一端與單相整流器一端相連，所述單相整流器另一端與電流互感器副邊相連。優(yōu)選的，本實用新型的帶副繞組的復勵勵磁裝置，所述主繞組為不等匝同心式低諧波繞組，所述副繞組與主繞組同槽。本實用新型在發(fā)電機空載時通過電壓調(diào)節(jié)器提供勵磁電流給勵磁繞組8建立空載電壓，負載時由電流互感器提供所需的復勵電流直接給復勵繞組7進行快速補償，保持發(fā)電機端電壓恒定。有副繞組的電流互感器復勵勵磁單相無刷同步發(fā)電機負載工作時未經(jīng)副饒組和電壓調(diào)節(jié)器AVR的PID控制環(huán)節(jié)直接給復勵勵磁線圈提供與負載電流成正比的勵磁電流，不僅準確地抵消了發(fā)電機負載電流電樞反應的去磁作用，而且由于電流互感器和單相整流器的時間常數(shù)比模擬式AVR小得多，整個勵磁系統(tǒng)的響應速度大大提高，在突加突減負載時發(fā)電機電壓恢復時間大大減小，電壓上升和下降的幅度也隨之減小，此外由于勵磁功率源來自副繞組，與主繞組沒有形成回路，負載變化時可有效降低發(fā)電機輸出電源線的電磁干擾，因此有副繞組的電流互感器復勵式勵磁系統(tǒng)的有益效果在于I、勵磁系統(tǒng)無需經(jīng)過副繞組和AVR控制環(huán)節(jié)，響應速度大大提高，改善單相無刷同步發(fā)電機供電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性；2、動態(tài)響應速度高，陡變負載下發(fā)電機電壓恢復時間快，電壓變化幅度小，發(fā)電機瞬態(tài)電壓調(diào)整率小，提高了用電系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性； 3、采用副繞組提供勵磁功率源可改善發(fā)電機的電磁兼容性。

圖I為本實用新型的電氣原理圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。如圖I-圖3所示，本實用新型提供一種帶副繞組的復勵勵磁裝置，包括主發(fā)電機、交流勵磁機、電流互感器4、單相整流器5以及電壓調(diào)節(jié)器6，所述主發(fā)電機包括主繞組I、副繞組2以及勵磁繞組3，所述交流勵磁機包括復勵繞組7、勵磁繞組8、電樞繞組9以及旋轉(zhuǎn)整流器10，所述副繞組2 —端與電壓調(diào)節(jié)器6相連，另一端與主繞組I 一端相連，并連接負載，所述主繞組I另一端與電壓調(diào)節(jié)器6、電流互感器4原邊相連，并連接負載，所述勵磁繞組3通過旋轉(zhuǎn)整流器10與電樞繞組9相連，所述復勵繞組7、勵磁繞組8 一端與電壓調(diào)節(jié)器6相連，另一端與單相整流器5 —端相連，所述單相整流器5另一端與電流互感器4副邊相連；所述主繞組I為不等匝同心式低諧波繞組，所述副繞組2與主繞組I同槽。本實用新型具體主要包括以下三種狀態(tài)一、空載建壓起動機組后，交流勵磁機電樞依靠勵磁機定子的剩磁建立交流電壓，該電壓經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器10整流后送入主發(fā)電機勵磁繞組3，使主發(fā)電機組建壓，隨著轉(zhuǎn)速的上升，發(fā)電機電壓逐漸升高，即建立空載電壓，空載時交流勵磁機的勵磁電流由繞組8提供，此時交流勵磁機繞組7無輸出；二、負載運行當發(fā)電機帶有負載時，電流互感器4原邊繞組通過負載電流，電流互感器4副邊繞組感應出與負載電流成正比的電壓，副邊交流電壓經(jīng)單相整流器5整流后供給復勵繞組7，在一定參數(shù)配合下，復勵繞組7形成的磁場經(jīng)交流無刷勵磁環(huán)節(jié)使主發(fā)電機勵磁繞組3產(chǎn)生與負載電流成正比的勵磁電流，以補償電樞反應的去磁作用，保持發(fā)電機輸出電壓恒定；[0020]三、發(fā)電機電壓的空載整定在發(fā)電機運行時，其空載電壓的整定可通過電壓調(diào)節(jié)器6上的電壓電位器的調(diào)整來實現(xiàn)。而由于一般的單相無刷同步發(fā)電機動態(tài)性能和電磁兼容性較差，在不增加發(fā)電機體積和重量的情況下，本實用新型的帶有副繞組的復勵勵磁裝置對改善單相無刷同步發(fā)電機動態(tài)性能和電磁兼容性有顯著效果，且該裝置成本較低，結(jié)構(gòu)、原理簡單實用，有十分廣闊的應用前景。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶副繞組的復勵勵磁裝置，包括主發(fā)電機、交流勵磁機、電流互感器(4)、單相整流器(5)以及電壓調(diào)節(jié)器(6)，其特征在于所述主發(fā)電機包括主繞組(I)、副繞組(2)以及勵磁繞組(3)，所述交流勵磁機包括復勵繞組(7)、勵磁繞組(8)、電樞繞組(9)以及旋轉(zhuǎn)整流器(10)，所述副繞組(2) —端與電壓調(diào)節(jié)器(6)相連，另一端與主繞組(I) 一端相連，并連接負載，所述主繞組(I)另一端與電壓調(diào)節(jié)器(6)、電流互感器(4)原邊相連，并連接負載，所述勵磁繞組(3)通過旋轉(zhuǎn)整流器(10)與電樞繞組(9)相連，所述復勵繞組(7)、勵磁繞組(8)—端與電壓調(diào)節(jié)器(6)相連，另一端與單相整流器(5) —端相連，所述單相整流器(5)另一端與電流互感器(4)副邊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶副繞組的復勵勵磁裝置，其特征在于所述主繞組(I)為不等匝同心式低諧波繞組，所述副繞組(2)與主繞組(I)同槽。
專利摘要本實用新型公開了一種帶副繞組的復勵勵磁裝置，包括主發(fā)電機、交流勵磁機、電流互感器、單相整流器以及電壓調(diào)節(jié)器，所述主發(fā)電機包括主繞組、副繞組以及勵磁繞組，所述交流勵磁機包括復勵繞組、勵磁繞組、電樞繞組以及旋轉(zhuǎn)整流器，所述副繞組一端與電壓調(diào)節(jié)器相連，另一端與主繞組一端相連，并連接負載，所述主繞組另一端與電壓調(diào)節(jié)器、電流互感器原邊相連，并連接負載，所述勵磁繞組通過旋轉(zhuǎn)整流器與電樞繞組相連，所述復勵繞組、勵磁繞組一端與電壓調(diào)節(jié)器相連，另一端與單相整流器一端相連，所述單相整流器另一端與電流互感器副邊相連。本實用新型改善了單相無刷同步發(fā)電機的動態(tài)性能和電磁兼容性，具有成本較低、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。
文檔編號H02P9/36GK202586860SQ20122025442
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者劉繼洲, 尹中明, 楊林, 劇冬梅, 楊棟 申請人:湖北同發(fā)機電有限公司