交直流單電樞繞組雙發(fā)電的制造方法
【專利摘要】交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)，由單一電樞繞組和統(tǒng)一磁場作為基本結(jié)構(gòu)，配合換向器和滑環(huán)，是直流發(fā)電機(jī)和轉(zhuǎn)樞式交流發(fā)電機(jī)的集成，機(jī)組轉(zhuǎn)子上有單一電樞繞組，定子上有共同的統(tǒng)一磁場，換向器電刷和滑環(huán)電刷與換向器和滑環(huán)對應(yīng)配置并固定在電機(jī)殼體。特殊的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)全面解決了直流電樞反應(yīng)和交流電樞反應(yīng)共同作用下的復(fù)雜影響，其克服交流電樞反應(yīng)的能力優(yōu)于現(xiàn)有的交流發(fā)電機(jī)，而且可以同時(shí)輸出多路多相數(shù)的電源，使用于航空、車輛、艦船電站系統(tǒng)。
【專利說明】交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電技術(shù)中的電機(jī)領(lǐng)域，具體地說是提出一種將直流發(fā)電機(jī)與轉(zhuǎn)樞式交流發(fā)電機(jī)合并構(gòu)成的一種具有單繞組共用構(gòu)件的直流/交流雙電源輸出的發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在飛機(jī)、車輛、船艦等移動(dòng)設(shè)施中，通常需要采用多種電源裝置，以最有效地向眾多不同要求的設(shè)備供電，因此需要采用多套發(fā)電機(jī)組；或者為降低設(shè)備成本、減輕設(shè)備重量和提高設(shè)備效率，也可采用一臺發(fā)電機(jī)發(fā)電后通過電子變流器得到多種電源的供電體系，因此造成非常繁雜的電源系統(tǒng)，眾多電源設(shè)備技術(shù)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，需要尋求更經(jīng)濟(jì)可靠的多電源發(fā)電裝置，以達(dá)到節(jié)能節(jié)材的要求，此外，電子設(shè)備的波形差、諧波量大、濾波器設(shè)計(jì)難度高，電子元器件耐受電壓電流沖擊能力弱，易損難修。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為直流電能和交流電能的低價(jià)格、高可靠性的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。而不僅僅是將二臺發(fā)電機(jī)安裝在同一電機(jī)體內(nèi)。
[0004]本發(fā)明的發(fā)電機(jī)，由電樞繞組、磁場構(gòu)成為基本結(jié)構(gòu)件，配有換向器電刷(3)和換向器(4)對、滑環(huán)電刷(5)和滑環(huán)(6)對組成，能同時(shí)輸出直流電和交流電，其特征為，機(jī)內(nèi)有一個(gè)單電樞繞組(I)和統(tǒng)一磁場(2);機(jī)外有勵(lì)磁控制器(7)向統(tǒng)一磁場(2)輸送四路勵(lì)磁電流；且能有效克服交直流二種電樞反應(yīng)的多電源發(fā)電裝置。
[0005]眾所周知，直流發(fā)電機(jī)電樞中每個(gè)繞組感應(yīng)的是實(shí)際上是正弦交流電，如果在原來發(fā)直流電的基礎(chǔ)上，再增加滑環(huán)和滑環(huán)電刷將交流電引出，就能成為既能發(fā)直流電，又能發(fā)交流電的裝置，能節(jié)省包括整流器和變頻器在內(nèi)的許許多多電子設(shè)備和電工材料，本發(fā)明裝置的總能源效率與電子系統(tǒng)相當(dāng)，機(jī)組的性價(jià)比高；發(fā)電機(jī)比電子裝置的波形好、諧波少，能提供高質(zhì)量電能，也節(jié)約了濾波器的成本；發(fā)電機(jī)耐受電壓電流沖擊能力強(qiáng)于電子設(shè)備，且維修容易，維修成本也很低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1、現(xiàn)有直流電機(jī)簡要結(jié)構(gòu)系統(tǒng)示意圖。
[0007]圖2、現(xiàn)有轉(zhuǎn)樞式交流同步發(fā)電機(jī)簡要結(jié)構(gòu)系統(tǒng)示意圖。
[0008]圖3、直流發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)影響換向的原因分析示意圖。
[0009]圖4、本發(fā)明的交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)簡要結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖5、交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)磁場結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖6、交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)外接線圖。
[0012]圖7、交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁補(bǔ)償控制系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】[0013]本發(fā)明是將一臺直流電動(dòng)機(jī)和一臺轉(zhuǎn)樞式交流發(fā)電機(jī)組合在同一臺電機(jī)內(nèi)，并使之具有共用轉(zhuǎn)子電樞繞組和共用定子磁場。由于在這兩種看來完全不同的電機(jī)機(jī)種中，電樞及其磁路卻非常地相似，而且這些共同的相似結(jié)構(gòu)，占據(jù)著大部分電機(jī)成本。所以，如能將兩者合二而一，就能產(chǎn)生突出的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)效果。
[0014]圖1為現(xiàn)有直流電機(jī)簡要結(jié)構(gòu)系統(tǒng)示意圖。圖中，(I)為電樞繞組，(3)為電刷，
(4)為換向器，定子磁場分成二個(gè)部分，水平方向的N磁軛和S磁軛構(gòu)成主磁場；垂直方向的上下二個(gè)磁軛有串接繞組構(gòu)成的換向磁場，目的是消除直流電機(jī)的電樞反應(yīng)，保證電機(jī)換向功能的實(shí)施。
[0015]在圖1中，現(xiàn)有直流發(fā)電機(jī)的主磁極和繞組，與本發(fā)明的磁軛(21)和磁場繞組(211)相當(dāng)，直流發(fā)電機(jī)的換向極和繞組，與本發(fā)明的磁軛(22)和磁場換向繞組(221)相當(dāng)，但現(xiàn)有直流發(fā)電機(jī)的換向繞組用大截面導(dǎo)線繞制，直接串聯(lián)在電樞主回路中，而本發(fā)明的(221)繞組也可以用大截面導(dǎo)線，直接串聯(lián)在主回路中，但更可用小截面導(dǎo)線繞制，改由勵(lì)磁控制器間接小電流的勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)模式。現(xiàn)有的直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上也有電樞繞組(I)和換向器(4)，換向器電刷(3)則固定在殼體上與換向器對應(yīng)位置，這些結(jié)構(gòu)均與本發(fā)明發(fā)電機(jī)中的部件相同。直流電流經(jīng)過換向器⑷和換向器電刷⑶，從電樞繞組⑴向外輸電，也與本發(fā)明的發(fā)電機(jī)相同。
[0016]圖2為現(xiàn)有轉(zhuǎn)樞式交流同步發(fā)電機(jī)簡要結(jié)構(gòu)系統(tǒng)示意圖。圖中，(I)為電樞繞組，
(5)為滑環(huán)電刷，固定在殼體上，(6)為滑環(huán),定子磁場也由水平方向的N極磁軛和S極磁軛構(gòu)成，也可以稱為主磁場，通過勵(lì)磁調(diào)節(jié)，消除交流電機(jī)的電樞反應(yīng)，保持發(fā)電機(jī)電壓的穩(wěn)定。
[0017]在圖2中，現(xiàn)有轉(zhuǎn)樞式交流同步發(fā)電機(jī)的磁極與本發(fā)明的(21)相當(dāng)，均為主磁極，其磁場繞組與本發(fā)明的磁場繞組(211)也相一致，電樞繞組(I)為三角形接法，在均勻分布的三個(gè)繞組端連接到三個(gè)滑環(huán)(6)，安裝在機(jī)殼上的三個(gè)滑環(huán)電刷(5)分別與三個(gè)滑環(huán)接觸，將發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的交流電流引出`，均與本發(fā)明的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)相同。本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)部分與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)樞式交流同步發(fā)電機(jī)的區(qū)別僅在于，現(xiàn)有機(jī)只用一個(gè)勵(lì)磁繞組來克服電樞反應(yīng)。
[0018]由圖1和圖2可以看出，兩種現(xiàn)有發(fā)電機(jī)的電樞繞組和主磁場，結(jié)構(gòu)相似，甚至可以說是一樣的，所以只要在新發(fā)電機(jī)中保留共用部件，加上各自特殊的部件一換向器電刷(3)、換向器⑷對和換向磁場，以及滑環(huán)電刷(5)、滑環(huán)(6)對結(jié)構(gòu)，就應(yīng)該可以構(gòu)成一具同時(shí)能發(fā)直流電和交流電的雙發(fā)電機(jī)了。問題是，正像上述對各自發(fā)電機(jī)所說明的一樣，二者電樞反應(yīng)的要求、機(jī)理是完全不同的，直流發(fā)電機(jī)的目標(biāo)主要是克服電樞反應(yīng)的影響，保證電機(jī)換向功能的正常運(yùn)行，維壓要求不高，而交流發(fā)電機(jī)的目標(biāo)只是保持發(fā)電機(jī)電壓的穩(wěn)定；二者補(bǔ)償電樞反應(yīng)的措施也不一樣，前者是垂直方向磁場的補(bǔ)償，而后者是水平方向磁場的補(bǔ)償，所以說，光是按照現(xiàn)有雙機(jī)結(jié)構(gòu)集成的新發(fā)電機(jī)是無法正常工作的。
[0019]為說明無法正常工作的理由，首先得分析直流發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)。
[0020]圖3為直流發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)影響換向的原因分析示意圖。
[0021]由于電樞整個(gè)繞組感應(yīng)的實(shí)際上是交流正弦波分布的電壓，在圖3中，假如電樞上有36個(gè)繞組，繞組首尾相接在36個(gè)換向器片上，見圖中標(biāo)明的數(shù)字。像電機(jī)一般采用的時(shí)空分析一樣，該數(shù)字既代表某時(shí)間點(diǎn)上標(biāo)注數(shù)字的換向器片上的具體電壓，也可表示為按空間位置定格的滑環(huán)上可能接觸到的電壓分布。雖然每個(gè)換向器片上的電壓是變化的，但以定子位置作為參考基點(diǎn)來看，轉(zhuǎn)動(dòng)到某位置的換向器片的電壓總是固定的，所以從換向器電刷上所得到的直流電壓是恒定的。由于定子主磁場的位置是固定的，所以換向器電刷的正確位置應(yīng)該是，正極在9和10號位置，負(fù)極在27和28號位置，這時(shí)的直流發(fā)電機(jī)輸出最高的直流電壓，而且繞組間的電位差最小，下一時(shí)刻的下一換向器又是重復(fù)與前一換向器相同的正弦波的同一位置，所以即使電刷將該區(qū)的二片換向片短路，也不會(huì)在繞組中產(chǎn)生短路環(huán)流。
[0022]電樞反應(yīng)的原因是，當(dāng)電樞中流過電流時(shí),在Q方向產(chǎn)生一個(gè)與主磁通D方向垂直的磁通，使發(fā)電機(jī)合成磁場偏移，正弦波形的換向區(qū)偏移到例如正極在12和13號位置，負(fù)極在30和31號位置，這既會(huì)降低發(fā)電機(jī)的輸出電壓，更由于在這些換向片間存在電位差，從而使電刷將該區(qū)的二片或多片換向片短路，會(huì)在繞組中產(chǎn)生短路環(huán)流，造成發(fā)電機(jī)自身發(fā)熱損耗，電機(jī)效率降低。嚴(yán)重時(shí)，短路造成的環(huán)火將損壞換向器，發(fā)電機(jī)無法正常工作。
[0023]直流發(fā)電機(jī)的換向極就是串聯(lián)在電樞主回路中，發(fā)電機(jī)電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁通剛好與換向極產(chǎn)生的磁通相抵消，所以合成磁通仍舊是原來的主磁通，就不會(huì)產(chǎn)生換向區(qū)的偏移。
[0024]圖4為本發(fā)明的交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)簡要結(jié)構(gòu)示意圖。也就是將圖1結(jié)構(gòu)和圖2結(jié)構(gòu)集成，增加部件，保留差異，就成為圖4的結(jié)構(gòu)，形成了本發(fā)明的交直流單繞組雙發(fā)電機(jī)的新結(jié)構(gòu)。
[0025]圖4的交直流單電樞繞組發(fā)電機(jī)可看作一臺增加了滑環(huán)和電刷的直流發(fā)電機(jī)，也可以看作一臺增加了換向器和電刷的轉(zhuǎn)樞式交流同步發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)包括了二種現(xiàn)有機(jī)型所有部件:轉(zhuǎn)子單一電樞(I)、換向器電刷(3)、換向器⑷和滑環(huán)電刷(5)、滑環(huán)(6)，發(fā)電機(jī)定子上有共用的統(tǒng)一磁場(2)，其特征為，定子磁場(2)分別有二個(gè)D軸磁軛(21)和二個(gè)Q軸磁軛(22)，D軸磁軛(21)上有勵(lì)磁繞組(211、212)，Q軸磁軛(22)上有勵(lì)磁繞組(221、222)，繞組(211、212、221和222)分別受勵(lì)磁控制器(7)的驅(qū)動(dòng)輸出電路獨(dú)立控制。
[0026]圖4為二極電機(jī)，含有二個(gè)D軸磁軛(21)和二個(gè)Q軸磁軛(22)，以及四個(gè)繞組(211、212、221和222)。同種磁軛上的同種繞組可以采用串聯(lián)或并聯(lián)連接；勵(lì)磁為勵(lì)磁控制器(7)所控制。勵(lì)磁控制器(7)可以與發(fā)電機(jī)分開設(shè)置，也可以放在發(fā)電機(jī)部的其他部位構(gòu)成一體機(jī)。
[0027]當(dāng)然，作為電機(jī)，除定子、轉(zhuǎn)子上述主體結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)包括轉(zhuǎn)軸、殼體、端蓋、軸承、風(fēng)扇、電刷架、接線盒等附件，在本發(fā)明中不作詳細(xì)闡述。
[0028]對于直流發(fā)電機(jī)而言，只要達(dá)到一定的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速，并向D軸磁軛的211繞組通電建立一定強(qiáng)度的主磁場，通過換向器即可從電樞輸出直流電。在直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，電機(jī)電樞繞組感應(yīng)產(chǎn)生的交流電，可以經(jīng)由滑環(huán)和滑環(huán)電刷輸出，即為正弦波的交流電壓。如果將單一電樞均分成三組，在繞組的三端引線接三個(gè)滑環(huán)，那么機(jī)組輸出的就是三相正弦電壓,如圖4所示。
[0029]如果將單一電樞均分成M組，M為3或3以上的正整數(shù)，在繞組的M個(gè)端點(diǎn)引線接M個(gè)滑環(huán)，那么機(jī)組輸出的就是M相交流電壓。當(dāng)然也可以增加滑環(huán)組數(shù)，從機(jī)組中引出一組三相電和另一組高于三相的多相交流電壓甚至多組多相交流電壓，例如可以很容易得到一組三相電壓和一組12相電壓。[0030]按圖4中結(jié)構(gòu)，使機(jī)組達(dá)到每分鐘3000 (3600)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，可以產(chǎn)生50 (60) Hz工頻交流電，如達(dá)到每分鐘24000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，可以產(chǎn)生400Hz頻率的交流電，構(gòu)成艦船或航空器的多電源發(fā)電機(jī)。
[0031]根據(jù)需要，發(fā)電機(jī)可以設(shè)計(jì)成四極機(jī)或其他偶數(shù)極機(jī)，同時(shí)轉(zhuǎn)速成倍數(shù)降低，以得到固定的工頻交流輸出。低轉(zhuǎn)速有利于直流電機(jī)換向，也能降低換向器的磨損和保養(yǎng)工作量，但多極機(jī)設(shè)計(jì)制造較復(fù)雜，且發(fā)電機(jī)成本會(huì)相應(yīng)提高。
[0032]本發(fā)明的發(fā)電機(jī)可以通過轉(zhuǎn)軸，配接各種不同類型外驅(qū)動(dòng)力機(jī)械，如蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)、燃汽輪機(jī)、汽油機(jī)、柴油機(jī)、水輪機(jī)、風(fēng)輪機(jī)或畜力機(jī)和人力機(jī)等，凡是能滿足發(fā)電功率、電壓、頻率輸出要求的所有動(dòng)力機(jī)械，都可能作為本發(fā)明發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)。
[0033]在分析兩種完全不同結(jié)構(gòu)的發(fā)電機(jī)，及其運(yùn)行機(jī)理的上述說明中可以得到下列啟示，即直流發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)比較簡單，但克服電樞反應(yīng)的機(jī)制較完善，因?yàn)樗前创艌鲎兓姆轿蛔魅a(bǔ)償?shù)模灰赒軸磁軛的221繞組中加入與機(jī)組直流輸出電流成比例的勵(lì)磁電流，就可以完全消除直流發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)，保持直流電機(jī)的正常換向。而交流發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)要比直流發(fā)電機(jī)復(fù)雜得多，既有方位上的，也有大小上的，但是現(xiàn)有交流發(fā)電機(jī)電樞反應(yīng)的補(bǔ)償卻不管磁場方位變化而僅對大小作處理。這就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相互交叉的影響，即直流發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)對交流發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行影響基本可以忽略，但是交流發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)卻會(huì)對直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響，會(huì)改變直流發(fā)電機(jī)的換向區(qū)，直流發(fā)電機(jī)將因換向不善發(fā)生電樞環(huán)流甚至環(huán)火，同時(shí)直流電壓也有所降落。
[0034]在磁路不飽和前，調(diào)節(jié)211繞組中的勵(lì)磁電流，就可以調(diào)節(jié)交直流電的輸出電壓，但是在本發(fā)明的發(fā)電機(jī)中，交直流電壓是同步升降的，不能單獨(dú)改變一種電壓而另一種電壓保持不變。例如，在圖4的發(fā)電機(jī)中，如果需要輸出三相380V交流電，則直流輸出電壓必定為622V。如果要得到某一恒定直流電壓，而又需要輸出不按此比例的交流電壓，那就要借助額外的變壓器來改變交流輸出電壓。
[0035]當(dāng)機(jī)組輸出交流電流時(shí)，也同樣會(huì)產(chǎn)生電樞反應(yīng)，但是不同交流電流所產(chǎn)生的電樞反應(yīng)，其效應(yīng)是不同的，這不但會(huì)影響交流電壓的穩(wěn)定，對直流發(fā)電機(jī)的工作影響更大，為此，必須根據(jù)交流電流的性質(zhì)作勵(lì)磁補(bǔ)償，其補(bǔ)償原則是，首先通過勵(lì)磁控制器(7)中相當(dāng)于鑒相鑒壓器Φ將交流電流分成有功分量和無功分量二個(gè)部分。
[0036]將交流電有功分量電流折算成相應(yīng)的勵(lì)磁電流輸入Q軸磁軛(22)上的222繞組，勵(lì)磁電流方向與221勵(lì)磁電流的方向相同。
[0037]將交流電無功分量電流折算成相應(yīng)的勵(lì)磁電流輸入D軸磁軛(21)上的212繞組，其電流方向?yàn)?如果交流電流是感性，則勵(lì)磁電流方向與211繞組中的勵(lì)磁電流方向相同；如果交流電流是容性，則勵(lì)磁電流方向與211繞組中的勵(lì)磁電流方向相反。
[0038]圖5為交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)磁場結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中可以發(fā)現(xiàn)二組磁場都在定子上，D軸磁軛(21)上有二組勵(lì)磁繞組211和212 (圖中僅畫出一組)；Q軸磁軛(22)上也有二組磁場繞組221和222 (圖中僅畫出一組，且221繞組只按直接串聯(lián)的大截面線徑結(jié)構(gòu)表不，以表徵繞線方向，小截面221繞組可從圖6和圖7反映，圖5從略)。
[0039]圖6為交直流單電樞繞組發(fā)電機(jī)的外接線圖。由外驅(qū)動(dòng)力機(jī)向發(fā)電機(jī)輸入機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；一路為直流電，用“ + ”和二個(gè)端點(diǎn)表示輸出直流電的極性，第二路輸出為交流電，以ABC三根相線端表示，由于必須采用三角形接法，所以本機(jī)組不能提供零線。4個(gè)勵(lì)磁繞組共有8根線，接線時(shí)必須注意電流的正負(fù)方向，才能使發(fā)電機(jī)磁場獲得正確的補(bǔ)償而不致因電流的電樞反應(yīng)影響到發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。
[0040]圖7為交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁補(bǔ)償控制原理圖。圖7中，強(qiáng)電部分相對較簡單，其實(shí)質(zhì)就是利用直流發(fā)電機(jī)中的換向器對流經(jīng)電樞繞組后輸出的直流電進(jìn)行換向，得到直流電輸出。在電樞繞組中產(chǎn)生的交流電壓，將該電壓通過與繞組相對位置固定的滑環(huán)電刷，就能輸出正弦波交流電流，從而實(shí)現(xiàn)從直流到交流的雙電輸出。
[0041]勵(lì)磁控制器(7)是專為本發(fā)明的交直流發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的，其特征為，其中有一個(gè)標(biāo)注有“ Φ ”的交流電流解碼器，對交流電流的大小和相位進(jìn)行檢測，以確定有功電流的大小和方向、無功電流的大小和方向(即感性無功還是容性無功)，以便勵(lì)磁控制器(7)輸出相應(yīng)的勵(lì)磁電流，全方位克服電樞反應(yīng)的影響。
[0042]勵(lì)磁控制器(7)的供電可以由外電源提供，以建立初始磁場，以后也可由直流端供電或交流端經(jīng)變壓器降壓后整流成的直流供電。
[0043]采用圖7的勵(lì)磁控制器，不但能像原有直流發(fā)電機(jī)一樣，完全消除直流電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)。同時(shí)交流電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)，也比現(xiàn)有交流電機(jī)補(bǔ)償?shù)耐晟?，因?yàn)楝F(xiàn)有交流發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制僅能補(bǔ)償D軸磁通，僅僅保持電壓值的穩(wěn)定，不能補(bǔ)償Q軸磁通，所以很可能使主磁通位置改變而使直流電動(dòng)機(jī)換向區(qū)偏移，影響直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行，采用本發(fā)明的系統(tǒng)拓樸對交流電樞反應(yīng)進(jìn)行全方位補(bǔ)償，交流電流的電樞反應(yīng)補(bǔ)償能力得到全面提升，使影響直流電機(jī)因換向區(qū)偏移，而產(chǎn)生無法正常工作的原始因素被消除。
[0044]發(fā)電機(jī)輸出可以直接并網(wǎng)，也可借助升壓變壓器并網(wǎng)，或者獨(dú)立組網(wǎng)，在獨(dú)立組網(wǎng)應(yīng)用中，可以借助變壓器次級的星形接法獲得零線。
[0045]本發(fā)明的雙發(fā)電機(jī)，可能降低多電源供電裝置的成本，且電機(jī)系統(tǒng)耐受電壓電流沖擊的能力遠(yuǎn)強(qiáng)于電子系統(tǒng)，不易損壞，即使損壞后的檢查修理也很容易，成本低而性價(jià)比高。通常的電機(jī)系統(tǒng)效率略低于電子系統(tǒng)，但本發(fā)電機(jī)采用多電源系統(tǒng)，減少了變電過程的能量轉(zhuǎn)換損失，還具有波形好、諧波少等優(yōu)點(diǎn)，所以總的效率與電子逆變器相當(dāng)。雖然由于運(yùn)動(dòng)部件的存在會(huì)增加機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)的工作量，但維護(hù)保養(yǎng)屬于低難度簡易勞動(dòng)，簡單易行，不能與電子系統(tǒng)的高技術(shù)難度維保相提并論。
【權(quán)利要求】
1.一種交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)，由電樞繞組、磁場構(gòu)成為基本結(jié)構(gòu)件，配有換向器電刷⑶和換向器⑷對、滑環(huán)電刷(5)和滑環(huán)(6)對組成，能同時(shí)輸出直流電和交流電，其特征為，機(jī)內(nèi)有一個(gè)單電樞繞組(I)和統(tǒng)一磁場(2);機(jī)外有勵(lì)磁控制器(7)向統(tǒng)一磁場(2)輸送四路勵(lì)磁電流；且能有效克服交直流二種電樞反應(yīng)的發(fā)電裝置。
2.權(quán)利要求1所述的交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)，其特征為，定子統(tǒng)一磁場(2)分別有二個(gè)D軸磁軛(21)和二個(gè)Q軸磁軛(22)，D軸磁軛(21)上有勵(lì)磁繞組(211、212)，Q軸磁軛(22)上有勵(lì)磁繞組(221、222)，繞組(211、212、221和222)分別受勵(lì)磁控制器(7)的驅(qū)動(dòng)輸出電路獨(dú)立控制。
3.權(quán)利要求1所述的交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)，其特征為，單一電樞均分成M組，M為3或3以上的正整數(shù)，在繞組的M個(gè)端點(diǎn)引線接M個(gè)滑環(huán)，發(fā)電機(jī)輸出M相交流電壓；發(fā)電機(jī)也可以有多組滑環(huán)組數(shù)，成為能發(fā)一組三相電和另一組高于三相的多相交流電壓甚至多組多相交流電壓的發(fā)電機(jī)。
4.權(quán)利要求1所述的交直流單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)，其特征為，其中極對數(shù)為正整數(shù)。
5.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的單電樞繞組雙發(fā)電機(jī)，其特征為，勵(lì)磁控制器(7)中有一個(gè)標(biāo)注有“ Φ ”的交流電流解碼器，對交流電流的大小和相位進(jìn)行檢測，以確定有功電流的大小和方向、無功電流的大小和方向(即感性無功還是容性無功)，以便勵(lì)磁控制器(7)輸出相應(yīng)的勵(lì)磁電流,全方位克服電樞反應(yīng)的影響。
【文檔編號】H02K23/50GK103795212SQ201210420897
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】於岳亮, 於宙 申請人:上海穩(wěn)得新能源科技有限公司