一種單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)，包括隱極式定子和嵌有勵磁繞組的凸極式轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子為凸極式磁極結(jié)構(gòu)，其上繞有勵磁繞組，所述定子鐵芯上嵌有主繞組、副繞組和直流繞組，所述主繞組有3組，分別組成A相、B相和C相繞組，所述A相繞組占用的槽比B相和C相多，所述A相繞組的導(dǎo)線比B相和C相的導(dǎo)線粗。該發(fā)電機(jī)在比普通三相發(fā)電機(jī)成本增加不多的前提下，既可以單相運(yùn)行輸出額定功率也可以三相運(yùn)行輸出額定功率，通過單三相轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)二用，極大的方便了用戶對電源的選擇，體積小、重量輕、易于攜帶，將基波副繞組設(shè)計成獨(dú)槽避免與相繞組共槽，輸出功率穩(wěn)定，單三相混用能力優(yōu)于普通的三相發(fā)電機(jī)。
【專利說明】—種單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種既可用作單相發(fā)電機(jī)也可用作三相發(fā)電機(jī)的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁式同步發(fā)電機(jī)在作為移動電站用的小型發(fā)電機(jī)商品中目前仍然是主流產(chǎn)品，分為單相發(fā)電機(jī)和三相發(fā)電機(jī)兩大類。普通的單相發(fā)電機(jī)只能用作單相電源；普通的三相發(fā)電機(jī)主要用作三相電源，也可在其中一相上并聯(lián)一個單相插座用來單相輸出，但其輸出功率為發(fā)電機(jī)額定功率的1/3，因此基本上不大能夠單、三相同時使用，即實(shí)際混用能力是很差的。
[0003]對于某些用戶以及一些野外作業(yè)人員來說，希望只用一臺發(fā)電機(jī)就既能提供單相電源，又能提供三相電源，必要時還能單、三相同時提供較大的功率，亦即具有混合輸出能力，從而帶來極大的方便。以前也有人曾研制過單、三相兩用的發(fā)電機(jī)，是一個定子內(nèi)安置單相和三相兩套繞組的方案，可以滿足使用要求。但是這種方案不但耗料多，成本高，而且體積大，重量重，比較笨重，攜帶移動很不方便，從而不能得到很好的推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)，體積小、成本低能實(shí)現(xiàn)單三相通用。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)，包括隱極式定子和嵌有勵磁繞組的凸極式轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子為凸極式磁極結(jié)構(gòu)，其上繞有勵磁繞組，所述定子鐵芯上嵌有主繞組、副繞組和直流繞組，所述主繞組有3組，分別組成A相、B相和C相繞組，所述A相繞組占用的槽比B相和C相多，所述A相繞組的導(dǎo)線比B相和C相的導(dǎo)線粗。
[0006]進(jìn)一步的，所述副繞組設(shè)置在單獨(dú)的槽內(nèi)，并且與A相繞組相差為90°電角度。
[0007]進(jìn)一步的，所述A相繞組的有效匝數(shù)與B、C相的有效匝數(shù)相同。
[0008]進(jìn)一步的，所述定子的槽數(shù)為30槽、36槽或者48槽。
[0009]進(jìn)一步的，所述副繞組為基波副繞組。
[0010]進(jìn)一步的，所述發(fā)電機(jī)輸出連接有單、三相轉(zhuǎn)換開關(guān)。
[0011]進(jìn)一步的，所述發(fā)電機(jī)為2極或者是多極。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:這種新型發(fā)電機(jī)在比普通三相發(fā)電機(jī)成本增加不多的前提下，既可以單相運(yùn)行輸出額定功率也可以三相運(yùn)行輸出額定功率，通過單三相轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)二用，極大的方便了用戶對電源的選擇，而且體積小、重量輕、易于攜帶；將基波副繞組設(shè)計成獨(dú)槽避免與相繞組共槽，輸出功率穩(wěn)定，單三相混用能力優(yōu)于普通的三相發(fā)電機(jī)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有36槽三相發(fā)電機(jī)定子繞組的結(jié)構(gòu)圖；
圖2是現(xiàn)有36槽三相發(fā)電機(jī)定子繞組的展開圖；
圖3是本發(fā)明30槽發(fā)電機(jī)定子繞組的結(jié)構(gòu)圖；
圖4是本發(fā)明30槽發(fā)電機(jī)定子繞組的展開圖；
圖5是本發(fā)明36槽發(fā)電機(jī)定子繞組的結(jié)構(gòu)圖；
圖6是本發(fā)明36槽發(fā)電機(jī)定子繞組的展開圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0015]單三相通用同步發(fā)電機(jī)，包括嵌有幾套繞組的隱極式定子和嵌有勵磁繞組的凸極式轉(zhuǎn)子。所述的定子，其鐵芯與通常的三相發(fā)電機(jī)相同，但其繞組結(jié)構(gòu)卻與通常的三相發(fā)電機(jī)所采用的單雙層繞組完全不同。定子鐵芯上嵌有主繞組、副繞組和直流繞組。主繞組有3組，分別組成A相、B相和C相，其中A相繞組比B相和C相占有更多的槽，使用更粗的導(dǎo)線。發(fā)電機(jī)的輸出通過一個單、三相轉(zhuǎn)換開關(guān)，打到單相時僅A相繞組工作，輸出單相電能，打到三相時3個繞組同時工作，輸出三相電能。自勵方式采用基波勵磁，安置了一套基波副繞組，從而能兼顧單相工作和三相工作。所述的轉(zhuǎn)子為通常的凸極式磁極結(jié)構(gòu)，其上繞有勵磁繞組。
[0016]本發(fā)電機(jī)中將A相繞組特殊設(shè)計，既用作為單相發(fā)電機(jī)時的輸出繞組，又用作為三相發(fā)電機(jī)時的3個繞組之一。具體設(shè)計時，兼顧到單相發(fā)電機(jī)性能，A相繞組要按額定功率設(shè)計，從而必須用較粗的導(dǎo)線并占有較多的槽數(shù)，同時為了主、副繞組間不相互產(chǎn)生干擾，副繞組軸線必須與主繞組軸線相差90°電角度，并且要有足夠的自勵功率輸出。兼顧到三相發(fā)電機(jī)的三相電壓平衡，必須使A相繞組的有效匝數(shù)與B、C相的有效匝數(shù)相同，同時，因單、三相使用同一套副繞組，故三相工作時也要有足夠的自勵功率輸出。設(shè)計三相繞組時使定子上留出4個空槽，分別放置副繞組和充電用直流繞組，避免了與相繞組共槽(普通三相發(fā)電機(jī)是共槽的)，并實(shí)現(xiàn)了副繞組與A相繞組正交。
[0017]在圖1和圖2中示出了現(xiàn)有三相發(fā)電機(jī)的相應(yīng)36槽單雙層繞組定子的繞組，其中圖1繞組結(jié)構(gòu)中未畫出副繞組和直流繞組。
[0018]需要說明的是，在發(fā)電機(jī)中一個線圈的2條邊是在不同的磁場下，所以電流方向是相反的，A與-A只是表明他們的電流方向相反,他們都表示A相。
[0019]圖中，A相A與_A、B相B與_B、C相C與-C各2組，各占8槽，并且還與相鄰的相繞組各共用2槽，所以各組成4圈。還設(shè)有6組三次諧波繞組a和2組直流繞組d，它們都與相繞組共槽。
[0020]圖3和圖5分別示出了本發(fā)明的單三相通用同步發(fā)電機(jī)30槽和36槽定子的繞組結(jié)構(gòu)。
[0021]圖4和圖6分別示出了本發(fā)明的單三相通用同步發(fā)電機(jī)30槽和36槽定子的繞組展開圖。
[0022]由圖3、4可見，在30槽的定子中，繞組方案為A相A與-A占14槽，取4圈II類同心式繞組(大圈共槽)，共2組，B相B與-B和C相C與-C各占6槽，均取2圈II類同心式繞組，共4組，三個相繞組中心線各相差120°電角度，剩余4個槽，2個槽用作基波自勵副繞組a，2個槽用作充電用直流繞組d，均為單圈的集中繞組。圖中a為副繞組，d為直流繞組，其中的繞線方式參見圖4，圖中1-30代表30個槽，A表示A相繞組的繞線方式，B表示B相繞組的繞線方式，C表示C相繞組的繞線方式，a表示副繞組的繞線方式，d表示直線繞組的繞線方式。
[0023]由圖5、6可見，在36槽的定子中，繞組方案為A相A與-A占16槽，取4圈I類同心式繞組(大圈獨(dú)槽)，共2組，B相B與-B和C相C與-C各占8槽，均取2圈I類同心式繞組，共4組，三個相繞組中心線各相差120°電角度，剩余4槽，2槽用作基波自勵副繞組a，2槽用作充電用直流繞組d，均為單圈的集中繞組。圖中a為副繞組，d為直流繞組。其中的繞線方式參見圖6，圖中1-36代表36個槽，A表示A相繞組的繞線方式，B表示B相繞組的繞線方式，C表示C相繞組的繞線方式，a表示副繞組的繞線方式，d表示直線繞組的繞線方式。
[0024]需要說明的是，發(fā)電機(jī)的定子槽數(shù)不止于30槽、36槽，也可以是48槽或其他槽數(shù)。
[0025]單三相通用同步發(fā)電機(jī)工作原理如下:當(dāng)單三相轉(zhuǎn)換開關(guān)打到單相檔位時，由相繞組A和副繞組a組成單相發(fā)電機(jī)，輸出單相額定功率；當(dāng)單三相轉(zhuǎn)換開關(guān)打到三相檔位時，由相繞組A、B、C和副繞組a組成三相發(fā)電機(jī)，輸出三相額定功率。
[0026]該單三相通用發(fā)電機(jī)的單、三相混用能力優(yōu)于普通的三相發(fā)電機(jī)。一般來說，為了方便用戶，三相發(fā)電機(jī)通常在三相插座旁安置一個單相插座，由三相繞組的某一個繞組引出，但輸出功率為額定功率的1/3。比如普通的5KW三相發(fā)電機(jī)，每相的額定功率為1.6KW,若三相輸出3KW時，單相插座上只允許輸出600W，實(shí)用意義其實(shí)不是很大的。假如用戶誤操作，認(rèn)為總輸出還不足5KW，在單相插座上連接大于600W負(fù)載，在過流保護(hù)器不是很靈敏的情況下，將容易引起電機(jī)過熱。而在本單三相通用發(fā)電機(jī)中，三相輸出時也可以同時輸出單相，此單相插座是并聯(lián)在A相繞組上的。由于A繞組在發(fā)電機(jī)單相運(yùn)行時可輸出5KW，故在三相運(yùn)行時可輸出的功率富余量較多，不受1/3總功率的限制。當(dāng)三相不是滿載輸出時，單相插座可同時輸出較大的單相功率，只要總功率不超過發(fā)電機(jī)的額定功率就沒問題。比如5KW單三相發(fā)電機(jī)，三相插座上輸出3KW時，單相插座上可允許輸出2KW。
[0027]該單三相通用同步發(fā)電機(jī)也可以不使用單、三相轉(zhuǎn)換開關(guān)，直接輸出到三相插座，同時從A相上并聯(lián)輸出一只單相插座。但最好不采取這種形式，以免單三相混用時發(fā)生過載而引起燒毀。
[0028]發(fā)電機(jī)可以是2極電機(jī)，也可以是多極電機(jī)。
[0029]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實(shí)施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【權(quán)利要求】
1.一種單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)，包括隱極式定子和嵌有勵磁繞組的凸極式轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子為凸極式磁極結(jié)構(gòu)，其上繞有勵磁繞組，所述定子鐵芯上嵌有主繞組、副繞組和直流繞組，所述主繞組有3組，分別組成A相、B相和C相繞組，所述A相繞組占用的槽比B相和C相多，所述A相繞組的導(dǎo)線比B相和C相的導(dǎo)線粗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述副繞組設(shè)置在單獨(dú)的槽內(nèi)，并且與A相繞組相差為90°電角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述A相繞組的有效匝數(shù)與B、C相的有效匝數(shù)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子的槽數(shù)為30槽、36槽或者48槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述副繞組為基波副繞組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)輸出連接有單、三相轉(zhuǎn)換開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的單三相通用的小型凸極式自勵恒壓同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)為2極或者多極。
【文檔編號】H02K19/16GK103986293SQ201410194144
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】陸青 申請人:蘇州市雙馬機(jī)電有限公司