CN101924440A - 采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置。同步电机由于电刷存在磨损,运行人员要经常巡视,更换电刷。同时,电刷在工作过程中经常引起较强的高频电磁干扰,恶化电机***的电磁环境,给驱动***带来严重的电磁干扰。本发明的组成包括:同步电机的定子(1)和转子(2),所述的定子里面安装控制器(3),所述的控制器连接逆变器(4),所述的逆变器连接磁罐变压器,所述的磁罐变压器连接整流器(5),所述的整流器连接励磁绕组(6),所述的励磁绕组绕置于所述的转子的铁心。本发明用于同步电机。
Description
技术领域:
本发明涉及一种采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置。
背景技术:
永磁同步电机由于其转速高、体积小、结构简单、运行可靠等优点,在各个领域都得到了广泛应用,但是由于稀土永磁体的高矫顽力,使得永磁发电机的磁场难以调节,可控性差,而且成本较高。相比之下,励磁电机通过励磁电流建立可以灵活控制和调节励磁磁场,而且成本较低,所以励磁电机正在逐步取代永磁电机。目前的有刷励磁电机最大的优点是电机与励磁***界限明显,相对独立,直观明了,而且转子励磁电流、励磁电压容易取得,数值准确,检修方便。但是由于电刷的存在,增加了接触电阻,随着励磁电流的增大,电刷和滑环常常因接触不良导致发热,严重时会产生环火而烧坏刷架和滑环,并且电刷的质量也直接影响到运行稳定性,因而故障率较高。另外电刷在磨损时产生的碳粉给环境卫生造成一定的影响,而且容易污染轴承座,降低其绝缘,给安全运行带来隐患。由于电刷存在磨损,运行人员要经常巡视,更换电刷。同时,电刷在工作过程中经常引起较强的高频电磁干扰,恶化电机***的电磁环境,给驱动***带来严重的电磁干扰。
公开号为CN2309013Y的同步发电机无刷励磁装置,与同步发电机同轴装有直流励磁机,直流励磁机有两个定子,且两个定子的磁极错开布置,每个定子的磁极个数与发电机转子的磁极个数相同,每个定子的各磁极线圈分别串联,并分别通以大小相同相位相差90°的交流电来实现无刷励磁。但是该装置为了实现起励、强励、灭磁和测量的功能,仍然需要滑环和电刷,并没有实现真正意义的无刷励磁。
公开号为CN86100740A的晶体管开关自动励磁装置,采用大功率晶体管开关电源,通过测量电压控制晶体管开关导通比的方式调节励磁电流。这种自动励磁调节器只是利用开关技术关注励磁磁场的建立与调节,并没有实现无刷。
公开号CN1329393A的同步发电机开关电源励磁***,采用超大功率开关电源取代交流励磁机、附励磁机和可控硅整流电路,使得发电机的励磁电流与电网电压、发电机输出电压完全无关。该***虽然将开关电源应用到励磁***,但是只是取代了励磁机,并没有取代电刷和滑环。
以上专利都存在一个共同点,就是没有真正的取消电刷和滑环,同时结构较复杂。
发明内容:
本发明的目的是提供一种采用开关电源取代有刷励磁***的电刷和滑环装置的无刷励磁***,使得电机既具有永磁同步电机效率高的优点,又具有磁通可调的特点。
上述的目的通过以下的技术方案实现:
采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置,其组成包括:同步电机的定子和转子,所述的定子里面安装控制器,所述的控制器连接逆变器,所述的逆变器连接磁罐变压器,所述的磁罐变压器连接整流器,所述的整流器连接励磁绕组,所述的励磁绕组绕置于所述的转子的铁心。
所述的采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置,所述的磁罐变压器包括安装在所述的定子上的初级线圈,所述的初级线圈通过气隙耦合次级线圈,所述的次级线圈安装在所述的转子的转轴上。
所述的采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置,所述的气隙在0.4-0.6mm之间。
有益效果:
1.本发明利用磁罐变压器可以取代励磁***的集电环和电刷,实现了无刷励磁,结构简单。
2、通过调节开关电源的开关管来调压,达到调节磁通的目的。
3、电励磁部分损耗小,具有永磁发电机高效率的特点。
附图说明:
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本发明的主视图。
附图3是附图2的A-A剖面图。
附图4是本发明的结构框图。
附图5是全桥整流开关电源工作原理图。
附图6是全波整流开关电源工作原理图。
具体实施方式:
实施例1:
采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置,其组成包括:同步电机的定子1和转子2,所述的定子里面安装控制器3,所述的控制器连接逆变器4,所述的逆变器连接磁罐变压器,所述的磁罐变压器连接整流器5,所述的整流器连接励磁绕组6,所述的励磁绕组绕置于所述的转子的铁心。
所述的采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置,所述的磁罐变压器包括安装在所述的定子上的初级线圈7,所述的初级线圈通过气隙耦合次级线圈8,所述的次级线圈安装在所述的转子的转轴9上。
所述的采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置,所述的气隙在0.4-0.6mm之间。
实施例2:
如附图1-3所示,磁罐变压器的次级铁心10和整流器与电机转子铁心和励磁绕组同轴排列。开关电源的另一部分安装在同步电机定子上,控制器和逆变器放置在定子壳体空腔内,共用直流母线排列于定子壳体内表面,而磁罐变压器初级铁心11固定在电机定子端部,并与磁罐变压器的次级铁心相对,初、次级铁心之间间隙0.5mm左右。磁罐变压器的次级线圈缠绕在次级铁心里面,初级线圈缠绕在初级铁心里面。
如附图4所示,控制器在直流母线电压供电下完成对逆变器的控制,输出4路PWM信号控制逆变器的4路开关管,实现直流信号变交流信号的逆变过程,将交流信号供给磁罐变压器的初级绕组,初级绕组在交流信号作用下产生交变磁场,通过气隙耦合到次级绕组产生交变的励磁电流,经整流器整流后供给转子励磁绕组从而产生电机的励磁磁场。虚线框内所有器件为电机转动部分。
图5和图6具体说明了开关电源实现无刷励磁的过程,开关电源采用隔离式全桥DC-DC变换器。图5的4个开关晶体管V1,V2,V3,V4组成全桥开关逆变电路,高频PWM脉冲信号轮流控制开关管的导通和关断,一个开关周期内,第一半周期V1,V4导通,V2,V3关断;第二半周期V2,V3导通,V1,V4关断。于是直流输入电压VCC变换为高频交流方波电压,实现DC-AC变换,而交流方波电压的频率由PWM频率决定。交流方波电压经高频变压器升降压,再经整流和LC滤波电路,得到直流输出电压,实现AC-DC变换,负责给电机转子励磁绕组供电。其中的整流部分可以采用不带抽头变压器进行单相全桥整流,如图5所示。也可以采用中间带抽头变压器进行单相全波整流,如图6所示。
Claims (3)
1.一种采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置,其组成包括:同步电机的定子和转子,其特征是:所述的定子里面安装控制器,所述的控制器连接逆变器,所述的逆变器连接磁罐变压器,所述的磁罐变压器连接整流器,所述的整流器连接励磁绕组,所述的励磁绕组绕置于所述的转子的铁心。
2.根据权利要求1所述的采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置,其特征是:所述的磁罐变压器包括安装在所述的定子上的初级线圈,所述的初级线圈通过气隙耦合次级线圈,所述的次级线圈安装在所述的转子的转轴上。
3.根据权利要求2所述的采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置,其特征是:所述的气隙在0.4-0.6mm之间。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102651274A (zh) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于同步电机的高频旋转变压器 |
CN104348306A (zh) * | 2013-08-05 | 2015-02-11 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于车辆的电力组件 |
CN104753301A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-01 | 锦州汉拿电机有限公司 | 基于高频变压器的无刷爪极发电机 |
CN105471173A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-06 | 波音公司 | 具有公共电动机/发电机励磁机平台的同步机 |
CN110355109A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-22 | 诺力智能装备股份有限公司 | 一种无线电机驱动转轮式分拣机 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6051953A (en) * | 1998-07-24 | 2000-04-18 | Vithayathil; Joseph | Brushless exciterless field system for AC synchronous machines |
CN1329393A (zh) * | 2001-08-06 | 2002-01-02 | 郁百超 | 同步发电机开关电源励磁*** |
CN1835351A (zh) * | 2006-03-08 | 2006-09-20 | 南京航空航天大学 | 可旋转电力电子变换器同步电机励磁装置 |
CN201781392U (zh) * | 2010-08-11 | 2011-03-30 | 哈尔滨理工大学 | 采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6051953A (en) * | 1998-07-24 | 2000-04-18 | Vithayathil; Joseph | Brushless exciterless field system for AC synchronous machines |
CN1329393A (zh) * | 2001-08-06 | 2002-01-02 | 郁百超 | 同步发电机开关电源励磁*** |
CN1835351A (zh) * | 2006-03-08 | 2006-09-20 | 南京航空航天大学 | 可旋转电力电子变换器同步电机励磁装置 |
CN201781392U (zh) * | 2010-08-11 | 2011-03-30 | 哈尔滨理工大学 | 采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102651274A (zh) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于同步电机的高频旋转变压器 |
CN104348306A (zh) * | 2013-08-05 | 2015-02-11 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于车辆的电力组件 |
CN105471173A (zh) * | 2014-09-26 | 2016-04-06 | 波音公司 | 具有公共电动机/发电机励磁机平台的同步机 |
US10305356B2 (en) | 2014-09-26 | 2019-05-28 | The Boeing Company | Synchronous machine with common motor/generator exciter stage |
CN105471173B (zh) * | 2014-09-26 | 2019-09-17 | 波音公司 | 具有公共电动机/发电机励磁机平台的同步机 |
US10784757B2 (en) | 2014-09-26 | 2020-09-22 | The Boeing Company | Synchronous machine with common motor/generator exciter stage |
CN104753301A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-01 | 锦州汉拿电机有限公司 | 基于高频变压器的无刷爪极发电机 |
CN110355109A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-22 | 诺力智能装备股份有限公司 | 一种无线电机驱动转轮式分拣机 |
CN110355109B (zh) * | 2019-07-11 | 2021-04-06 | 诺力智能装备股份有限公司 | 一种无线电机驱动转轮式分拣机 |
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