CN112701858A - 装甲车辆用爪极无刷同步发电机*** - Google Patents

装甲车辆用爪极无刷同步发电机*** Download PDF

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张恪
黄丹
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Abstract

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种装甲车辆用爪极无刷同步发电机***。该装甲车辆用爪极无刷同步发电机***包括发电机，发电机连接有调节器及整流器；发电机的电枢绕组采用双Y相差30度电角度的六相形式；发电机的励磁绕组与整流器固定在定子上；整流器采用六相全波整流,提供一种具有安装空间小、可靠性高、运行平稳、噪音低、体积轻的装甲车辆用爪极无刷同步发电机***。

Description

装甲车辆用爪极无刷同步发电机***
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种装甲车辆用爪极无刷同步发电机***。
背景技术
在装甲车辆等一些设备安装空间狭小、对体积和重量有要求的特殊场合，常用的28V发电***是把提供原动力的柴油发动机和独立的发电机通过联接对轮或联接皮带等部件，将二者分散体连接组合一起的发电设备，不能满足狭小空间需充分利用空间、减轻重量、降低噪音的供电新需求。国内外也有使用常规永磁发电机的该类发电***，但是存在体积大、重量大等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种具有安装空间小、可靠性高、运行平稳、噪音低、体积轻的装甲车辆用爪极无刷同步发电机***。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：装甲车辆用爪极无刷同步发电机***，包括发电机，所述发电机连接有调节器及整流器；
所述发电机的电枢绕组采用双Y相差30度电角度的六相形式；
所述发电机的励磁绕组与所述整流器固定在定子上；
所述整流器采用六相全波整流。
所述发电机内定子内圆每对极距内等分为12个相带，每个相带为30度电角度。
所述励磁绕组采用螺线管形式。
所述励磁绕组与整流器的整流管公用一个散热器散热。
所述整流器为两个三相全波整流器并联。
所述整流器连接有负载、启动机及蓄电池。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种装甲车辆用爪极无刷同步发电机***，结构紧凑、体积小、重量轻、可靠高、噪音低、谐波减小、故障率低，非常适合于在狭小空间，需要控制体积、减小噪音、提高发电性能的使用场合。
附图说明
图1是本发明电气原理图。
图2是本发明双Y相差30度电角度的六相绕组结构图。
图3是现有三相交流电压波形图。
图4是现有三相全波整流波形图。
图5是本发明双Y相差30度电压波形图。
图6是本发明六相全波整流波形图。
图7是本发明电机电势星形图。
图8是本发明绕组展开图。
图9是二极管模块示意图。
图中：1、发电机；2、调节器；3、整流器；4、负载；5、启动机；6、蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
实施例
如图1至图9所示，包括发电机1，发电机1连接有调节器2及整流器3，整流器3连接有负载4、启动机5及蓄电池6，具体电路连接如图1所示。
本实施例设置发电机为爪极无刷同步发电机，将两爪极定位后，在两个爪极之间填充非磁性材料并与爪极焊接在一起。发电机1的电枢绕组采用双Y相差30度电角度的六相形式；本实施例设置双Y相差30度绕组实际是把一般的60度相带的绕组的每一相带等分为两段，分别连接成星形，构成如图2和图7所示的形式。在电机内部，定子内圆每对极距内等分为 12个相带，每相带为30度电角度，因此是一个空间分布为30度的绕组，两个星形相差30 度电角度，因此称为双Y相差30度绕组。从图2和图7可以看出，就感应的电动势而言，这是一个不对称的6相***，就电流和磁动势而言，这是一个对称的12相***。
双Y相差30度电角度的六相绕组的绕组系数高。相带越窄，绕组的分布系数越大，双Y 相差30度电角度的六相绕组，实际上是将交流电机中最常用的60度相带绕组一分为二，成为30度相带的绕组，因而提高了绕组的分布系数。30度相带绕组的短距比可以比60度相带绕组大很多，因而可以提高短距系数进而提高绕组系数。
双Y相差30度电角度的六相绕组槽电流减小，绕组所受的电磁力和电磁振动也随之减小。因为由三相改为六相，相电流减小了，槽电流也就减小了，使得电磁力和电磁振动减小，提高了电机运行的可靠性。
60度相带绕组，通入三相对称电流后，其合成磁动势中含有6k±1次谐波，k为自然数，双Y相差30度电角度的六相绕组在对称负载下，其合成磁动势中仅含有12k±1次谐波，即减少了5、7、17、19…等次数的谐波。因而提高了电机的运行性能。
爪极同步发电机采用励磁绕组固定，励磁绕组与整流器固定在定子上，只有磁极旋转的结构形式。励磁绕组与整流器的整流管用同一个散热器散热。励磁绕组采用螺线管形式，产生的磁场通过旋转的磁极带动成为旋转磁场掠过电枢绕组，产生感应电势，进行机电能量转换。这样，由于励磁绕组固定不动，所以励磁电流就不需要通过电刷滑环结构从外部引入，而可以直接与励磁电源连接，大大提高了电机的可靠性。因为励磁绕组固定不动，使得励磁绕组制造工艺简单，也不需要考虑高速旋转会引起的一系列问题。
整流器采用六相全波整流。六相全波整流器是两个三相全波整流器并联运行，本整流器选用二极管与底板绝缘的正负组模块，六个模块构成六相全波整流器。
由于二极管与模块底板是绝缘的，因此模块可以安装在同一个圆形的散热器上，散热器的中心安装一个离心式风扇冷却整流器。二极管模块如图8，模块内两个二极管P、N端相连, 六个模块构成六相全波整流器，模块中二极管与底板是绝缘的。通过底板将整流模块装在一个圆盘形的散热器上，散热器具有轴向和径向的散热片，在散热器的中间装一离心式风扇。
将图3图4与图5图6对比，通过波形分析，就可以看到六相双Y相差30度电角度绕组与六相全波整流器配合工作，整流电压波形峰-峰值与三相相差60度电角度的绕组和三相全波整流器相比会大大减小，即可以大大减小输出纹波电压的峰值，满足电磁兼容的要求。普通绕组纹波电压峰峰值约4V，本方案采用的结构纹波电压不到2V，减小一半多。
电压调节器采用数字形式，通过检测输出电压信号调节励磁绕组的电流以便保持输出电压稳定。数字形式更提高了***的抗干扰能力。
将爪极无刷同步发电机、整流器、电压调节器集成一体的发电***，满足在提高发电性能基础上，减小体积、减轻重量、减小谐波、提高稳定性的高功率密度发电***要求。

Claims (6)

1.一种装甲车辆用爪极无刷同步发电机***，其特征在于，包括发电机(1)，所述发电机(1)连接有调节器(2)及整流器(3)；
所述发电机(1)的电枢绕组采用双Y相差30度电角度的六相形式；
所述发电机(1)的励磁绕组与所述整流器(3)固定在定子上；
所述整流器采用六相全波整流。
2.根据权利要求1所述的装甲车辆用爪极无刷同步发电机***，其特征在于，所述发电机(1)内定子内圆每对极距内等分为12个相带，每个相带为30度电角度。
3.根据权利要求1所述的装甲车辆用爪极无刷同步发电机***，其特征在于，所述励磁绕组采用螺线管形式。
4.根据权利要求3所述的装甲车辆用爪极无刷同步发电机***，其特征在于，所述励磁绕组与整流器的整流管公用一个散热器散热。
5.根据权利要求4所述的装甲车辆用爪极无刷同步发电机***，其特征在于，所述整流器(3)为两个三相全波整流器并联。
6.根据权利要求1所述的装甲车辆用爪极无刷同步发电机***，其特征在于，所述整流器连接有负载(4)、启动机(5)及蓄电池(6)。
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