[发明专利]两相空芯补偿脉冲发电机及其实现脉冲放电的方法

权利要求书

1.一种两相空芯补偿脉冲发电机，其特征在于，它包括定子、转子、离合器(8)、滑环(12)和电刷(13)；

所述定子包括机壳(5)、端盖(4)、空芯定子轭(9)、A相电枢绕组(1)和B相电枢绕组(2)；空芯定子轭(9)固定在机壳(5)内壁上，A相电枢绕组(1)和B相电枢绕组(2)固定在空芯定子轭(9)内壁上，两个端盖(4)分别固定机壳(5)的两端；

所述转子包括主轴(7)、空芯转子轭(11)、励磁绕组(3)和转子绷带(10)；转子设置在机壳(5)内，且与定子同心，空芯转子轭(11)套接在主轴(7)外表面，空芯转子轭(11)的外表面粘有励磁绕组(3)，励磁绕组(3)外表面缠绕有转子绷带(10)，转子绷带(10)与A相电枢绕组(1)和B相电枢绕组(2)之间为均匀的气隙，励磁绕组(3)的末端通过滑环(12)与电刷(13)连接，所述滑环(12)固定在主轴(7)的一端，所述主轴(7)的另一端作为动力输入端与离合器(8)连接。

2.根据权利要求1所述的两相空芯补偿脉冲发电机，其特征在于，所述A相电枢绕组(1)和B相电枢绕组(2)沿圆周交错排布，A相电枢绕组(1)和B相电枢绕组(2)的电角度相差90°。

3.根据权利要求1所述的两相空芯补偿脉冲发电机，其特征在于，所述A相电枢绕组(1)和B相电枢绕组(2)采用无槽同心式绕组，组成绕组的线圈是由多股利兹线并绕而成，多个线圈之间并联连接组成绕组。

4.根据权利要求1所述的两相空芯补偿脉冲发电机，其特征在于，所述空芯定子轭(9)和空芯转子轭(11)由玻璃纤维环氧树脂缠绕而成。

5.根据权利要求1所述的两相空芯补偿脉冲发电机，其特征在于，所述转子绷带(10)由碳纤维环氧树脂缠绕固化而成。

6.基于权利要求1所述的两相空芯补偿脉冲发电机实现脉冲放电的方法，其特征在于，它是基于整流电路和控制电路实现的，所述整流电路包括两组放电整流器(14)、两组自激整流器(15)、续流二极管(17)、启励电容(18)和启励半导体开关(19)；

所述放电整流器(14)是由4个半导体开关组成的全桥整流电路，

所述自激整流器(15)与放电整流器(14)的结构相同；

A相电枢绕组(1)的两端同时与一组放电整流器(14)的交流输入端和一组自激整流器(15)的交流输入端连接，B相电枢绕组(2)的两端同时与另一组放电整流器(14)的交流输入端和另一组自激整流器(15)的交流输入端连接；

两组放电整流器(14)的直流输出端并联后连接负载，两组自激整流器(15)的直流输出端与续流二极管(17)和转子的励磁绕组(3)并联连接，其中续流二极管(17)的阴极同时与自激整流器(15)的直流输出端的正极连接，直流输出端的阳极连接启励半导体开关(19)的阴极，启励半导体开关(19)的阳极与启励电容(18)的一端连接，启励电容(18)的另一端与续流二极管(17)的阳极连接；

所述两相空芯补偿脉冲发电机实现脉冲放电的方法，包括如下步骤：

步骤一：采用原动机通过离合器(8)拖动转子的主轴(7)旋转，使所述发电机被拖动到额定转速后，通过控制离合器(8)使原动机与转子的主轴(7)脱开；

步骤二：控制电路控制整流电路中的启励半导体开关(19)处于导通状态，控制电路向两组自激整流器(15)输出门极控制信号使励磁绕组(3)产生励磁电流，形成正反馈的自激过程；

步骤三：控制电路监测励磁绕组(3)的电流、A相电枢绕组(1)的端电压和B相电枢绕组(2)的端电压，当所述电流和端电压达到额定值时，控制电路停止向两组自激整流器(15)输出门极控制信号，使得两组自激整流器(15)停止，励磁绕组(3)经续流二极管(17)续流短路，设定放电整流器(14)的触发角为α，0°≤α≤180°，开始向两组放电整流器(14)输出门极控制信号使A相电枢绕组(1)和B相电枢绕组(2)向负载放电；

步骤四：控制电路监测A相电枢绕组(1)和B相电枢绕组(2)的放电电流脉宽，当电流脉宽达到设定值，控制电路停止向两组放电整流器(14)输出门极控制信号，A相电枢绕组(1)和B相电枢绕组(2)的电流过零后放电过程结束。

7.根据权利要求6所述两相空芯补偿脉冲发电机实现脉冲放电的方法，其特征在于，放电整流器(14)的触发角α等于90°。