[发明专利]大型无刷电机上的交流励磁发电机定子绕组结构

说明书

本发明涉及一种大型无刷电机上的交流励磁发电机定子绕组结构，定子、转子均采用三相对称绕组，定子线圈采用整距绕组，每相4个线圈组，每个线圈组电动势幅值大小相等，相邻线圈组同层电流方向相反，定子采用二十四槽的双层叠绕组形式，以定子槽任意一个槽作为起点，顺次定义各定子槽为第一槽至第二十四槽，设定第一槽的下层出线端定义为U1端；第十四槽上层出线端定义为U2端；第二十槽上层出线端口定义为X1端，第十九槽的下层出线端定义为X2端；第五槽下层出线端定义为V1端。本发明使绕组适于交直流两类电源的励磁工况，满足不同设备的电源使用要求，减少了使用单位的设备更换费用。绕组适用于交、直流各两种电压等级，对电源的选择更灵活和方便。本发明适用于现有交流励磁机和直流励磁机通用化要求，有利于制造厂的简化工艺过程。

技术领域

本发明涉及一种大型无刷电机上的交流励磁发电机定子绕组结构。

背景技术

交流励磁机为大型同步电机主磁极提供磁场能量，是无刷励磁系统的重要组成部分，在轧钢、采矿、化工等行业大量应用，具有广阔的市场前景。交流励磁机磁极在定子上，电枢绕组放在转子上，转子有隐极和凸极两种结构形式，其励磁电源分别采用交流和直流两种电源，但两种励磁方式不能同时应用于同一台电机，使用上具有一定局限性，下面对这两种结构的励磁机特点进行分析：

1)直流电源励磁：常规直流电源励磁励磁机为凸极式定子，采用集中安放的励磁绕组，电机的气隙不均匀，机械强度小，一般用于定速低转速电机。目前，许多企业对高速变频调速电机有很大需求，此种励磁机不能满足新产品要求。

2)交流电源励磁：电机的本体结构与绕线式异步电机相同，可认为是电枢式三相交流同步发电机，即定子为隐极励磁磁极，机械强度好，能承受更高转速。定子采用反相序接线，产生的气隙合成磁场旋转方向与电动机转向相反。随着电机转速的增加，电机的转差率s也增加，这样就不会出现电动机的励磁电压为零而使电动机失步的情况,在高速大型无刷励磁领域有较大优势，但目前很多厂家的控制系统基于直流电源，更换时设备费用增高，增加较高成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于大型无刷电机上的交流励磁发电机的定子绕组，既可以使用交流电源励磁，也可以使用直流电源励磁。本发明采用的技术方案为：一种大型无刷电机上的交流励磁发电机定子绕组结构，交流励磁发电机定子线圈采用整距绕组，每相4个线圈组，每个线圈组电动势幅值大小相等，相邻线圈组同层电流方向相反，定子采用二十四槽的双层叠绕组形式，以定子槽任意一个槽作为起点，顺次定义各定子槽为第一槽至第二十四槽，设定第一槽的下层出线端定义为U1端；第十四槽上层出线端定义为U2端；第二十槽上层出线端口定义为X1端，第十九槽的下层出线端定义为X2端；第五槽下层出线端定义为V1端；第十八槽上层出线端定义为V2端，第二十四槽的上层出线端定义为Y1端；第二十三槽的下层出线端定义为Y2端；第九槽下层出线端定义为W1端；第二十二槽上层出线端定义为W2端；第四槽上层出线端定义为Z1端，第三槽下层出线端定义为Z2端，将X2端、Y2端、Z2端接头在电机内部用电缆焊接在一起，作为U2、V2、W2绕组的中性点O2，U1端、U2端、V1端、V2端、W1端、W2端、X1端、Y1端、Z1端引出并分别作为外接电源接头。

电机采用四极一路星接串联交流励磁运行时，将连接片将X1端、U2端短接，用连接片将Y1端、V2端短接；用连接片将Z1端、W2端短接，U1端与电源的U相连接，V1端与电源V相连接，W1端与电源W相连接。

电机采用四极二路星接并联交流励磁运行时，将X1端、Y1端、Z1端接头用连接片连接在一起，用连接片将U1端、U2端短接，与电源U相连接；用连接片将V1端、V2端短接，与电源V相连接；用连接片将W1端、W2端短接，与电源W相连接。