专利名称：汽轮发电机无刷励磁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机电产品，特别是一种由汽轮机带动的汽轮发电机无刷励磁。
技术背景汽轮发电机是由汽轮机拖动的隐级式同步发电机，其额定转速3000r/min，随着国家能源政策的调整，纯粹的中小型发电站已被取缔，但鼓励中小型汽轮发电机用于余热发电、集中供热、热电联供、城市垃圾处理等具有环保意义的项目。这就对发电机的技术要求进一步提高，现有的发电机励磁方式主要有同轴励磁、静止可控硅励磁、无刷励磁三种方式。
同轴励磁是一种早期的励磁方式，其技术含量低，运行维护量大，故障率高，目前已较少采用。静止可控硅励磁虽然取消了励磁机，具有维护量小、易调节、技术可靠成熟等特点，但由于仍采用通过集电环为发电机转子提供励磁电源，依然无法从根本上解决因碳刷磨损而造成的环境污染和集电环产生的环火问题，致使许多非常重要而环境要求较高，如军事、科研单位不能使用。
发明内容
本实用新型的目的在于公开一种维护简便、技术先进、可靠成熟，而且使用时无环境污染和集电环无环火产生的汽轮发电机无刷励磁。
为达到上述目的所采用的技术方案是本实用新型的机械结构由汽轮发电机转子及其绕组1和汽轮发电机定子及其绕组2所构成的汽轮发电机，以及汽轮发电机后轴承3位于汽轮发电机与交流励磁定子4、交流励磁电枢5和整流装置6的中间；汽轮发电机转子及其绕组1的中心轴一头为汽轮机端子，另一头穿过汽轮发电机后轴承3，与交流励磁机电枢5同心、同轴构成。如图1所示。
本实用新型电气结构由交流励磁机定子绕组JLD和励磁机电枢绕组JLS为第一对绕组，励磁绕组TFL和汽轮发电机定子绕组TFD为第二对绕组，以及两对绕组之间有同轴旋转整流器TXZ和励磁控制装置LK相连接组成。如图3所示。
所述的同轴旋转整流器TXZ，在交流励磁机电枢绕组JLS和汽轮发电机励磁绕组JFL之间，有(U、V、W)三相线分别与三串串连接的整流二极管中间联接，有串联的阻容件与L2端(正极)和L1端(负极)并连接。如图4所示。
汽轮发电机定子绕组TFD的(U、V、W)三相输出端，有线接入到励磁控制装置LK，励磁控制装置LK有输出线与交流励磁机定子绕组JLD并联接。交流励磁机定子绕组JLD有无接触式监测线圈JC将感应到的交流励磁机定子绕组JLD信号输入到励磁控制装置LK。如图3、4所示。
本无刷励磁工作原理是汽轮发电机在汽轮机的驱动下，以同步转速恒定旋转，由励磁装置供给交流励磁机一定励磁电流，产生一个恒定磁场，交流励磁机的旋转电枢感应出相对称电势，经旋转整流器整流，将交流电势变为直流电势供发电机转子励磁绕组励磁，发电机定子绕组便感应出三相对称电势。发电机负载的变化将引起发电机端电压的变化，保持端电压的恒定是通过励磁装置对供给交流励磁机励磁电流的控制来实现的，发电机起励的方式以残压起励为主，自备直流电源为辅。无刷励磁系统主要由交流励磁机、旋转整流器、可控硅励磁装置、无刷同步电机励磁机监测仪等四部分组成，其系统原理图详见图2。另外，在该电路中，大胆创新，采用了“无接触”检测转子电流、电压、整流元件及可控硅的运行状况等。
交流励磁机工作原理交流励磁机主要由定子、旋转电枢、信号线圈等组成，交流励磁机定子绕组输入一定励磁电流后，旋转电枢将感应出一个交流电势并直接输送给同轴旋转的旋转整流器。旋转整流器工作运行原理是将交流励磁机的三相旋转电枢绕组感应的交流电势传输到三相整流桥上，整流桥将交流电势转变为直流电势，再供给发电机转子励磁绕组励磁。旋转整流器中的旋转二极管、电阻、电容及熔断器均装设于旋转环上。为防止过电压或过电流击穿二极管，每桥臂采用两只二极管串联，以保证当一只被击穿后电路还能正常工作；为防止汽轮发电机转子失步(或定子机端短路)在转子励磁绕组内产生过电压，旋转整流回路还设有阻容保护电路。旋转整流器工作原理图见图4。
本实用新型的优点在于随着现代电子技术的发展和用户要求的提高，无刷励磁作为一种先进的励磁方式开始应用于中小型汽轮发电机。它的主要特点是取消了集电环和碳刷，尤其适用于有防曝及防火要求的场合，且无粉尘污染；该系统具有先进、稳定、可靠等特点，尤其采用了“无接触”检测转子电流、电压、整流元件及可控硅的运行状况的监测。
具体实施方式
图1是汽轮发电机无刷励磁形状和结构示意图。
图2是汽轮发电机无刷励磁形状结构侧视图。
图3是汽轮发电机无刷励磁运行原理图。
图4是汽轮发电机同轴旋转励磁原理图。
其中1、汽轮发电机转子；2、汽轮发电机定子；3、汽轮发电机后轴承；4、交流励磁定子；5、交流励磁机电枢；6、整流装置；7、地板；8、汽轮发电机输出端子；代号JLD、交流励磁机定子绕组；JLS、交流励磁机电枢绕组；TFL、汽轮发电机励磁绕组；TFD、汽轮发电机定子绕组；TXZ、同轴旋转整流器；LK、励磁控制装置；JC、检测线圈。
实施例如图1所示。本实用新型的机械结构由机械结构由汽轮发电机转子及其绕组1和汽轮发电机定子及其绕组2所构成的汽轮发电机，以及汽轮发电机后轴承3位于汽轮发电机与交流励磁定子4、交流励磁电枢5和整流装置6的中间；汽轮发电机转子及其绕组1一头为汽轮机端子，另一头穿过汽轮发电机后轴承3，与交流励磁机电枢5同心、同轴构成。
如图3所示。本实用新型电气结构由交流励磁机定子绕组JLD和励磁机电枢绕组JLS为第一对绕组，汽轮发电机励磁绕组TFL和汽轮发电机定子绕组TFD为第二对绕组，以及两对绕组之间有同轴旋转整流器TXZ和励磁控制装置LK相连接组成。
如图4所示。所述的同轴旋转整流器TXZ，在交流励磁机电枢绕组JLS和汽轮发电机励磁绕组TFL之间有(U、V、W)三相线分别与三串串连接的整流二极管D中间联接，有串联的阻容件与L2端(正极)和L1端(负极)并连接。
如图3、4所示。汽轮发电机定子绕组TFD的(U、V、W)三相输出端，有线接入到励磁控制装置LK，励磁控制装置LK有输出线与交流励磁机定子绕组JLD并联接。交流励磁机定子绕组JLD有无接触式监测线圈JC将感应到的交流励磁机定子绕组JLD信号输入到励磁控制装置LK。
励磁控制装置LK是微型电脑(单板机)。
权利要求1.一种无环境污染和无环火产生的汽轮发电机无刷励磁，其特征在于A)机械结构由汽轮发电机转子及其绕组(1)和汽轮发电机定子及其绕组(2)所构成的汽轮发电机，以及汽轮发电机后轴承(3)位于汽轮发电机与交流励磁定子(4)、交流励磁电枢(5)和整流装置(6)的中间；B)汽轮发电机转子及其绕组(1)一头为汽轮机端子，另一头穿过汽轮发电机后轴承(3)，与交流励磁机电枢(5)同心、同轴；C)电气结构由绕组JLD与绕组JLS，以及绕组TFL和绕组TFD二对绕组，以及两对绕组之间有整流器TXZ和控制装置LK组成。
2.根据权利要求1所述的汽轮发电机无刷励磁，其特征在于电气结构所述的同轴旋转整流器TXZ，在绕组JLS和绕组JFL之间有三相线分别与3串串连接的整流二极管D中间联接，有串联的阻容件与L2端和L1端并连接。
3.根据权利要求1所述的汽轮发电机无刷励磁，其特征在于A)汽轮发电机定子绕组TFD的三相输出端，有线接入控制装置LK，控制装置LK有输出线与绕组JLD并联接；B)绕组JLD有无接触式线圈JC信号线接入控制装置LK。
专利摘要一种无环境污染和无环火产生的汽轮发电机无刷励磁，其特征在于A)机械结构由汽轮发电机转子及其绕组1和汽轮发电机定子及其绕组2所构成的汽轮发电机，以及汽轮发电机后轴承3位于汽轮发电机与交流励磁定子4、交流励磁电枢5和整流装置6的中间；B)汽轮发电机转子及其绕组1一头为汽轮机端子，另一头穿过汽轮发电机后轴承3，与交流励磁机电枢5同心、同轴；C)电气结构由绕组JLD与绕组JLS，以及绕组TFL和绕组TFD二对绕组，以及两对绕组之间有整流器TXZ和控制装置LK组成。
文档编号H02P9/14GK2681452SQ200420033158
公开日2005年2月23日 申请日期2004年3月9日 优先权日2004年3月9日
发明者周春阳, 周智勇, 郭建, 应青 申请人:四川东风电机厂有限公司