专利名称:频率补偿式轴带发电机装置的制作方法
本实用新型涉及一类船舶轴带发电装置。
目前，在采用柴油机作为推进主机的船舶上，为了节省能源，提高船舶经济性，都要求采用主轴动力驱动交流发电系统，即船舶轴带发电系统。近几年出现的船舶轴带发电装置大致可分为恒速类、恒频类和复合类。但其中恒速类有着装置效率太低，所以节能效果差，经济效益差的致使缺点；而恒频类与复合类都有着装置复杂、造价过高且实现不易的不足。
为克服有关船舶轴带发电装置已有技术的不足，本实用新型提出一类频率补偿式轴带发电装置，它具有效率高、造价低、制造容易、工作可靠的特点。
第一种频率补偿式轴带发电装置，是由轴带发电机即主发电机、作为频率补偿机用的三相同步发电机、他激直流电动机、为直流电动机提供电源的三相同步发电机及三相可控硅调压器、频率检测及放大控制器等部分构成。船舶推进主机分别与轴带发电机及用来提供他激直流电动机电源的三相同步发电机相联接，以主机转轴驱动它们运转；上述的三相同步发电机所输出的电压经过三相可控硅调压器的整流处理后，提供给他激直流电动机；直流电动机又驱动另一部三相同步发电机运转，该发电机既为轴带发电机的激磁机，又作其功率、频率补偿机；补偿发电机经滑环向轴带发电机的转子三相绕组内输入三相交流电；在发电装置的主配电板与三相可控硅调压器之间联接着频率检测放大控制器，作为整个发电装置稳频的反馈控制电路。
本实用新型通过频率补偿可达到输出电压频率稳定的原理在于轴带发电机的转子三相绕组内由补偿发电机输入三相交流电后，使在定子与转子间空隙中产生旋转磁场，并以补偿发电机同步转速n0旋转；若此时主机又驱动转子与其旋转磁场同向以n1转速旋转，则此时的空间旋转磁场相对于定子的转速为n＝n0＋n1；该合成旋转磁场切割定子三相绕组，则定子三相绕组内便产生了感应电动势，其频率为f＝pn／60(式中p为轴带发电机极对数)。据上述可知，当主机转速n1改变时，将引起轴带发电机频率f的改变。但只要在主机转速n1改变的同时，将补偿发电机提供的旋转磁场转速n0加以相应调整，即使合成磁场转速n不变，则轴带发电机频率f可保持恒定。
附图1是该种发电装置的原理图。其中TF～轴带发电机； TF1～补偿发电机；ZD1～他激直流电动机； TF2～三相同步发电机，作为ZD1的电源；TZL1～TF1的相复励装置； TZL2～TF2的相复励装置；SCR～三相可控硅调压器； fVK～频率检测放大控制器；ZP～船舶主配电板； DC～蓄电池；B～屏蔽变压器；下面结合附图对实施例做进一步说明。
当主机转速改变时，虽然发电机TF2转速也随之改变，但其发出的电压经三相可控调压器SCR的整流作用后，变成了与主机转速无关的直流电压，该直流电压作为直流电动机ZD1的电源。ZD1驱动补偿发电机TF1运转。当由于主机转速改变而引起轴带发电机TF频率f改变时，则其输出的变频信号经过检频放大控制器fVK的自动控制，来改变SCK中可控硅导通角，便可自动调整ZD1的输入电压值，也就自动调整了ZD1的转速，从而改变了TF1的转速，以达到调整TF所需的补偿频率、保持输出电压频率稳定之目的。
频率补偿的同时，也是个功率补偿的过程当主机转速变化时，通过自动控制改变TF1的转速，也就改变了电磁补偿功率，以此保证TF发出电功率恒定。
在该装置中，相复励自激恒压装置TZL1为间接励磁方式。当TF由于转速或负载改变而引起电压变化时，TZL1输出的励磁电流也随之改变，使TF1输出电压值相应改变，以此维持TF的电压稳定。
本实用新型提供的另一种频率补偿式轴带发电装置，是由作为补偿发电机用的三相交流同步发电机、直流并激发电机、电磁传动调速机，作为船舶主发电机用的三相交流同步发电机及控制屏等组成。船舶推进主机转轴分别与电磁传动调速机的外转子轴及补偿发电机的转子轴相联接；电磁传动调速机的内转子轴与主发电机相联；补偿发电机经控制屏向电磁传动调速机提供电源，使其按予定程序为电磁传动调速机的外转子绕组输入三相交流电。这其中所提及的电磁传动调速机是本发电装置的核心机，它类似一个双伸轴定子可自由转动的三相交流双速或三速鼠笼式异步电动机，其定子设计成外转子。
该种发电装置的原理是当电磁传动调速机的外转子绕组通以三相交流电时，在内、外转子之间便产生一旋转磁场，则在内转子的闭合绕组中产生感应电势，并产生了电流；作为通电导体的内转子，在电磁力的作用下产生了一个与旋转磁场同方向的电磁转矩；当转子转动起来时，便可输出机械功率。如果此时再以主机驱动电磁传动调速机的外转子与旋转磁场同方向运转，则合成旋转磁场的转速，应为原磁场转速与机械转速之和，因而内转子的转速亦将随之增加而增加。因此，当主机转速改变时，可通过适当控制方法使外转子绕组中交流电所产生的旋转磁场转速与其相应变化，保持合成旋转磁场转速稳定，从而使其所驱动的主发电机输出电压频率稳定。与前种发电装置同理，在转速补偿过程同时，功率也得以补偿。
附图2是该种发电装置的原理图。其中
～补偿发电机； G2～直流并激发电机；
～电磁传动调速机；
～船舶主发电机；LK～控制屏； TL～相复励自激恒压装置；ZP～船舶主配电板；附图3是该种发电装置中的电磁传动调速机结构图。其中(1)～外转子轴； (2)～轴承支座； (3)～滑环；(4)～碳刷； (5)～外转子； (6)～风扇；(7)～外转子绕组及铁芯； (8)～内转子绕组及铁芯；
(9)～内转子； (10)～活动制动板； (11)～固定制动板；(12)～轴承下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步叙述。
船舶正常航行时，电磁传动调速机
的内、外转子通过电磁制动器的活动制动板(10)与固定制动板(11)实现制动，变成一个转动刚体，主机功率可经传动刚体直接传动给船舶主发电机
，该状态实现了无损传递，其效率最高。
当船舶航速降到一定程度，由
提供并经LK控制的电源，便使得电磁制动器得电打开并将电加到电磁传动调速机
的外转子上，使
进入既电动又兼传动状态下运行，电动部分的转速与功率为补偿转速和功率。主机继续降速，则电磁制动器继续保持通电打开状态，再改变
的极对数(减少极对数)，使其电动部分转速升高，此时
处于高补偿状态下运行。如此下去，直至达到调速要求为止，反之亦然。上述控制是按予先设计的程序进行自动切换控制的。
设计时，可根据调速范围要求，把
的电动补偿功率部分尽量减小，使主传动功率部分尽量增大，这样即可保持装置在调速补偿况下仍具有高效率。另外，为了确保
的过载能力，在变极调速过程中，设计时需保证V／f≈常数。(V
的输入电压值；f
的输入电压频率值。)
权利要求
1.一种船舶轴带发电装置，其特征在于船舶推进主机同时驱动轴带发电机TF及三相同步发电机TF2运转，TF2的输出电压经三相可控硅调压器SCR的整流作用后，作为他激直流电动机ZD1的电源，ZD1驱动三相同步发电机TF1运转，TF1经滑环向TF的转子三相绕组输入三相交流电，在主配电板ZP与SCR之间设有频率检测及放大控制器fVK。
2.一种船舶轴带发电装置，其特征是船舶推进主机转轴分别与电磁传动调速机
的外转子轴及补偿发电机G1的转子轴相联接，
的内转子轴与船舶主发电机
相联，在
与
间设有一个控制屏LK，
经LK向
提供电源，LK按予定程序将三相交流电输入到
外转子的绕组中。
3.根据权利要求
2所述的船舶轴带发电装置，特征是其所述的电磁传动调速机
是一部双伸轴定子可自由转动的三相交流双速或三速鼠笼型异步电动机，输入轴为外转子(定子)轴，输出轴为内转子轴。
专利摘要
本实用新型提供了一类频率补偿式的船舶轴带发电机装置。该类发电装置的特点是以船舶主机直、间接带动船舶主发电机，至于主机转速变化而对主发电机发电频率的影响，是靠另一补偿发电机提供电磁补偿而消除的。补偿的原理就是以交流电产生的旋转磁场转速与带电转子本身的机械转动转速之和为合成磁场转速，当机械转速降低时，补偿发电机提供的磁场转速相应提高，保持合成磁场转速恒定，就可保证主发电机发电频率恒定。
文档编号H02P9/00GK86202150SQ86202150
公开日1987年2月18日 申请日期1986年4月10日
发明者卢长才 申请人:大连渔轮厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan