阅读说明：本技术 单相自激式双凸极同步发电机 (Single-phase self-excitation type doubly salient synchronous generator ) 是由 王爱元 张伟敏 林德松 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：一种单相自激式双凸极同步发电机,涉及电力设备技术领域,该发电机包括定子铁芯、转子铁芯、调控电机、比较器、放大器、第一激磁电容、第二激磁电容；所述定子铁芯及转子铁芯均为凸极式结构,定子凸极上绕设有两相间隔排列的绕组,其中的一相为输出绕组,另一相为激磁绕组；所述第二激磁电容为可调电容,激磁绕组、第一激磁电容、第二激磁电容相互并联；所述调控电机为伺服电机,利用两个电流传感器分别检测流经输出绕组及第二激磁电容的电流,再经比较器对检测信号进行比较后输出相应控制信号,该信号经放大器放大后调控电机的运行,利用调控电机控制第二激磁电容的调节旋钮转动。本发明提供的发电机,效率高且损耗低。(A single-phase self-excited doubly salient synchronous generator relates to the technical field of power equipment and comprises a stator core, a rotor core, a regulating motor, a comparator, an amplifier, a first excitation capacitor and a second excitation capacitor; the stator core and the rotor core are both in a salient pole type structure, two windings which are arranged at intervals are wound on the salient pole of the stator, one phase of the stator core is an output winding, and the other phase of the stator core is an excitation winding; the second excitation capacitor is an adjustable capacitor, and the excitation winding, the first excitation capacitor and the second excitation capacitor are connected in parallel; the regulating motor is a servo motor, two current sensors are used for respectively detecting currents flowing through the output winding and the second excitation capacitor, a comparator compares detection signals and outputs corresponding control signals, the signals are amplified by an amplifier and then the operation of the regulating motor is regulated, and the regulating motor is used for controlling an adjusting knob of the second excitation capacitor to rotate. The generator provided by the invention has high efficiency and low loss.)

单相自激式双凸极同步发电机

技术领域

本发明涉及电力设备技术，特别是涉及一种单相自激式双凸极同步发电机的技术。

背景技术

单相感应发电机的定转子铁芯都采用隐极式结构，转子上有鼠笼绕组，定子上有两相正交的正弦绕组，定子的两相绕组一相为主绕组，一相为辅助绕组，辅助绕组与电容串联后与主绕组并联向外输出电能，电机工作在异步发电状态，单相感应发电机因转子绕组有损耗，存在效率低及功率因数低的缺陷。

现有单相凸极同步发电机（又称磁阻电机）都为单凸极结构，定子铁芯采用隐极式，转子铁芯采用凸极式，效率比单相感应发电机有一定提升，但转子因设置磁障导致机械强度差、加工工艺复杂。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种效率高且损耗低，而且转子铁芯的机械强度高，加工工艺简单的单相自激式双凸极同步发电机。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种单相自激式双凸极同步发电机，包括定子铁芯、转子铁芯、激磁电容，其特征在于：还包括调控电机、比较器、放大器；

所述定子铁芯及转子铁芯均为凸极式结构，并且定子凸极的数量是转子凸极的数量的2倍；

所述定子铁芯的各个定子凸极上绕设有两相间隔排列的绕组，其中的一相为输出绕组，另一相为激磁绕组；

所述输出绕组上设有用于检测流经输出绕组的电流的第一电流传感器；

所述激磁电容有两个，该两个激磁电容分别为第一激磁电容、第二激磁电容，其中的第二激磁电容为可调电容；激磁绕组、第一激磁电容、第二激磁电容相互并联，并且该并联电路中设有用于检测流经第二激磁电容的电流的第二电流传感器；

所述调控电机为直流伺服电机，调控电机的转轴连接第二激磁电容的调节旋钮，用于驱动第二激磁电容的调节旋钮转动；

所述第一电流传感器、第二电流传感器的感应信号输出端分别接到比较器的两个输入端，比较器的输出端接到放大器的信号输入端，放大器的两个输出端分别接到调控电机的电枢绕组的两个接线引出端。

本发明提供的单相自激式双凸极同步发电机，第二激磁电容的容值可以根据输出绕组及激磁绕组的实时电流值进行调节，从而能根据输出功率的变化自动调节激磁功率，能提高发电机的效率，降低损耗，而且采用定转子双凸极结构，不需要在转子铁芯上设置磁障，因此转子铁芯的机械强度相对较高，加工工艺也相对简单。

附图说明

图1是本发明实施例的单相自激式双凸极同步发电机的定子、转子的结构示意图；

图2是本发明实施例的单相自激式双凸极同步发电机的电气结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围，本发明中的顿号均表示和的关系。

如图1-图2所示，本发明实施例所提供的一种单相自激式双凸极同步发电机，包括定子铁芯1、转子铁芯2、调控电机D1、比较器U1、放大器U2，及两个激磁电容C1、C2；

所述定子铁芯1及转子铁芯2均为凸极式结构，并且定子凸极11的数量是转子凸极21的数量的2倍；

所述定子铁芯的各个定子凸极11上绕设有两相间隔排列的绕组，其中的一相为输出绕组S1，另一相为激磁绕组S2；

图1中，绕设在其中两个定子凸极上的线圈A1-A2、A3-A4构成图2中的输出绕组S1，绕设在另两个定子凸极上的线圈B1-B2、B3-B4构成图2中的激磁绕组S2；

所述输出绕组S1的匝数和激磁绕组S2的匝数相同，输出绕组的容量是激磁绕组的容量的约3倍；

所述输出绕组S1上设有用于检测流经输出绕组的电流的第一电流传感器P1；

所述两个激磁电容分别为第一激磁电容C1、第二激磁电容C2，其中的第二激磁电容C2为可调电容；激磁绕组S2、第一激磁电容C1、第二激磁电容C2相互并联，并且该并联电路中设有用于检测流经第二激磁电容C2的电流的第二电流传感器P2；

所述调控电机D1为直流伺服电机，调控电机D1的转轴连接第二激磁电容C2的调节旋钮，用于驱动第二激磁电容的调节旋钮转动；

所述第一电流传感器P1、第二电流传感器P2的感应信号输出端分别接到比较器U1的两个输入端，比较器U1的输出端接到放大器U2的信号输入端，放大器U2的两个输出端分别接到调控电机D1的电枢绕组的两个接线引出端。

本发明实施例中，所述定子铁芯上的定子凸极的数量是4个，转子铁芯上的转子凸极的数量是2个，本发明其它实施例中，定子凸极的数量也可以是4个以上，转子凸极的数量也可以是2个以上，但是定子凸极的数量应当是转子凸极的数量的2倍。

如图2所示，本发明实施例的工作原理如下：

第一电流传感器P1、第二电流传感器P2分别检测流经输出绕组S1、第二激磁电容C2的电流，第一电流传感器P1的输出信号UA送入比较器U1的正相输入端，第二电流传感器P2的输出信号UB送入比较器U1的负相输入端；

初始状态下，比较器U1的两个输入端收到的信号UA=UB，此时比较器U1输出的电压信号为零，调控电机D1停止转动，第二激磁电容C2的容值也保持不变；

当输出绕组S1的输出电流减小时，第一电流传感器P1的输出信号UA也减小，使得UA<UB，此时比较器U1输出的电压信号小于零，该信号经放大器U2放大功率后输入调控电机D1的电枢绕组，使得调控电机D1反转，第二激磁电容C2的容值也随之调小，流经第二激磁电容C2的电流也随之减小，第二电流传感器P2的输出信号UB也随之减小，直至UA=UB时，调控电机D1停止转动，使得第二激磁电容C2的容值维持在调整值上；

当输出绕组S1的输出电流增大时，第一电流传感器P1的输出信号UA也增大，使得UA>UB，此时比较器U1输出的电压信号大于零，该信号经放大器U2放大功率后输入调控电机D1的电枢绕组，使得调控电机D1正转，第二激磁电容C2的容值也随之调大，流经第二激磁电容C2的电流也随之增大，第二电流传感器P2的输出信号UB也随之增大，直至UA=UB时，调控电机D1停止转动，使得第二激磁电容C2的容值维持在调整值上。

这样，使得第二激磁电容C2的容值能根据输出绕组S1的输出功率的变化自动调整。