[其他]高效能的單相異步發電機接線方法

在審

• 申請號: 101986000004473
• 申請日: 1986-06-29
• 公開（公告）號: CN86104473B
• 公開（公告）日: 1988-02-10
• 發明（設計）人: 吳漢光;林孝義
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 代理公司: 福建省專利代理事務所
• 代理人: 林振華;肖樺

單相異步發電機是一種發電裝置。它的接線方式直接關系到電機的容量和有效材料的利用率，是一個十分重要的問題。本發明提出的接線方式利用自勵電流和負載電流在相位上的搭配，使得電機的全部導體既對輸出負載作貢獻，也對電機的無功伏安作貢獻，從而大大提高了電機的出力和節省了原材料。

本發明涉及電機的接線方式，特別是單相異步發電機的接線方式。

目前，國內外單相電容自勵異步發電機，一般都是由單相異步電動機或三相異步電動機改接而成，通常帶阻性負載。它的接線方式直接關系到電機的容量大小和有效材料利用率的高低，所以，這是一個十分重要的問題。在現有的技術中，美國麻省理工學院的D.J.Bernays，Jr提供了一種把帶輔繞的單相異步電動機改接成單相發電機的接線方式（參閱IEEE PESC 1982年年會會議記錄第185頁），其具體的做法是將輔助繞組棄置不用，主繞組兼作勵磁和電樞繞組。所以，流經主繞組的總電流_A是負載電流_R和勵磁電流_C的相量和。這種接線方式的缺點是，只使用了部分定子繞組，材料利用率低;_C和_R的相位差大約90°左右，由它們所疊加主繞組電流_A總是比負載電流_R大，即是說，最大的負載電流_RN小于輸出繞組的額定電流_AN，所以，采用這種接線方式的電機出力小、負載能力不能令人滿意。

針對上述技術所存在的缺點，本發明的任務是設計一種勵磁功率大、出力大、材料利用率高的單相異步發電機的接線方式。

本發明的任務通過以下方法來實現：

電機的定子繞組由兩個軸線互相垂直的繞組OA、OB所構成，兩個繞組的額定電流可以相等，也可以不相等，當額定電流不相等時，以額定電流小的繞組作OA繞組，繞組OA在相位上超前繞組OB90電度。這兩個繞組反接串聯后，在AB端并接電容C自勵，繞組OA接負載。電容C的選擇以勵磁電流_C不超過繞組的額定電流為原則。因為勵磁電流流經全部定子導體，使電機的全部導體對勵磁作貢獻，提高了勵磁功率和材料的利用率;又由于繞組OA和繞組OB反接串聯，使勵磁回路的電勢相位超前負載回路的電勢相位，致使容性勵磁電流_C與負載電流_R的相位差大于90°，這兩個電流在繞組OA中的相量和_A在數值上就有可能小于負載電流_R。空載時，繞組OA的電流就是_C，接上負載后，隨著_R的上升，_A的逐漸下降至某一個最低值。如果負載繼續加大，_A則開始上升，直到額定值_AN，此時有_R＝_RN＞_AN即負載電流的極大值_RN超過了繞組的額定電流_AN（見圖1），顯而易見，電機的負載能力也大大地提高了。

為了維持電機輸出電壓恒定，可通過并接在電容C兩端的控制器改變其電容值來實現。

下面結合附圖2、3、4分別對本發明的三個實施例作進一步的說明。

圖2，將帶有輔助繞組的單相異步電動機改接成發電機的接線圖。

圖3，將三相異步電動機改接成發電機的接線圖。

圖4，電機重新嵌線的接線圖。

圖2中繞組OB為電動機的主繞組，繞組OA為電動機的輔助繞組，它們反接串聯后并接電容器C_１，為了充分利用OB繞組，增大其勵磁無功功率，在OB繞組兩端另并接電容器C_２、C_１、C_２皆為勵磁電容，C_１為固定電容，它的選擇原則是當電機空載時，使通過OA繞組的電流I_A等于該繞組的額定電流I_AN;C_２選擇的原則是在C_１確定的條件下，使通過繞組OB的電流I_C在負載范圍內不超過其額定值。