文档介绍：无刷交流同步发电机原理与构造
无刷交流同步发电机原理与构造
国民经济建设和人民生活时刻离不开电能，同步发电机由原动机驱动而旋转，把机械能转换成电能，向用电设备提供交流电源。
无刷同步发电机由于其无线电干扰小，无电刷组S1S2感应的电势经单相全波整流器组Dl整流后输入交流励磁机励磁绕组 F3F4 建立交流励磁机磁场,使交流励磁机电枢绕组感应三相电势,该电势经旋转整流桥D2整流后输入主发电机励磁绕组F1F2 ,建立主发电机磁场,使发电机定子绕组感应电势,从而输出电能.
第二节 无刷同步发电机构造
一、概述
中小型同步发电机的构造主要有二种型式
(一)旋转电枢式
磁极固定不动(不动部份称定子)，电枢绕组 (感应导体)在转子上转动
，利用旋转整流器把交流电从转子上引出来，交流励磁机就是这种电机。
(二)旋转磁场式
磁极装在转子上转动,电枢绕组装于定子上不动,可直接用电缆引出交流电。无刷发电机的本体就是这种型式电机。
此类电机又可以分为:
凸极式发电机：有明显的磁极，在磁极铁心上套有集中磁极绕组。
隐极式发电机：没有明显的磁极，磁极绕组分散嵌在转子(磁极)铁心槽内。
中小型发电机大都采用转场式。不论凸极式还是隐极式发电机，其结构可分为两大部分，即静止部分，包括定子(机座、定子铁心、定子绕组)，端盖，轴承盖(套)，交流励磁机定子等；转动部分又称转子，包括转轴、转子铁心(磁极铁心)、磁极绕组、轴承、风扇、励磁机电枢、旋转整流器等。
二、无刷同步发电机结构
TFW系列元刷发电机典型结构见图3-9(凸极式)，图3-10(隐极式)
(一)静止部份
：由机座、定子铁心、定子绕组所组成。定子铁心及定子绕组是产生感应电势、电流的部分，亦称电枢。
(1)机座
机座是发电机的整体支架，用来固定电枢并和前后两端盖一道支承转子。
机座有铸铁铸造和钢板焊接两种，TFW系列多为铸铁结构，经机械加工而成。机座内壁分布筋条用以固定电枢，两端面加工有止口及螺孔与端盖配合固定，机座下部铸有底脚，以便于电机固定在底架或基础上。
机座上一般有出线盒，或位于机座的右侧面(从轴伸端看),或位于机座上部，出线盒装有接线板，以便引出交流电等。位于机座上部的出线盒一般均装有励磁调节器。
TFE系列无刷发电机机座是钢板焊接结构，它是几块罩式钢板及端环、底脚焊接而成，具有造型新颖、省工省料、重量轻等特点。
（2）定子铁心
定子铁心是电机磁路的组成部分。。铁心开有均匀分布的槽，以嵌放线圈。为了减少铁心的涡流损耗，硅钢片两面涂有绝缘漆。
TFW系列由于转子采用1mm低碳钢板做铁心，所以为了提高材料利用率，定子铁心常用扇形硅钢片来拼成一个整圆铁心，拼时把每层的接缝互相错开。定子铁心有外压装和内压装两种：外压装就是以扇形冲片拼成整圆，并迭压一定长度后经过一定压力，由压圈和扣片形成一个整体，再经嵌线、绝缘处理后压入于机座上。内压装则是直接由扇形冲片迭压在已经加工的机座上，后再嵌线，并经绝缘处理。
较大容量的发电机铁心，为增加散热面积，常在沿轴向长度上留有数道通风沟。
TFE系列发电机由于定、转子均采用硅钢片冲制，所以其定子铁心是用整圆硅钢片迭压的 , 再与压圈一道用CO2气体保护焊接成一体。这种结构具有材料利用率高、容易加工的特点。
(3)定子绕组
绕组由线圈组成，线圈采用高强度聚酯漆包圆铜线绕制，并按一定的方式连接，嵌入铁心槽中。这是产生感应电势，流通交流电流的部分，是发电机的核心。
线圈采用的导线规格、线圈臣数、并联路数等由电磁设计确定。绕组型式有双层迭绕、单层链式、单双层式等。
定子绕组嵌于铁心槽中，还必须有层间绝缘、相间绝缘和对地绝缘。主绝缘材料多采用
B级材料即D·M·D 聚酯薄膜无纺布复合箔，F级绝缘采用 N·M·N。
线圈在铁心槽内受到交变电磁力及平行导线之间的电动力，可能使线圈移动或振动，因此绕组要紧固，不能松动。一般可用玻璃布板做成槽模在槽内压紧线圈，同时在两端部用玻璃纤维带扎紧，再把整个电枢经绝缘处理，使电枢形成一个坚固的整体。
端盖与机座配合后用于支承转子，因此在端盖中心有轴承室圆孔，以便装轴承。端盖的端面有止口与机座配合，与柴油机专配的发电机在轴伸端的端盖两端面，均有端面止口。所有这些止口与轴承室的同轴度加工精度要求高，以便保证转子装配后的同轴度要求。
TFW系列发电机端盖用铸铁铸造。
TFE系列发电机端盖由钢板焊接而成。轴承则装于轴承套内，安装方便。
交流励磁机定子为磁场，TFW系列发电机励磁机定子铁心用1mm低碳钢板制成，具有若干磁极，而后套以激磁线