无刷同步发电机交流励磁机的设计

毕业设计论文题目无刷同步发电机交流励磁机的设计

（院）系电气与信息工程系

专业电气工程及其自动化班级1 学号3

学生姓名

导师姓名

完成日期200年月15日

毕 业 设 计（论 文）任 务 书

————☆———— 设计（论文）题目： 无刷同步发电机交流励磁机的设计 姓名 系别 电 气 系 专业 电 气 工 程 班级 01 学号3 指导老师 教研室主任

一、基本任务及要求：

1、基本技术要求： 1）﹑主发电机的励磁电压 V U d 92=

2） 、主发电机的励磁电流 A I d 2.53=

3）﹑额定转速 min /1000r n N =

4）﹑相数 m=3

5）﹑极对数 81000

1336060=⨯==n f p 2、本毕业设计课题主要完成以下设计内容：

（1）交流励磁机的电磁设计方案；

（2）无刷励磁方案的设计；

（3）主要零部件图（定子冲片、定子绕组、转子冲片、转子绕组、 电机总装图等）的绘制；

（4）说明书。

二、进度安排及完成时间：

2月16日——3月6日：查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告 3月6日：抽查文献综述、开题报告撰写情况 3月7日——3月21日：毕业实习、撰写实习报告 3月22日——5月29日：毕业设计 4月底：毕业设计中期抽查 5月30日——6月15日：撰写毕业设计说明书（论文） 6月16日——6月20日：修改、装订毕业设计说明书（论文） 6月20日——6月26日：毕业设计答辩

目录

摘要 (Ⅰ)

Abstract (Ⅱ)

第1章绪论 (1)

1.1无刷同步发电机励磁系统概述 (1)

1.1.1二极管无刷励磁系统 (1)

1.1.2晶闸管无刷励磁系统 (4)

1.1.3无刷励磁系统的技术规范 (6)

1.2 无刷同步发电机的励磁方式 (8)

1.2.1按交流励磁功率源分 (8)

1.2.2按旋转元件分 (9)

1.2.3按有无交流励磁机分 (10)

1.3 励磁系统发展趋势 (12)

1.4同步发电机励磁系统应注意事项 (13)

第2章无刷同步发电机的工作原理和结构特点 (15)

2.1引述 (15)

2.2无刷同步发电机的结构特点 (15)

2.2.1 交流励磁机 (16)

2.2.2 旋转整流器 (16)

2.2.3 交流励磁机和旋转整流器的安装 (17)

2.3 交流励磁机的电压响应特性 (17)

2.3.1 空载励磁电压响应 (18)

2.3.2 负载励磁电压响应 (18)

2.3.3 发电机三相短路的励磁电压 (18)

2.4 无刷同步发电机的工作原理 (19)

第3章方案总体设计 (21)

第4章方案实体设计 (23)

4.1励磁机的电磁设计 (23)

4.1.1 磁路设计思想 (23)

4.1.2 性能调整 (25)

4.2 旋转整流器的设计 (25)

4.2.1 旋转整流元件的选用 (26)

4.2.2 旋转整流元件的安装方式 (27)

4.2.3 旋转整流器的保护措施 (27)

4.3电磁计算 (28)

4.3.1技术参数的确定 (28)

4.3.2励磁机容量的确定 (28)

4.3.3主要尺寸的确定 (28)

4.3.4定子绕组与铁心的设计 (28)

4.3.5转子绕组与铁心的设计 (28)

4.3.6定、转子槽形尺寸的确定 (29)

4.3.7槽绝缘的确定 (29)

4.3.8磁路计算 (29)

4.3.9 稳态参数（漏磁）的确定 (29)

4.3.10 电枢反应磁势和功率因数角的确定 (30)

4.3.11 主机满（空）载时励磁电流的计算 (30)

4.3.12 瞬态参数 (30)

4.3.13 损耗与效率 (30)

4.3.14 温升估算 (31)

4.4 电磁设计计算程序 (31)

结束语 (49)

参考文献 (50)

致谢 (51)

附录A：交流励磁机定子及转子冲片图

附录B：交流励磁机定子及转子绕组图

附录C：无刷同步发电机总装图

无刷同步发电机交流励磁机的设计

摘要：无刷同步发电机具有维护简单，可靠性高，没有旋转接触导电部分等优点。特别适用于有易燃气体及多粉尘和无人管理的自动化电站中。无刷同步发电机主要由主发电机、交流励磁机、旋转整流器组成。本文以交流励磁机设计为主题进行理论研究。

在介绍了无刷同步发电机励磁系统概述及发展趋势后，对其工作原理和结构特点进行了介绍。本文重点对交流励磁机的磁路进行计算，但磁路计算先要解决两个问题：如何根据主发电机给定的直流励磁电压和直流励磁电流计算出交流励磁机的输出交流相电势，相电流及交流励磁机容量；如何计算交流励磁机的电枢反应，功率因数及其所需的安匝数。这都在后续章节中解决了。对旋转整流元件的选用、安装、保护等都进行了介绍。

关键词：无刷同步发电机交流励磁机旋转整流器

I

The design of Brushless synchronous

AC generator of AC excitor

ABSTRACT:The brushless synchronous AC generator take on the merits such as the simple maintenance ,the high dependability not having the revolve contact conduct electricity part. Be applicable to flammability gas many powder and the automatiz ation power station of nobody managing. The design of Brushless synchronous AC generator constitute of the main generator AC excitor revolve selenium rectifier and so on. This dissertation is focused on the theory of control design for AC excitor.

Firstly. This thesis introduces the summarize and developing trend of Excitation system of the Brushless synchronous AC generator.Then introduce the principle of work and the construction characteristic. This thesis calculates emphases the excitor circult of AC excitor .but the calculate of excitor circult must solve two problem: how to caculate the output AC phasic potential, phasic electric current and the capacity of AC excitor basing on the main generator direct current excitating voltage and direct current excitation current ;how to caculate the armature feedback, power factor and required ampere-turn of AC exciter.All that will be solved in the later chapter.In the end I explain the selecting installation and protection of the revolving rectifier element. Keywords: Brushless synchronous AC generator Excitation system revolving rectifier

II