徐剑萍1，  陈世民2，  周红薇1

(1江西清华泰豪三波电机有限公司，江西南昌330096：2总装驻南昌地区军事代表室，江西南昌330096)

摘要：就双频变频发电机无刷结构，提出了双电板式上电机和单枢式励磁机结构设计模式，着重阐述了中频发电机、工频电机、复合励磁机和无刷投励装置结构没计特点。

    关键词：双频；变频；发电机；无刷结构

l 双频变频发电机

无刷结构总体双频变频发电机无刷励磁技术可实现发电机同时发出两种频率(50 Hz和400Hz)的交流电源，也可将某种频率(50 Hz)的交流电源转变成另一种频率(400Hz)的交流电源，整个运行过程都是无刷化状态。因此，要进行双频变频发电机无刷结构设计。

    双频变频发电机无刷结构总体主要由中顺发电机、工频电机、复合励磁机、无刷投励装置、旋转整流器、离合器、风扇、机座、端盖、轴承和防护罩等组成。双频变频发电机为双枢式主电机和单枢式励磁机组成的三枢结构，其无刷结构总体如图1所示，在机座内同轴式布置有中频定子和工频定子，与其对应在转轴上布置有中频转子和工频转子，中频定子侧的机座止口上安装前端盖，前端盖与转轴间通过轴承安装，前端盖内转轴卜安装有带风扇离合器外壳，工频定子侧的机座止口上安装后端盖，后端盖与转轴间通过轴承安装，后端盖内安装有复合励磁机定子，后端盖内转轴上对应安装有复合励磁机转子。

 

 

    2中频发电机结构

   中频发电机由中频定子和中频转子组成，中频定子有中频定子铁心、中频主绕组和中频谐波绕组，巾频转子有中频转子铁心、中频磁极绕组及中频阻尼绕组。

    中频定子铁心由中频定子铁心冲片叠压而成，铁心叠压时斜半槽，消除齿谐波。中频定子铁心冲片(见图2)中0.35mm厚冷轧硅钢片冲制而成，均布有42个梨形槽。

 

 

    中频主绕组和中频谐波绕组由H级绝缘的圆形电磁线绕制而成，中频主绕组为分数槽正弦绕组，按中频主绕组展开图(见图3)分布于槽底，u相从第1槽、v相从笫8槽、w相从第15槽起始分布，中频谐波绕组按中频谐波绕组展开网(见图4)分布于中频主绕组上层。

 

    中频转子铁心山中频转子铁心冲片叠压而成，槽底和极顶装有阻JE紫铜条，二端面装有阻尼紫铜板，阻尼紫铜条与阻尼紫铜板焊接一体。转子铁心冲片(见图5)由0．35 mm厚冷轧硅铡片冲制而成，均布有16个极。

    3  工频电机结构工频电机定子有工频定子铁心、工频主绕组和工频谐波绕组。工频电机转子有工频转了铁心、工频磁极绕组及工频阻尼绕组。

    工频定子铁心由6瓣扇形工频定子铁心冲片(见图6)叠压而成，叠压时铁心斜一槽，消除齿谐波，工频定子铁心冲片由0．5 mm厚冷轧硅钢片冲制而成，整网均布有36个梨形槽。

    工频主绕组和工频谐波绕组由H级绝缘的圆形电磁线绕制而成，工频主绕组为同心式正弦绕组，按工频土绕组展开图(图7)分布于槽底，工频谐波绕组按频谐波绕组展开图(见图8)分布于工频主绕组上层，并与工频主绕组正交分布。

 

    工频转子铁心由工频转子铁心冲片(见图9)叠压而成，极顶装有阻尼紫铜条，两端面装有阻尼紫铜板，阻尼紫铜条与阻尼紫铜板悍接一体。工频转子铁心冲片由1 mm厚冷轧钢片冲制而成。

4复合励磁机结构

双频发电时，复合励磁机同时为两种频率的发电机提供互不干扰的励磁电源；变频发电时，复合励磁机为工频电机提供同步运行所需的励磁，也同时为中频发电机提供发电所需的励磁。

    复合励磁机由复合励磁机定了、复合励磁机转子、旋转整流器和无刷投励装置等组成。复合励磁机定子有一个复合励磁机定子铁心、两套无互感的巾频用励磁绕组和工频用励磁绕组。复合励磁机定子铁心由复合励磁机定子铁心冲片(见图10)叠压而成，为12个励磁磁极，复合励磁机定子铁心冲片由l mm厚冷轧钢片冲制而成。中频用励磁绕组为6个极线圈，工频刚励磁绕组为12个极线圈，它们按正交上下层分布，其绕组展开图如图11所示。

 

    励磁机转子(见图12)有一个复合励磁机转子铁心、两套兀互感的中频用励磁机电楸绕组和工频用励磁机电枢绕组，该两套绕组共一个铁心，励磁机转子铁心的两侧分别安装旋转整流器和无刷投励装置。中频用励磁机电枢绕组为6个极相线圈，工频用励磁机电枢绕组为12个极相线圈，它们按正交上下层分布，其绕组展开图如图13所示。

 

      

 

    5无刷投励装置结构

变频发电时，工频电机当同步电动机运行，必须进行异步起动、同步投励、同步运行过程，整个过程通过无刷投励装置实现无刷励磁。

    无刷投励装置(见图14)由电阻盘、限压电阻(R)、旋转可控管(Kx)和分压电阻(R1和R2)组成。电阻般由环氧酚醛压制成型，限压电阻由绝缘康铜丝在电阻盘外圆槽内绕制而成，分压电阻为线绕电阻并嵌入电阻盘槽内，限压电阻、旋转可控管和分压电阻通过导线连接，通过紧固件固定在电阻盘内。

 

 

    6结  语

按上述各结构设计了sB—ssw7一20型双频变频无刷同步发电机，该发电机通过离心』℃自动离合器与柴油机配套组成20SF一w7无刷型双频变频电站，为炮瞄雷达系统提供8 kw 工频和12kw中频率相交流电源，工频电源专供系统中空调、照明、压缩机等负载，中频电源专供系统中微机、雷达等负载，该发电机已运行12 000 h，性能好、运行稳定、结构可靠、维护简便。