变频发电机组.pdf

本发明公开了一种变频发电机组，包括多极发电机、输出端与多极发电机输入端相连的发动机以及输入端与多极发电机输出端相连的AA式变频转换器；其特征在于所述发动机的输出端与多极发电机的输入端之间安装有增速器。本发明通过在发动机的输出端安装增速器来提高发动机转速，增大了发电机频率，以此进一步降低了AA式变频转换器输出电压的波形失真度，使得AA式变频转换器能够在本发明中得以有效使用，不仅提高了发电机效率，且使得本发明整体的重量和体积都得以减小。同时由于本发明的改进过程极为简单方便，改进成本也得到了节约。

1.  一种变频发电机组，包括多极发电机(2)、输出端与多极发电机(2)输入端相连的发动机(1)以及输入端与多极发电机(2)输出端相连的AA式变频转换器(3)；其特征在于所述发动机(1)的输出端与多极发电机(2)的输入端之间安装有增速器(4)。

变频发电机组
技术领域
本发明涉及一种变频发电机组。
背景技术
现有的变频发电机组通常由发动机驱动多极发电机发出较高频率的等幅交流电，然后通过ADA式变频转换器内的整流逆变电路转换成50Hz或60Hz的正弦交流电，其逆变过程实际上是通过20K左右频率对直流进行斩波再用电感进行滤波使输出的波形复原成50Hz或60Hz正弦波交流电的，由于20K的频率能量很大，容易产生高次谐波并通过电感辐射到空中生产电磁干扰；加之ADA式的整流逆变电路中一般都要采用价格昂贵的大功率半导体功率器件及大容量电容，电路构成复杂，成本高，故目前的ADA发电方式只能用在较小功率的发电机上。
与之相反，目前的AA式发电方式恰好可以解决上述ADA发电方式存在的缺陷。所述AA式发电过程实际上是采用可控硅整流电路来实现交流输入电压至交流输出电压的直接转变，其取消了ADA发电方式中20K左右的高频斩波过程，所以没有高频辐射干扰，几乎消除了电磁干扰；也取消了使用价格昂贵的大功率半导体功率器件，以及大容量电容，避免使用体积较大容易造成电磁干扰的大电感，故大大减低了电路成本，也简化了电路构成。
但是现有的变频发电机组中一般都不采用AA式变频转换器对发电机输出端电压进行AA式转换，其原因如下：
AA式发电方式中为了降低最终交流电的波形失真度，必须尽可能高的提高发电机频率。然而对于目前常见的由功率为1kw～5kw的小型发动机驱动的发电机而言，其定子上输出的交流电频率通常为300Hz或400Hz，相比所需的交流电频率提高还不到10倍，该频率的交流电经过AA方式转换成50Hz或60Hz的交流电后的波形失真度仍然较高，无法满足所需要求。
当然为了克服目前变频发电机组不适合采用AA式变频转换器的缺点，并降低输出电压波形失真度，其关键就是要提高发电机频率。为此现有技术也做过相应的努力，并且通常是从以下三个方面入手：
1.采用转速更高的发动机取代现行发动机来提高发电机频率，然而转速的提高无疑对于发动机部件产生了更高的要求，使得发动机成本明显升高；而且高转速的发动机在运转过程中零部件的损耗也大，相应的维护成本也高，同时还存在噪音高、振动大的缺点。
2.通过提高多极发电机定子直径、增加磁极的方式来提高发电机频率，然而其造成的结果是使得发电机体积偏大，导致整个发电机组结构比例失衡。
3.在确保多极发电机定子直径尺寸不变的情况下，通过增加磁极对数的方式来提高发电机频率，然而磁极对数的增加减少了定子上的线槽面积，导致无法绕进与功率相适应的线圈，而且也使得构成磁极的硅钢片的极宽带变窄，强度大大降低。
发明内容
本发明目的是：提供一种输出交流电失真度小，同时体积小，成本低的变频发电机组。
本发明的技术方案是：一种变频发电机组，包括多极发电机、输出端与多极发电机输入端相连的发动机以及输入端与多极发电机输出端相连的AA式变频转换器；其特征在于所述发动机的输出端与多极发电机的输入端之间安装有增速器。
本发明中所述发动机可以是柴油发动机或者汽油发动机或者天然气发动机或者其它发动机。
本发明中所述多极发电机和AA式变频转换器均为现有技术。
本发明中所述增速器为现有技术，例如常规的齿轮增速器。
本发明优点是：
1.本发明通过在发动机的输出端安装增速器来提高发动机转速，增大了发电机频率，以此进一步降低了AA式变频转换器输出电压的波形失真度，使得AA式变频转换器能够在本发明中得以有效使用。显然相比目前使用ADA式变频转换器的发电机组，本发明取消了ADA发电方式中20K左右的高频斩波过程，所以没有高频辐射干扰，几乎消除了电磁干扰；也取消了使用价格昂贵的大功率半导体功率器件，以及大容量电容，避免使用体积较大容易造成电磁干扰的大电感，故大大减低了电路成本，也简化了电路构成。
2.本发明仅仅是在发动机与多极发电机之间增加了增速器便达到了提高发电机频率的目的，即没有增加发动机成本，也没有如背景技术中提及的那样对发电机进行改造而相应增大了其体积或者提高了其制造难度，可以说本发明的改进过程极为简单方便，改进成本也得到了节约。
3.根据发电机的功率重量比与频率的关系可知，发电机频率越高，其功率重量比越大，发电机可做得越轻。本发明通过增加变速器的方式提高了发电机频率，降低了发电机重量与体积，从而减小了变频发电机组整体的重量和体积。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图。
其中：1、发动机；2、多极发电机；3、AA式变频转换器；4、增速器。
具体实施方式
实施例：图1所示为本发明的变频发电机组的一种具体实施方式，它包括多极发电机2、输出端与多极发电机2输入端相连的发动机1以及输入端与多极发电机2输出端相连的AA式变频转换器3；所述发动机1的输出端与多极发电机2的输入端之间安装有增速器4。
本实施例工作时，发动机1通过增速器4提高转速来带动多极发电机2运转，使得多极发电机2定子上输出的交流电压频率得到进一步提高，该交流电压进而通过AA式变频转换器3内的可控硅整流电路转换成所需的正弦交流电输出，其波形失真度得到有效的改善。
本实施例中发动机1的功率为5kw，那么它与采用同一发动机的现有常规ADA式变频发电机组进行比较如下：
1.重量比较(不包括发动机)：

2.电器性能比较：

3.本发明与现有的ADA式变频发电机组相比，发电机效率提高5％，而价格节省30％。
从上面实施例可知，本发明的优点如下：
1.通过在发动机的输出端安装增速器来提高发动机转速，增大了发电机频率，以此进一步降低了AA式变频转换器输出电压的波形失真度，使得AA式变频转换器能够在本发明中得以有效使用。显然相比目前使用ADA式变频转换器的发电机组，本发明取消了ADA发电方式中20K左右的高频斩波过程，所以没有高频辐射干扰，几乎消除了电磁干扰；也取消了使用价格昂贵的大功率半导体功率器件，以及大容量电容，避免使用体积较大容易造成电磁干扰的大电感，故大大减低了电路成本，也简化了电路构成。
2.本发明仅仅是在发动机与多极发电机之间增加了增速器便达到了提高发电机频率的目的，即没有增加发动机成本，也没有如背景技术中提及的那样对发电机进行改造而相应增大了其体积或者提高了其制造难度，可以说本发明的改进过程极为简单方便，改进成本也得到了节约。
3.根据发电机的功率重量比与频率的关系可知，发电机频率越高，其功率重量比越大，发电机可做得越轻。本发明通过增加变速器的方式提高了发电机频率，降低了发电机重量与体积，从而减小了变频发电机组整体的重量和体积。