[發(fā)明專利]徑向雙極式永磁與勵(lì)磁混合勵(lì)磁多相發(fā)電機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010132829.9
• 申請(qǐng)日: 2010-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN102185405A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳小偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 柳小偉
• 主分類號(hào): H02K3/28
• 分類號(hào): H02K3/28;H02K1/27;H02K1/24;H02K7/18
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供一種徑向雙極式永磁與勵(lì)磁混合勵(lì)磁多相發(fā)電機(jī)，屬于汽車電器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

汽車產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。發(fā)電機(jī)是汽車上重要的電器，也已經(jīng)形成了一個(gè)很大的研究領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。人們對(duì)汽車舒適性要求越來(lái)越高，所以車用發(fā)電機(jī)的功率也越來(lái)越大，現(xiàn)在的中高檔汽車的發(fā)電機(jī)一般都在1KW左右。

隨著發(fā)電機(jī)功率的增加，其定子繞組的相數(shù)從單相(150W左右)、兩相(450W左右)過(guò)渡到現(xiàn)在普遍采用的三相(900W左右)，但是當(dāng)發(fā)電機(jī)功率達(dá)到1KW左右時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電壓波動(dòng)太大、電樞反應(yīng)加強(qiáng)、效率降低、整流二極管因負(fù)載太大而發(fā)熱增加、壽命降低等問(wèn)題。

近些年發(fā)展起來(lái)的永磁發(fā)電機(jī)，已經(jīng)解決了永磁發(fā)電機(jī)隨轉(zhuǎn)速增加電壓迅速升高、電壓不可調(diào)的問(wèn)題，已在低速、低功率車輛中得到廣泛的應(yīng)用，并取得了很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但是，它們也存在中等功率(1KW左右)穩(wěn)壓困難、穩(wěn)壓成本太高的缺點(diǎn)。

如CN1677793所公開的“混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用四相永磁發(fā)電機(jī)”采用CN1707938所公開的“混合動(dòng)力汽車用整流穩(wěn)壓器”來(lái)實(shí)現(xiàn)整流穩(wěn)壓，已經(jīng)完全適合低速、小功率發(fā)電機(jī)的要求；但是，面臨的重要問(wèn)題就是前述應(yīng)用于中等功率發(fā)電機(jī)時(shí)穩(wěn)壓困難、穩(wěn)壓成本太高導(dǎo)致整個(gè)發(fā)電機(jī)成本太高等問(wèn)題；因?yàn)槊繅K永磁體與每四個(gè)定子鐵芯極相對(duì)應(yīng)，若采用瓦片狀永磁體(極靴沿圓周方向厚度相同)，則加工成本高、易因加工精度低產(chǎn)生大的附加氣隙、安裝時(shí)廢品率增加；若采用條形永磁體，則通過(guò)極靴在氣隙里產(chǎn)生的磁場(chǎng)不均勻(因?yàn)闃O靴沿圓周方向兩側(cè)薄、中間厚，為了得到正弦波形)、從而導(dǎo)致電壓波形正弦畸變率加大、效率降低(實(shí)驗(yàn)證明比相同表面積的瓦片狀永磁體低3.5％左右)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在于解決上述問(wèn)題，提供一種磁場(chǎng)充分利用、在寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)輸出電壓穩(wěn)定的直流電、整流器發(fā)熱少壽命長(zhǎng)、穩(wěn)壓簡(jiǎn)單可靠成本低的徑向雙極式永磁與勵(lì)磁混合勵(lì)磁多相發(fā)電機(jī)。是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種徑向雙極式永磁與勵(lì)磁混合勵(lì)磁多相發(fā)電機(jī)，包括前端蓋，后端蓋，轉(zhuǎn)軸，整流器，穩(wěn)壓器，電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子，由轉(zhuǎn)子鐵芯、永磁體構(gòu)成的永磁轉(zhuǎn)子，由定子鐵芯、電樞繞組構(gòu)成的定子；安裝在轉(zhuǎn)軸上的永磁轉(zhuǎn)子和電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子共用一個(gè)電樞繞組，產(chǎn)生的磁勢(shì)在磁路中并聯(lián)合成；電樞繞組的首端接于發(fā)電機(jī)的正極輸出端，電樞繞組的尾端分別接整流器、穩(wěn)壓器的輸入端，以實(shí)現(xiàn)整流、穩(wěn)壓；

所述電樞繞組為n相完全相同的電樞繞組，n相中的每相電樞繞組都分別跨過(guò)定子鐵芯上的n個(gè)極依次嵌線，上述電樞繞組的相位差為360/n度，n為大于等于4的整數(shù)；

所述永磁體為2m塊條形永磁體，m為大于等于2的偶數(shù)，相同極性的兩塊水磁體相互靠近，不同極性的每?jī)蓧K永磁體相互間隔、且沿圓周均勻分布；

永磁轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極與電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極在軸向?qū)R、極性相同、且均與定子鐵芯上的每n個(gè)極相對(duì)應(yīng)；所述永磁轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極為每相鄰兩塊極性相同的永磁體。

電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子為爪極結(jié)構(gòu)，包括爪極、法蘭盤、勵(lì)磁繞組；所述電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極為每個(gè)爪極。

電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子為雙爪極結(jié)構(gòu)，包括爪極、法蘭盤、勵(lì)磁繞組；勵(lì)磁繞組兩側(cè)的法蘭盤對(duì)合，每個(gè)法蘭盤上連接2m個(gè)爪極，同一個(gè)法蘭盤上的相鄰兩個(gè)爪極相互靠近，不同法蘭盤上的每?jī)蓚€(gè)爪極相互錯(cuò)開、且沿圓周方向均勻分布；所述電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極為同一個(gè)法蘭盤上的每相鄰兩個(gè)爪極。

電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子為凸極結(jié)構(gòu)，包括凸極轉(zhuǎn)子鐵芯、勵(lì)磁繞組；勵(lì)磁繞組按通入直流電后凸極的凸面產(chǎn)生的極性為N極、S極相間隔的規(guī)律繞線，每個(gè)凸極上勵(lì)磁繞組的匝數(shù)相等；所述電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極為每個(gè)凸極。

所述整流器包括2n個(gè)二極管，構(gòu)成n相橋式整流器。所述整流器包括3n個(gè)二極管，構(gòu)成3n管整流器。所述穩(wěn)壓器由基準(zhǔn)電路、比較電路、控制電路、觸發(fā)電路、H橋組成。還包括真空泵；真空泵由泵體、安裝在泵體內(nèi)的泵轉(zhuǎn)子和泵蓋組成，泵轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)軸的花鍵相配合，泵體通過(guò)螺栓安裝在泵蓋上，泵蓋通過(guò)螺栓安裝在所述后端蓋上。

工作原理：

當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子電樞繞組切割由永磁轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)、電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在氣隙中并聯(lián)合成的徑向磁場(chǎng)，從而由電樞繞組向外輸出電能；

因?yàn)樗鲭姌欣@組為n相完全相同的電樞繞組，n相中的每相電樞繞組都分別跨過(guò)定子鐵芯上的n個(gè)極依次嵌線，上述電樞繞組的相位差為360/n度，n為大于等于4的整數(shù)；

所述永磁體為2m塊條形永磁體，m為大于等于2的偶數(shù)，相同極性的兩塊永磁體相互靠近，不同極性的每?jī)蓧K永磁體相互間隔、且沿圓周均勻分布；