[發明專利]混合勵磁凸極汽輪發電機轉子結構

無效

• 申請號: 201010251762.0
• 申請日: 2010-08-12
• 公開（公告）號: CN101951045A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 李偉力;管春偉;霍菲陽
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種混合勵磁凸極汽輪發電機轉子結構，屬于電機技術領域。

背景技術

現有汽輪發電機的勵磁系統普遍采用電勵磁方式，電勵磁方式具有容易實現、調節靈活，同時氣隙磁場容易調節的優點，但是它的勵磁功率完全由電勵磁磁勢提供，勵磁損耗較大，會導致電機效率偏低，如圖9所示，為目前大型凸極同步汽輪發電機普遍采用的單一電勵磁結構，其主磁場完全由直流勵磁電流產生，它的轉子繞組主要采用裸扁銅排或者鋁排通直流電來產生主磁場，隨著電機容量的增大，轉子繞組的電流密度也需要相應的提高，這就造成轉子溫度的升高，甚至超過容許溫升。永磁材料由于基本不消耗能量、沒有污染及磁能積高，而被廣泛應用。隨著永磁材料如釹鐵硼、釤鈷性能的不斷改善，其熱穩定性和耐腐蝕性都得到了提高，同時價格也逐步降低。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有采用單一電勵磁方式來產生主磁場的汽輪發電機，當提高其轉子繞組的電流密度時會造成轉子溫升過高的問題，提供一種混合勵磁凸極汽輪發電機轉子結構。

本發明包括磁極和磁軛，磁極固定在磁軛上，磁極由極身、勵磁繞組和極靴組成，極身上纏繞勵磁繞組，它還包括永磁體和隔磁體，

極身表面上中間位置設置凹槽，凹槽內嵌入永磁體，永磁體兩側與凹槽的兩側壁之間分別填充隔磁體。

本發明的優點是：

本發明提出了一種混合勵磁的凸極同步汽輪發電機的勵磁結構，采用該結構的永磁體與勵磁繞組同時產生主磁場，可以充分的利用永磁體產生的勵磁磁勢，減小原有勵磁繞組的功率，由此降低勵磁繞組中直流通電的電流密度，降低了勵磁繞組中直流通電對電機轉子產生的溫升，減小了由于轉子溫升過高而對電機造成的影響，同時它進一步提高了勵磁磁勢。

附圖說明

圖1為實施方式二所述的本發明的結構示意圖；圖2為實施方式三所述的本發明的結構示意圖；圖3為實施方式五所述勵磁繞組的電流流向與永磁體的磁場方向示意圖，它采用實施方式二所述的轉子結構；圖4為實施方式五所述勵磁繞組的電流流向與永磁體的磁場方向示意圖，它采用實施方式三所述的轉子結構；圖5為采用實施方式二所述的轉子結構時，單獨永磁體的磁力線分布圖；圖6為采用實施方式二所述的轉子結構時，單獨勵磁繞組的磁力線分布圖；圖7為采用實施方式三所述的轉子結構時，單獨永磁體的磁力線分布圖；圖8為采用實施方式三所述的轉子結構時，單獨勵磁繞組的磁力線分布圖；圖9為現有汽輪發電機的轉子結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式包括磁極1和磁軛2，磁極1固定在磁軛2上，磁極1由極身1-1、勵磁繞組1-2和極靴1-3組成，極身1-1上纏繞勵磁繞組1-2，它還包括永磁體3和隔磁體4，

極身1-1表面上中間位置設置凹槽，凹槽內嵌入永磁體3，永磁體3兩側與凹槽的兩側壁之間分別填充隔磁體4。

工作原理：本發明采用高性能永磁體3，在使用中要求永磁體3的磁極放置方式產生的磁場和勵磁繞組1-2通電產生的磁場方向一致，由此氣隙磁場一部分通過永磁體3提供，一部分通過直流勵磁繞組1-2提供。當電機空載運行時，控制勵磁繞組1-2的勵磁電流使其減小；當電機處于額定負載時，可以提高勵磁繞組1-2的勵磁電流來提高主磁場的強度。為了減小永磁體3的漏磁通，在永磁體3兩側放置隔磁體4，可以避免永磁體3在轉子鐵心自身內形成循環磁路。由于采用永磁體3的緣故，采用該結構的凸極同步汽輪發電機的原勵磁系統的容量可以降低，同時可以縮小直流勵磁的調節范圍，提高原勵磁系統的穩定性。

具體實施方式二：下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式與實施方式一的不同之處在于極身1-1的凹槽設置于極身1-1上與極靴1-3的相鄰端，凹槽的上端與極靴1-3相連接。其它組成及連接關系與實施方式一相同。

本實施方式中永磁體3靠近極靴1-3一端放置，在永磁體3與極身1-1的凹槽側壁之間的部分，填充隔磁體4來進行固定，隔磁體4可以減小永磁體3兩側所產生的漏磁通。隔磁體4可以為三角形狀。

具體實施方式三：下面結合圖2說明本實施方式，本實施方式與實施方式一的不同之處在于極身1-1的凹槽上端與極靴1-3相連接，下端與磁軛2相連接。其它組成及連接關系與實施方式一相同。

本實施方式在永磁體3與極身1-1的凹槽側壁之間放置隔磁體4，在極身1-1上隔磁體4外側纏繞勵磁繞組1-2，最后通過特殊工藝將永磁體3、隔磁體4和勵磁繞組1-2固定。