[實用新型]新一代直流發電機

有效

• 申請號: 201120167707.3
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN202059303U
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 王宗培;陳敏祥
• 申請（專利權）人: 珠海運控電機有限公司
• 主分類號: H02K29/00
• 分類號: H02K29/00;H02K3/28;H02P9/14
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域????????????????????????????????????????????????

本實用新型涉及一種新一代直流發電機。

背景技術

傳統的直流發電機和電動機一樣都是有維護復雜的機械換向部件（電刷和換向器），近代已很少采用，實際上標準的三相同步發電機發出三相交流電經三相全波整流就可以提供不錯的直流電源。所以通常所說的無刷直流發電機，往往是典型的三相交流同步發電機加上三相全波整流器的系統。近代的設計為了追求節能高效，則廣泛采用轉子為永磁體的結構，避免或節省了勵磁繞組的銅損耗。這種直流發電系統有如下的不足：1、三相全波整流后的直流電壓仍有較明顯的紋波；2、三相交流同步發電機的繞組電感或電樞反應起限制功率輸出的作用，特別是電勵磁情況下；3、轉子采用永磁磁極時，調節復雜，在變速要求穩壓的系統中只能采用主繞組斬波控制的方法來實現，主電路斬波控制使電路損耗加大，系統成本增加；4、主電路斬波控制可保持直流輸出電壓穩定，但繞組內的反電勢在高速時仍很高，提高了對繞組絕緣的要求，降低了系統的可靠性；5、在高速運行范圍內伴隨著反電勢不斷升高，定子鐵芯損耗也顯著增大，削弱了永磁電機節省勵磁損耗及提高效率的作用。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是如何克服現有技術的上述缺陷，提供一種新一代直流發電機。

為解決上述技術問題，新一代直流發電機技術方案（一）：

它包括轉子、定子和換向器，定子包括定子鐵芯、定子繞組、防護罩和端蓋，轉子上有p對磁極，定子鐵芯的槽數為N_S，定子繞組包括N_S?個線圈，且N_S≥?5p，其特征在于：所述線圈依次首尾相連，接成N_S?邊形的電樞內部環路，并引出N_S?個繞組端，所述換向器為電子換向器，該電子換向器包括N_S?個橋臂電路，每個橋臂由兩個二極管順次串聯而成，每個繞組端分別與一個橋臂電路的中點相接，所有上橋臂二極管的負極相互連接在一起，構成發電機的正輸出端；所有下橋臂二極管的正極相互連接在一起，構成發電機的負輸出端，所述二極管為功率半導體二極管。

新一代直流發電機技術方案（二）：

它包括轉子、定子和換向器，定子包括定子鐵芯、定子繞組、防護罩和端蓋，轉子上有p對磁極，定子鐵芯的槽數為N_S，定子繞組包括N_S?個線圈，且N_S≥?5p，其特征在于：定子繞組均分為a個繞組部分，每個繞組部分包括N_S?/?a線圈，N_S?/?a個線圈首尾相接成a個N_S?/?a邊形，并聯在一起后引出N_S?/?a個繞組端，a為定子鐵芯槽數N_S和磁極對數p的公約數，所述換向器為電子換向器，該電子換向器包括N_S?/?a個橋臂電路，每個橋臂由兩個二極管順次串聯而成，每個繞組端分別與一個橋臂電路的中點相接，所有上橋臂二極管的負極相互連接在一起，構成發電機的正輸出端；所有下橋臂二極管的正極相互連接在一起，構成發電機的負輸出端，所述二極管為功率半導體二極管,?a為定子鐵芯的槽數N_S和轉子磁極對數p的公約數。

在機械結構上，電子換向器可以和發電機本體做成一體，也可以做成一個獨立的部件。

如此設計，電子換向過程不需要外加信號控制，由繞組內部電路的反電勢（EMF）組合決定整流橋電路中二極管的導通和截止，自動完成換向過程；

N_S?個電樞線圈在任一瞬間都可以分成對應于轉子N極下和S極下各p個組，每一組為N_S?/?2p個相鄰線圈，它們EMF的極性相同，相鄰組在相鄰極下極性相反，總共構成2p條電樞繞組內部并聯支路，支路EMF的總和導致支路二端二極管導通向外輸出直流電壓和電流，轉子旋轉時，對應轉子N極或S極下的電樞線圈不斷改變，構成每一條支路的電樞繞組線圈跟著變化，電流換向過程自動完成。

作為優化，所述轉子的磁極為永磁磁極。

作為優化，所述轉子磁極為電勵磁磁極。

作為優化，其還包括勵磁調節電路，該勵磁調節電路包括指令輸入單元、輸出檢測信號單元和功率放大單元，以上部件均與控制單元相連，功率放大單元又與電勵磁磁極的勵磁線圈相連。

在機械結構上，勵磁調節電路可以與電子換向器部件做成一體，也可以做成獨立部件。