[發(fā)明專利]一種雙軸補償空芯脈沖發(fā)電機(jī)及其脈沖成型系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210143965.7
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN102638153A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙偉鐸;崔淑梅;吳紹朋;王少飛
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02K39/00
• 分類號: H02K39/00;H02K1/12;H02K1/22;H02K3/28;H02K1/28
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張果瑞

1.一種雙軸補償空芯脈沖發(fā)電機(jī)，它包括空芯轉(zhuǎn)子和空芯定子，所述空芯轉(zhuǎn)子包括勵磁繞組（3）和交軸補償繞組（2），其特征在于：交軸補償繞組（2）具有四個線圈，每個線圈都是自行短路連接的，交軸補償繞組（2）與勵磁繞組（3）中的相鄰兩個線圈的軸線為在空間上的機(jī)械角度相差45°，所述相鄰兩個線圈的電角度相差90°的正交排布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙軸補償空芯脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述電機(jī)采用四極結(jié)構(gòu)，所述的空芯定子由電樞繞組（1）、空芯定子軛（9）和機(jī)殼（5）組成，空芯定子內(nèi)部為圓筒形空腔，該圓筒形空腔內(nèi)設(shè)置有空芯轉(zhuǎn)子；

所述空芯定子軛（9）的外側(cè)壁固定于機(jī)殼（5）的內(nèi)壁上；所述電樞繞組（1）固定在空芯定子軛（9）的內(nèi)壁上；

所述空芯轉(zhuǎn)子是由內(nèi)向外依次為空芯轉(zhuǎn)子軛（12）、勵磁繞組（3）、勵磁繞組繃帶（11）、交軸補償繞組（2）以及補償繞組繃帶（10）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙軸補償空芯脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述電樞繞組（1）具有四個線圈，該四個線圈采用并聯(lián)接法。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙軸補償空芯脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述電樞繞組（1）為單相繞組，且采用無槽同心式結(jié)構(gòu)，由多股利茲線并聯(lián)繞制而成。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙軸補償空芯脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述空芯定子軛（9）由復(fù)合材料纏繞而成，其內(nèi)表面通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)電樞繞組（1），外表面通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)于所述機(jī)殼（5）的內(nèi)壁上。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙軸補償空芯脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述空芯轉(zhuǎn)子軛（12）由不導(dǎo)磁的復(fù)合材料構(gòu)成。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙軸補償空芯脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述勵磁繞組（3）通過勵磁繞組繃帶（11）固定在空芯轉(zhuǎn)子軛（12）表面；所述交軸補償繞組（2）通過補償繞組繃帶（10）固定；所述勵磁繞組繃帶（11）及補償繞組繃帶（10）由復(fù)合材料環(huán)氧樹脂纏繞固化而成。

8.基于權(quán)利要求2所述的一種雙軸補償空芯脈沖發(fā)電機(jī)的脈沖成型系統(tǒng)，其特征在于：它包括主放電晶閘管（15）、負(fù)載（16）、整流器（17）、續(xù)流二極管（18）、啟勵電容（19）和啟勵晶閘管（20）；

定子電樞繞組（1）通過主放電晶閘管（15）與負(fù)載（16）形成放電回路；所述定子電樞繞組（1）輸出的電壓經(jīng)整流器（17）整流后，通過電刷（14）滑環(huán)（13）與轉(zhuǎn)子勵磁繞組（3）相連，形成自激回路；啟勵電容（19）和啟勵晶閘管（20）通過電刷（14）滑環(huán)（13）與轉(zhuǎn)子勵磁繞組（3）形成閉合的啟勵回路；

整流器（17）采用單相橋式全控整流結(jié)構(gòu)。

9.基于權(quán)利要求8所述的一種雙軸補償空芯脈沖發(fā)電機(jī)脈沖成型系統(tǒng)的脈沖成型方法，其特征在于，實現(xiàn)脈沖成型方法的步驟如下：

步驟一：采用原動機(jī)拖動轉(zhuǎn)子主軸（7）旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，通過控制離合器（8）將原動機(jī)與轉(zhuǎn)子主軸（7）脫開，所述轉(zhuǎn)子靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；

步驟二：控制啟勵晶閘管（20）閉合，使啟勵回路閉合，啟勵電容（19）向轉(zhuǎn)子勵磁繞組（3）提供種子電流，定子電樞繞組（1）獲得感應(yīng)電勢，該感應(yīng)電勢通過整流器（17）整流后，再輸給勵磁繞組（3），使勵磁繞組（3）中產(chǎn)生勵磁電流，形成正反饋的自激過程；

步驟三：監(jiān)測勵磁繞組（3）中的電流，當(dāng)勵磁電流達(dá)到額定值時，控制整流器（17）停止整流，勵磁電流經(jīng)續(xù)流二極管（18）續(xù)流；根據(jù)負(fù)載（16）需求，設(shè)定主放電晶閘管（15）的觸發(fā)角，控制主放電晶閘管（15）閉合，電樞繞組（1）向負(fù)載放電；轉(zhuǎn)子上短接的交軸補償繞組（2）和續(xù)流的勵磁繞組（3）感應(yīng)電流，分別提供交軸與直軸補償，輸出所需的脈沖電流波形。