[實用新型]一種V型徑向磁場式定子斜槽混合勵磁發(fā)電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220495090.2
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN202957734U
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 黃夢財
• 申請（專利權(quán)）人: 福建唐力電力設備有限公司
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/27;H02K1/16
• 代理公司: 福州君誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種永磁電機，具體指一種V型徑向磁場式定子斜槽混合勵磁發(fā)電機。?

背景技術(shù)

國際國內(nèi)對永磁發(fā)電機中加入電勵磁繞組調(diào)節(jié)磁場的這類新型發(fā)電機的研究很少，混合勵磁電機結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：?

如圖1所示，一種有刷式混合勵磁發(fā)電機，其電勵磁繞組安放在轉(zhuǎn)子永磁體的下面，不需要占用額外的空間，因此結(jié)構(gòu)簡單，體積較小。圖1電機結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子勵磁電流的引入采用有刷式，可靠性降低。此外電勵磁的磁路經(jīng)過永磁體，而永磁體的磁導率接近空氣的磁導率，因此磁路的磁阻大，為了調(diào)節(jié)氣隙磁通，必須通入很大的勵磁電流，銅耗增加。同時，勵磁繞組42電勵磁磁動勢直接作用于永磁體51，容易發(fā)生不可逆退磁；

如圖2所示，一種混合勵磁永磁同步發(fā)電機，分為永磁部分7和勵磁部分8；其主要特點是永磁體磁路和電勵磁磁路基本上是各自獨立的，電勵磁磁動勢沒有作用到永磁體上，一般不會產(chǎn)生不可逆退磁。由于勵磁電流由集電環(huán)引入，使電機的可靠性降低，不適合在較惡劣的工況下運行，維護費用增加。同時，如果繞線轉(zhuǎn)子長度與永磁體轉(zhuǎn)子長度相等時，為了產(chǎn)生與永磁體相等大小的磁通，通入繞線轉(zhuǎn)子的勵磁電流必須較大，勢必增加轉(zhuǎn)子銅耗，電機的溫升變大，由此導致效率下降、永磁體的工作點改變甚至導致退磁等問題。

圖3所示，一種混合勵磁發(fā)電機，其電勵磁輔助發(fā)電部分與永磁發(fā)電部分共用一個定子鐵心及定子繞組，磁通在氣隙中合成。電勵磁利用轉(zhuǎn)軸作為磁路的一部分，永磁主發(fā)電部分的結(jié)構(gòu)與普通永磁發(fā)電機相同。該電機能夠較好地調(diào)整發(fā)電機的輸出電壓，運行可靠性較高，故障率比有刷結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)整流器低。但發(fā)電機電勵磁部分的水平磁極的兩側(cè)都為長度較小氣隙，加工和裝配精度要求非常高，這顯然增加了裝配工時和制造成本。同時水平磁極9和垂直磁極10為電勵磁磁通提供通路，需要有較大的導磁面積，降低了電機的功率密度。由于存在兩個附加氣隙，使電機電勵磁磁路磁阻顯著增大，致使勵磁電流較大，電機的效率不高。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提高發(fā)電機的性能指標，實現(xiàn)全自動調(diào)壓，動態(tài)實時調(diào)節(jié)輸出功率，使發(fā)電機適應負載范圍寬，過載能力強，節(jié)能效果明顯，提高供電系統(tǒng)的可靠性。?

本實用新型的目的可通過以下結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，其包括機座，機座兩端分別設有前、后蓋；所述機座內(nèi)設有由定子鐵心、直流勵磁繞組構(gòu)成的定子，由永磁體、鐵心磁極、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子沖片組成的轉(zhuǎn)子；所述定子鐵心固定在機座內(nèi)，定子鐵心內(nèi)包括槽部和齒部，所述直流勵磁繞組繞設在齒部；所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸通過軸承與機座轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)子沖片套設在轉(zhuǎn)軸上；其特征在于：所述的轉(zhuǎn)子沖片的每四分之一的外圓弧面上均勻設有四個沖片槽，所述兩極性相反的永磁體和兩鐵心磁極分別對角分布在四個沖片槽上，并形成一個磁極面；所述的兩相鄰的磁極面呈“V”型，兩兩磁極面呈中心對稱。?

所述定子鐵心的齒部和槽部構(gòu)成斜槽結(jié)構(gòu)，所述齒部和槽部的斜距為齒距寬度的1.5倍。?

所述定子鐵心的槽部上設有扣合片。?

所述的扣合片與定子鐵心齒部處在同一個內(nèi)圓面上。?

采用以上結(jié)構(gòu)，由于轉(zhuǎn)子采用“V型”徑向磁場式結(jié)構(gòu)，一對極的兩塊永磁體是串聯(lián)的，因此是一塊永磁體截面對每極氣隙提供磁通，兩塊永磁體的磁化方向長度對磁路提供磁勢，故電機氣隙磁感應強度近似等于永磁體工作點的磁感應強度。電機的直軸和交軸電樞反應電抗小，從而大大削弱了電樞反應的去磁作用。由于直軸和交軸磁阻大，所以感應電勢波形的畸變率變小。同時，由于定子采用斜槽設計，定子繞組同一根導體的個各小段在磁場內(nèi)的位置各不相同，即存在空間位置上的電角度差，因此導體各段感應電勢在時間上存在相位差，導體的感應總電勢為各段導體感應電勢的矢量和，起到了分布效果，可以有效削弱定子繞組所感應的齒諧波電勢，當定子齒部和槽部的斜距選擇為齒距寬度的1.5倍時，具有更好的削弱齒諧波的效果，可以減少電樞反應對槽內(nèi)繞組的影響，使得發(fā)電機的波形畸變率更小，氣隙磁場更接近正弦波，從而減小對負載的影響。所以減小了發(fā)電機電壓調(diào)整率，使之具有接近水平的外特性，提高發(fā)電機的性能指標，實現(xiàn)全自動調(diào)壓，動態(tài)實時調(diào)節(jié)輸出功率，使發(fā)電機適應負載范圍寬，過載能力強，節(jié)能效果明顯，提高供電系統(tǒng)的可靠性。?

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細說明；?

圖1為現(xiàn)有技術(shù)一種有刷式混合勵磁發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)一種混合勵磁永磁同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)一種混合勵磁發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖；