[發明專利]開關磁阻發電機

在審

• 申請號: 201310369931.4
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103475112A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 葉維越
• 申請（專利權）人: 浙江雙民科技有限公司
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K1/16;H02K1/24
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 高文迪

技術領域

本發明涉及電機生產制造領域，尤其涉及一種開關磁阻發電機。

背景技術

開關型磁阻電機及調速系統是80年代中期發展起來的新型交流調速系統。開關型磁阻電機融合了現代電力電子技術、控制技術為一體，兼有異步電機變頻調速系統和直流電機調速系統的優點，已成為當代電氣傳動的熱門課題之一。

目前在國際上，發電機有兩種類型，一種是使用異步電機發電，雖然結構簡單，但發電機的效率低下，而且異步發電機發電輸出電壓很不穩定，波形雜亂；另一種永磁同步發電技術。雖然效率高，但需要磁鋼，成本高，不適合高溫，通風不暢環境，更致命一點，制造磁鋼，造成環境污染，稀土原料競爭開發，資源將變得日益貧乏，所以研發一種高效率、低能耗發電機顯得尤為重要。隨著電子技術行業發展對電機相位控制變得成熟，開關磁阻電機已在開始應用于各行各業中。那么，開關磁阻發電機也將成為現實。

國內外已有開關磁阻電動機的正式產品，應用在牽引運輸、通用工業、航空工業、家用電器等各個領域，已顯出強大的市場競爭力，但開關磁阻電機作為發電應用，國內外還沒有產品報導。目前，國內亦有開關磁阻電動機理論研究并逐步向工業化應用階段的單位。但開展開關磁阻發電機的研究與應用，尚未發現，所以開拓對開關磁阻發電機（特別是盤式結構）的研究與應用，促進我國開關磁阻發電機的發展，意義重大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術中的缺陷，提供一種開關磁阻發電機。

為解決上述問題，本發明的一種開關磁阻發電機，包括帶有繞組的定子、無繞組的轉子以及驅動裝置；所述定子與轉子均設置有若干凸極結構，并且均由硅鋼片疊壓而成；定子凸極結構的齒上設置有集中電樞繞組，繞組相同相位的兩個齒上電樞繞組聯成一相；所述繞組通過電子開關與儲能裝置相連；所述轉子與驅動裝置相連，能夠通過驅動裝置的帶動與定子發生相對轉動從而在所述繞組中產生感應電動勢。

所述開關磁阻發電機還包括電機殼體，所述定子、轉子位于電機殼體內，并且定子與電機殼體相固定，轉子通過轉子軸及軸承安裝在電機殼體上。

所述定子上的凸極為有X個，所述轉子上的凸極為Y個；所述X和Y為相異的并且大于等于2的整數。

所述驅動裝置的動力輸出端固定在所述轉子軸上。

所述驅動裝置為機械式驅動裝置。

本發明的開關磁阻發電機，具有以下優點：（1）結構簡單，造價低（具備異步發電機優點）；（2）效率高（具備永磁同步發電機優點）；（3）適應性強，不受高溫影響；（4）盤式電機結構，體積小，重量輕；（5）輸出電壓穩定，不受低速高速影響。

附圖說明

圖1為發電狀態ωiLT與轉子位置角θ的關系；

圖2為線性電感隨角位置變化曲線及對應的電動、發電運行相電流波形；

圖3為發電狀態相對值電流波形簇；

圖4為本發明中開關磁組發電機的四相繞組截面示意圖；

圖5為開關磁組發電機的典型四相繞組與開關電路相接示意圖；

圖6為開關磁阻發電機的典型發電工作狀態電流仿真與實測波形。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明技術方案，下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

如圖所示，本發明的一種開關磁阻發電機，包括帶有繞組的定子、無繞組的轉子以及驅動裝置。

所述定子與轉子均設置有若干凸極結構，并且均由硅鋼片疊壓而成。

定子凸極結構的齒上設置有集中電樞繞組，繞組相同相位的兩個齒上電樞繞組聯成一相；所述繞組通過電子開關與儲能裝置相連。

所述轉子與驅動裝置相連，能夠通過驅動裝置的帶動與定子發生相對轉動從而在所述繞組中產生感應電動勢。

所述開關磁阻發電機還包括電機殼體，所述定子、轉子位于電機殼體內，并且定子與電機殼體相固定，轉子通過轉子軸及軸承安裝在電機殼體上。

同時，所述驅動裝置的動力輸出端固定在所述轉子軸上；該驅動裝置可以為機械式驅動裝置。

所述定子上的凸極為有X個，所述轉子上的凸極為Y個；所述X和Y為相異的并且大于等于2的整數。

本發明的開關磁阻發電機可以將機械能轉換為電能，該設備通過電子開關控制繞組與儲能裝置的接通方式，從而控制電能在電機和儲能裝置間的流動方向。作為發電機運行時，該設備先與儲能裝置接通，通過儲能裝置使繞組有電流流過，隨后改變電流的路徑，該設備從隨后的相繞組收回的能量大于前面所施加能量。