[發(fā)明專利]具有復(fù)勵(lì)特性的凸極式永磁發(fā)電機(jī)

在審

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• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103580426A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸夫昌
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州市雙馬機(jī)電有限公司
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/27
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種具有復(fù)勵(lì)特性的凸極式永磁發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

永磁同步發(fā)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于轉(zhuǎn)子上磁鋼的磁場是恒定的，從而不同負(fù)載時(shí)的氣隙磁通量是恒定的，導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)的固有電壓調(diào)整率高，因此以往的永磁發(fā)電機(jī)通常在15～25%甚至更高，并且要想降低固有電壓調(diào)整率必須投入更大的成本，從而限制了推廣應(yīng)用。在目前要求較高的應(yīng)用場合，除了增大永磁體磁化方向長度和加粗繞組線徑等措施來降低固有電壓調(diào)整率外，還需采用穩(wěn)壓模塊或變頻器來調(diào)節(jié)輸出電壓，使成本大為上升，不能普及應(yīng)用。

在普通的永磁發(fā)電機(jī)中，空載時(shí)的氣隙磁勢就是磁鋼磁勢，為矩形。負(fù)載時(shí)，交軸電樞反應(yīng)磁通穿過永磁體經(jīng)鐵芯、氣隙閉合，且前半邊極與磁鋼磁通反向，后半邊極同向。于是，交軸電樞反應(yīng)磁通與磁鋼磁通的合成使磁鋼下氣隙中的磁通分布發(fā)生了改變，由矩形波變成為斜坡波。雖然一個(gè)極下的磁通總量不變，但合成氣隙磁場發(fā)生畸變，而且是負(fù)載越大，畸變越嚴(yán)重，從而惡化了發(fā)電機(jī)的輸出波形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是：針對上述問題，本發(fā)明提供一種具有復(fù)勵(lì)特性的凸極式永磁發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)具有良好的電壓調(diào)整率，同時(shí)其輸出波形也明顯優(yōu)于普通永磁發(fā)電機(jī)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：所述的具有復(fù)勵(lì)特性的凸極式永磁發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有若干個(gè)由永磁體和軟磁體組合而成的組合磁極。

所述永磁體為磁鋼，所述軟磁體為軟鐵。

該凸極式永磁發(fā)電機(jī)可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子式結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸以及固定套設(shè)在該轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上固定設(shè)置有若干個(gè)對稱分布的、且位于該轉(zhuǎn)子鐵芯外側(cè)面上的所述永磁體，在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上、緊挨每個(gè)永磁體的后側(cè)均設(shè)置有一個(gè)與所述轉(zhuǎn)子鐵芯相固定的所述軟磁體。

所述永磁體為截面呈圓弧形的瓦片形結(jié)構(gòu)，通過磁鋼膠粘結(jié)固定在所述轉(zhuǎn)子鐵芯上；所述轉(zhuǎn)子鐵芯為軟鐵材質(zhì)，所述軟磁體與所述轉(zhuǎn)子鐵芯為一體結(jié)構(gòu)。

在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上、所述軟磁體的寬度為所述組合磁極寬度的1/8～1/5。

所述轉(zhuǎn)子鐵芯上開設(shè)有若干個(gè)軸向的通風(fēng)散熱孔。

該凸極式永磁發(fā)電機(jī)也可以是外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子式結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸以及固定在該轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)子機(jī)殼，所述轉(zhuǎn)子機(jī)殼上固定設(shè)置有若干個(gè)對稱分布的、且位于該轉(zhuǎn)子機(jī)殼內(nèi)側(cè)面上的所述永磁體，在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上、緊挨每個(gè)永磁體的后側(cè)均設(shè)置有一個(gè)與所述轉(zhuǎn)子機(jī)殼相固定的所述軟磁體。

所述軟磁體粘結(jié)固定在所述轉(zhuǎn)子機(jī)殼上。

在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上、所述軟磁體的寬度為所述組合磁極寬度的1/8～1/5。

所述轉(zhuǎn)子上開設(shè)有若干個(gè)軸向的通風(fēng)散熱孔。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明這種凸極式永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)置了由磁鋼制成的永磁體和由軟鐵制成的軟磁體組合而成的組合式磁極結(jié)構(gòu)，利用了輸出繞組的交軸電樞反應(yīng)磁勢，使原本恒定勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)具有了復(fù)勵(lì)特性，能隨著負(fù)載的增大而自動(dòng)增強(qiáng)勵(lì)磁磁場，從而使發(fā)電機(jī)具有復(fù)勵(lì)特性，即使不增大永磁體磁化方向長度和加粗線徑也能具有良好的電壓調(diào)整率，電壓調(diào)整率可達(dá)到5～10%左右。而且本發(fā)明這種永磁發(fā)電機(jī)的輸出波形明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的永磁發(fā)電機(jī)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一這種具有復(fù)勵(lì)特性的凸極式永磁發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中弧線箭頭表示轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二這種具有復(fù)勵(lì)特性的凸極式永磁發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中弧線箭頭表示轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向。

圖3為圖2的A-A向剖視圖；

其中：1-永磁體，2-軟磁體，3-轉(zhuǎn)子軸，4-轉(zhuǎn)子鐵芯，5-通風(fēng)散熱孔，6-轉(zhuǎn)子機(jī)殼，7-保持架。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

圖1出示了本發(fā)明這種具有復(fù)勵(lì)特性的凸極式永磁發(fā)電機(jī)一個(gè)具體實(shí)施例，它是一款內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子式2極發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)包括凸極式轉(zhuǎn)子和嵌有漆包線繞組的隱極式定子（其中定子的結(jié)構(gòu)圖中未畫出）。其中定子的結(jié)構(gòu)與普通發(fā)電機(jī)基本相同，但定子尺寸取值則適合于復(fù)勵(lì)特性的要求。

該發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸3以及固定套設(shè)在該轉(zhuǎn)子軸3上的轉(zhuǎn)子鐵芯4，所述轉(zhuǎn)子鐵芯4上固定設(shè)置有兩個(gè)對稱分布的、且位于該轉(zhuǎn)子鐵芯外側(cè)面上的永磁體1，在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上、緊挨每個(gè)永磁體的后側(cè)均設(shè)置有一個(gè)與所述轉(zhuǎn)子鐵芯4相固定的軟磁體2。每個(gè)永磁體1和緊挨該永磁體的軟磁體2構(gòu)成一個(gè)組合磁極，共兩個(gè)組合磁性。