[發(fā)明專利]定子勵(lì)磁無(wú)刷發(fā)電技術(shù)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610578772.2
• 申請(qǐng)日: 2016-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107634594A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳強(qiáng)
• 主分類號(hào): H02K1/12
• 分類號(hào): H02K1/12;H02K1/22;H02K3/28
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種新型的無(wú)刷發(fā)電技術(shù)。

背景技術(shù)：

目前的發(fā)電機(jī)均采用轉(zhuǎn)子勵(lì)磁方式，對(duì)于電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，其通過(guò)滑環(huán)電刷或旋轉(zhuǎn)整流模塊，將直流電通入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組以產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)，從而由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)勵(lì)磁磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，切割定子電樞繞組，來(lái)發(fā)出電；此種技術(shù)由于勵(lì)磁繞組在轉(zhuǎn)子上，所以必須通過(guò)碳刷滑環(huán)或旋轉(zhuǎn)整流將直流電通入轉(zhuǎn)子，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，也由于碳刷或整流模塊的損壞，導(dǎo)致可靠性不高；另外，勵(lì)磁繞組在轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)子上，需經(jīng)過(guò)復(fù)雜工藝處理，可靠性不高，轉(zhuǎn)子速度也受到限制。對(duì)于永磁發(fā)電機(jī)，由于勵(lì)磁磁場(chǎng)無(wú)法調(diào)節(jié)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的調(diào)節(jié)；另外永磁體置于轉(zhuǎn)子上，考慮到永磁體高速下可靠性的，設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容：

為克服現(xiàn)有發(fā)電機(jī)因勵(lì)磁在轉(zhuǎn)子上所帶來(lái)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種定子勵(lì)磁的新的發(fā)電技術(shù)，其將勵(lì)磁設(shè)置在定子內(nèi)，通過(guò)電勵(lì)磁或永磁體或電勵(lì)磁永磁體混合勵(lì)磁方式，建立勵(lì)磁磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子無(wú)需安裝勵(lì)磁繞組，僅作為磁路通道，從而省去了碳刷滑環(huán)或旋轉(zhuǎn)整流模塊，簡(jiǎn)化了發(fā)電機(jī)部件和結(jié)構(gòu)，提高可靠性。

技術(shù)方案和技術(shù)原理：

本發(fā)明一種典型的電勵(lì)磁結(jié)構(gòu)如圖1所示，勵(lì)磁方式可以為電勵(lì)磁，永磁體或兩者的混合勵(lì)磁，在此以電勵(lì)磁為例說(shuō)明，其他方式不一一窮舉。將勵(lì)磁繞組⑤⑥置于定子鐵心①上，同時(shí)，將電樞繞組③④也置于定子鐵心上，轉(zhuǎn)子②直接用導(dǎo)磁材料制成，無(wú)勵(lì)磁繞組。由外部直接通入直流電于勵(lì)磁繞組，此時(shí)勵(lì)磁繞組產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，磁通⑧由定子鐵心，經(jīng)過(guò)定轉(zhuǎn)子氣隙⑦，進(jìn)入轉(zhuǎn)子②，在經(jīng)過(guò)定轉(zhuǎn)子氣隙⑦，回到定子鐵心，形成閉合回路。在圖1位置，由于氣隙最小，此時(shí)經(jīng)過(guò)電樞繞組的磁通最大。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到圖2位置時(shí)，由于定轉(zhuǎn)子氣隙增大，此時(shí)經(jīng)由定子鐵心，定轉(zhuǎn)子氣隙，轉(zhuǎn)子的磁通減小，從而經(jīng)過(guò)電樞繞組的磁通減小。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到圖3位置時(shí)，定轉(zhuǎn)子氣隙最大，此時(shí)經(jīng)由定子鐵心，定轉(zhuǎn)子氣隙，轉(zhuǎn)子的磁通最小，從而經(jīng)過(guò)電樞繞組的磁通最小。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到圖4位置時(shí)，定轉(zhuǎn)子氣隙變小，此時(shí)經(jīng)由定子鐵心，定轉(zhuǎn)子氣隙，轉(zhuǎn)子的磁通增大，從而經(jīng)過(guò)電樞繞組的磁通增大。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，電樞繞組內(nèi)的磁通發(fā)生周期性變化，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，電樞繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.勵(lì)磁繞組置于定子中，而非旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子中，可靠性高。

2.勵(lì)磁繞組再不需要旋轉(zhuǎn)，因此發(fā)電機(jī)不需要滑環(huán)碳刷或旋轉(zhuǎn)整流，是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，系統(tǒng)可靠性提高。

3.通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電流，調(diào)節(jié)勵(lì)磁磁場(chǎng)，使輸出電壓可調(diào)，優(yōu)于傳統(tǒng)永磁發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)不可調(diào)。

4.轉(zhuǎn)子僅用導(dǎo)磁材料即可，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高了發(fā)電機(jī)高速可靠性。

附圖說(shuō)明：

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明的中定子電勵(lì)磁結(jié)構(gòu)圖。此時(shí)轉(zhuǎn)子位于氣隙最小處，電樞內(nèi)磁通最大。

圖中，①定子鐵心，②轉(zhuǎn)子，③電樞繞組，④電樞繞組，⑤勵(lì)磁繞組，⑥勵(lì)磁繞組，⑦定轉(zhuǎn)子氣隙，⑧磁通。

圖2為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度后的情況，此時(shí)氣隙較圖1變大，電樞中的磁通較圖1變小。

圖3為轉(zhuǎn)子處于氣隙最大處的位置圖，此時(shí)氣隙最大，電樞中的磁通最小。

圖4為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)氣隙最大處一個(gè)角度后的情況，此時(shí)氣隙較圖3變小，電樞中的磁通較圖3變大。

具體實(shí)施方式

利用此新技術(shù)的發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁和電樞繞組都置于定子鐵心上，勵(lì)磁方式可以采用電勵(lì)磁繞組或永磁體，也可以是永磁體和電勵(lì)磁繞組的混合形式，勵(lì)磁和電樞繞組在定子鐵心上的排布方式，可根據(jù)極數(shù)不同變化。對(duì)于電勵(lì)磁或混合勵(lì)磁的電機(jī)，當(dāng)在勵(lì)磁繞組中通入直流電流后，勵(lì)磁磁場(chǎng)的磁通形成經(jīng)過(guò)定子鐵心，定轉(zhuǎn)子氣隙，轉(zhuǎn)子，電樞繞組的閉合回路。對(duì)于永磁體勵(lì)磁的電機(jī)，合理的永磁體在定子中的排布，使勵(lì)磁磁場(chǎng)的磁通形成經(jīng)過(guò)定子鐵心，定轉(zhuǎn)子氣隙，轉(zhuǎn)子，電樞繞組的閉合回路。對(duì)于轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)，因轉(zhuǎn)子僅作為導(dǎo)磁通道，無(wú)需勵(lì)磁，所以只需要導(dǎo)磁材料就可以，轉(zhuǎn)子上無(wú)繞組，也不需要滑環(huán)或旋轉(zhuǎn)整流模塊。利用外部機(jī)械能，將轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來(lái)，因轉(zhuǎn)子的位置不同，定轉(zhuǎn)子間的氣隙長(zhǎng)度就不同，經(jīng)過(guò)電樞繞組的磁通隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位置的變化而變化，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，此變化的磁通將在電樞繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。