[發(fā)明專利]永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的定子及磁極組合結(jié)構(gòu)用于充磁的方法

在審

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• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106992055A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西爾維奧·塞米爾;郭向榮;劉佳
• 申請（專利權(quán)）人: 遠(yuǎn)景能源（江蘇）有限公司
• 主分類號: H01F13/00
• 分類號: H01F13/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電機(jī)結(jié)構(gòu)，特別涉及一種永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的定子及磁極組合結(jié)構(gòu)用于充磁的方法。

背景技術(shù)

在永磁同步電機(jī)中，要用到諸如釹鐵硼這樣的永磁鐵，他們被設(shè)計(jì)成即使在短路這樣的狀況下也不能發(fā)生失磁。另因?yàn)闇厣投搪穼?dǎo)致的退磁現(xiàn)象雖然少見但存在，但是其結(jié)果卻能帶來發(fā)電機(jī)性能降低。為了應(yīng)對這種影響，磁鐵被設(shè)計(jì)為具有很高的矯頑力，為了使磁鐵能夠強(qiáng)大到足以抵抗這種失磁，通常需要使用矯頑力Hcj比較高的磁鐵，比如室溫時Hcj>1350kA/m，以保證在整個發(fā)電機(jī)生命周期內(nèi)，發(fā)電機(jī)的性能保持在可接受范圍內(nèi)，這直接導(dǎo)致了所使用的磁鐵的成本偏高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對永磁電機(jī)中為保證所選用永磁鐵成本高的問題，提出了一種永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的定子及磁極組合結(jié)構(gòu)用于充磁的方法，采用一種室溫時低至900-1300kA/m的低矯頑力Hcj磁鐵，允許在短路時失磁，利用現(xiàn)有的定子結(jié)構(gòu)，能夠?qū)υ诙搪返扰及l(fā)事故中部分退磁的磁鐵進(jìn)行重新充磁，再充磁過程由發(fā)電機(jī)的定子繞組和變流器完成。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的定子及磁極組合結(jié)構(gòu)用于充磁的方法，永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)至少包括一個磁極和一個正對磁極并覆蓋磁極的線圈繞組，磁極和線圈繞組之間有均勻的氣隙，正常工作狀態(tài)時，線圈繞組通過相對運(yùn)動切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁極提供工作時的工作磁場，磁鐵退磁不能正常工作時，具體充磁步驟如下：

1）調(diào)整線圈繞組和磁極位置，使其精確對位；

2）停止氣隙冷卻通風(fēng)；

3）確定充磁磁鐵所需設(shè)定溫度；

4）計(jì)算所需加熱電流值；

5）設(shè)定加熱電流值，開始加熱升溫；

6）測量磁鐵內(nèi)部溫度，達(dá)到設(shè)定溫度后，停止加熱；

7）給定設(shè)定溫度下磁鐵矯頑力1.5倍磁場給磁鐵充磁，計(jì)算對應(yīng)充磁磁場所需要的線圈繞組電流值，設(shè)定電流值后給線圈繞組通電，開始充磁；

8）充磁后，斷電檢測磁極磁場；

9）磁場達(dá)到要求后，恢復(fù)發(fā)電機(jī)工作；

10）若未達(dá)到磁場要求，從第3）步開始循環(huán)，直至達(dá)到要求。

所述步驟4）和5）加熱方式為定子電流的正常熱損加熱定子，從而帶動轉(zhuǎn)子和磁鐵升溫，熱量經(jīng)由氣隙由傳導(dǎo)和對流傳遞給磁鐵。

所述步驟4）和5）加熱方式為給定子電流加一交流場，這個交流場直接在磁鐵內(nèi)部產(chǎn)生熱損以加熱磁鐵。

所述步驟4）和5）加熱方式為通過轉(zhuǎn)子外部的外加熱源予以加熱。

所述磁極為在室溫時矯頑力為900kA/m到1300kA/m的低矯頑力磁鐵。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的定子及磁極組合結(jié)構(gòu)用于充磁的方法，不用擔(dān)心磁鐵退磁現(xiàn)象，不用為了抵抗偶發(fā)的意外狀況，比如短路退磁，而提高磁鐵冗余，不得不采用矯頑力很高的抗退磁能力強(qiáng)的磁鐵，因?yàn)檫@種磁鐵成本高，相應(yīng)的導(dǎo)致發(fā)電機(jī)整機(jī)成本居高不下。使用本發(fā)明所述方法，就可以采用更低成本的磁鐵，這種磁鐵矯頑力較低，正常工作狀態(tài)下不會發(fā)生退磁現(xiàn)象，當(dāng)遇到偶發(fā)的退磁狀況，比如短路時，磁鐵退磁，則可以啟動本方法進(jìn)行重新充磁，使磁鐵回復(fù)正常工作狀態(tài)。

附圖說明

圖1為永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的定子及磁極組合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為通用充退磁曲線圖；

圖3為本發(fā)明20℃ 時的充退磁曲線圖；

圖4為本發(fā)明100℃ 時的充退磁曲線圖；

圖5為本發(fā)明140℃ 時的充退磁曲線圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的定子及磁極組合結(jié)構(gòu)，它是發(fā)電機(jī)的一部分，一個磁極2和一個正對磁極2并覆蓋磁極2的繞組，繞組通常是線圈4。在整個定子疊片3內(nèi)外圈分別有線圈支架5和磁極支架1，磁極通過螺栓固定在磁極支架1上；線圈4嵌在定子疊片3里面，定子疊片3通過燕尾槽及螺栓等固定在線圈支架5上。磁極2和線圈4之間有均勻的氣隙，所以磁極和線圈可以發(fā)生相對運(yùn)動。磁極由永磁鐵材料制成，線圈由銅鋁等金屬導(dǎo)體材料制成。