[發明專利]磁通并聯倍頻圓筒型永磁直線振蕩發電機有效
| 申請號: | 201710438814.7 | 申請日: | 2017-06-12 |
| 公開(公告)號: | CN107453578B | 公開(公告)日: | 2019-09-24 |
| 發明(設計)人: | 彭兵;聶磊;李瑞澤;董婷 | 申請(專利權)人: | 沈陽工業大學 |
| 主分類號: | H02K35/02 | 分類號: | H02K35/02;H02K1/14;H02K1/16;H02K1/27 |
| 代理公司: | 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115 | 代理人: | 周智博;宋鐵軍 |
| 地址: | 110870 遼寧省沈*** | 國省代碼: | 遼寧;21 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 并聯 倍頻 圓筒 永磁 直線 振蕩 發電機 | ||
1.一種磁通并聯倍頻圓筒型永磁直線振蕩發電機,其特征在于:該電機包括定子組件(1)和動子組件(7);定子組件(1)和動子組件(7)之間有氣隙,平衡永磁體(6)、定子鐵心(2)和嵌放于定子槽(5)中的繞組(3)共同構成了定子組件(1);動子組件包括鐵磁極(8)、勵磁永磁體(9)和動子軸(10),鐵磁極和勵磁永磁體交替安放,套裝在非磁性軸動子軸(10)上,定子組件(1)、動子組件(7)均為圓筒形結構;
發電機的定子齒(4)的數量zt、定子槽(5)的數量zs、鐵磁極(8)的數量pFe、勵磁永磁體(9)的數量pPM間的關系為zt+zs=pFe+pPM-4、pFe=pPM+1。
2.根據權利要求1所述的磁通并聯倍頻圓筒型永磁直線振蕩發電機,其特征在于:鐵磁極與勵磁永磁體交替安放,相鄰的勵磁永磁體充磁方向相異,且為軸向充磁。
3.根據權利要求2所述的磁通并聯倍頻圓筒型永磁直線振蕩發電機,其特征在于:定子齒(4)、定子槽(5)、平衡永磁體(6)、鐵磁極(8)、勵磁永磁體(9)五者軸向長度相同,從而使發電機處于平衡位置時的氣隙磁場波形接近于方波,方波正、負半周的波形寬度接近于τ/2,τ為極距,當發電機諧振幅值小于τ/2時,都能保證發電機輸出的電壓和電流波形為正弦波,且發電機的電壓和電流的頻率是動子振蕩頻率的2倍。
4.根據權利要求1、2或3所述的磁通并聯倍頻圓筒型永磁直線振蕩發電機,其特征在于:勵磁永磁體(9)產生的永磁勵磁磁通(12)與繞組(3)產生的繞組響應磁通(11)為并聯關系,當動子組件(7)離開平衡位置時,繞組響應磁通(11)與永磁勵磁磁通(12)方向相同;當動子組件(7)趨近于平衡位置時,繞組響應磁通(11)與永磁勵磁磁通(12)方向相反,通過鏈過繞組(3)的磁通的增減而發電;動子組件(7)每往復運動一周,繞組(3)中就會輸出2個周波的電流和電壓。
5.根據權利要求1或3所述的磁通并聯倍頻圓筒型永磁直線振蕩發電機,其特征在于:定子鐵心(2)的兩個縱向端部安裝有平衡永磁體(6),軸向充磁,其軸向端面的極性與動子軸向靠近兩個端部的勵磁永磁體(9)的極性相同,用來抵消部分定子齒(4)與鐵磁極(8)間的吸力(14),平衡永磁體(6)的存在,能將發電機空載推力波動減少75%。
6.根據權利要求4所述的磁通并聯倍頻圓筒型永磁直線振蕩發電機,其特征在于:平衡永磁體(6)的徑向高度hm初始值設計為(Ro-Ri)/2,Ro為定子外徑,Ri為定子內徑,采用商業有限元計算發電機空載時的軸向推力波動FD1,接著將平衡永磁體(6)的徑向高度改為hm-△hm,△hm為一增量,計算出軸向推力波動FD2,再將平衡永磁體(6)的徑向高度改為hm+△hm,計算出軸向推力波動FD3;比較FD1、FD2、FD3的大小,以最小者推力波動時的徑向高度作為最優值,再分別在此基礎上增減△hm1,直到找出最小推力波動時的平衡永磁體(6)的徑向高度,也就是平衡永磁體(6)的最佳高度。
7.根據權利要求6所述的磁通并聯倍頻圓筒型永磁直線振蕩發電機,其特征在于:△hm、△hm1比hm小一個數量級,△hm1比△hm小,△hm選為hm/10,△hm1選為hm/20。
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