[發明專利]一種新型直流發電機

在審

• 申請號: 201810977865.1
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109391096A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 龍軍;岑國松;盧子廣;楊昊巖;謝杰華
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: H02K13/00
• 分類號: H02K13/00;H02K5/16;H02K23/02
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 李彥孚;何承鑫

本發明涉及直流發電機技術領域，涉及一種新型直流發電機，其中，所述轉子轉動設置于所述定子內，所述第一電刷和第二電刷合攏包裹設置于定子上；所述定子繞組纏繞固定于所述定子上；所述勵磁磁極纏繞固定于所述轉子上；所述引導磁極固定設置于所述定子內且位于所述轉子的同一水平線后端；所述引導磁極的磁極對數與所述勵磁磁極的磁極對數一致。本發明改變了現有直流發電機的結構，克服了現有直流發電機在工作時因換向器與電刷之間的摩擦火花而限制直流發電機容量的缺陷；且由于感應電動勢直接從定子繞組定向輸出，不需要換向過程，克服了現有發電機輸出端的感應電動勢在換向瞬間幅值波動較大的缺陷，從而達到提高發電機發電效率的目的。

技術領域

本發明涉及自勵異步發電機技術領域，更具體地說，涉及一種新型直流發電機。

背景技術

現有的直流發電機，其工作原理為：發電機定子通以勵磁電流，產生磁通；原動機帶動轉子轉動，轉子導體切割定子磁場，在轉子繞組中感應產生交變電動勢，然后通過換向器和電刷轉換為正、負電刷上引出的直流電動勢。專利《CN201110148070.8》公開了一種直流電機，包括直流發電機和直流電動機。主要由機殼、左右端蓋、磁極及其激磁線圈、左滑環、右滑環等組成，在電機軸上固定有至少兩個電樞，每個電樞均有絕緣材料制成的大圓盤、薄鐵板圍成的圓鐵盒和電樞導線，每個電樞上的電樞導線連接成以圓鐵盒左端蓋為螺芯的環形螺線管，相鄰電樞之間的電樞導線為串連。由于磁力線與圓鐵盒的轉動平面垂直，所以無論電機軸轉到什么位置，位于圓鐵盒左端蓋左表面上的電樞導線始終切割磁力線，所以，切割磁力線的效率高、均衡。用于直流發電機，產生的是均衡的直流電勢；用于直流電動機，則輸出轉矩均衡。專利《CN201410743181.7》公開了本發明涉及一種直流發電機，包括控制器、換流器和同步電機，所述同步電機包括定子繞組和轉子繞組，其特征在于，所述換流器為所述同步電機的定子繞組提供三相交流勵磁電流，所述控制器用于控制所述換流器和所述同步電機。本發明的直流發電機將定子作為勵磁繞組并使用可控的三相交流電作為勵磁電源，轉子作為電樞繞組；通過調節交流電的頻率、相位和幅值，使得轉子在不使用換向器的情況下產生直流電能。上述專利由此帶來的兩個問題是：（1）發電機輸出端的直流電動勢在換向瞬間幅值波動較大。（2）換向器和電刷為機械結構，發電機工作時換向器和電刷產生摩擦。當輸出功率過大時電刷處會產生火花，對發電機的安全穩定運行造成威脅，因此限制了直流發電機的容量。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種新型直流發電機及方法，以解決現有直流電機換向瞬間幅值波動大且容量受換向器和電刷影響的缺陷。

本發明提供了一種新型直流發電機，包括有定子、轉子、第一電刷以及第二電刷；所述轉子轉動設置于所述定子內，所述第一電刷和第二電刷合攏包裹設置于定子上；還包括有引導磁極、定子繞組以及勵磁磁極；所述定子繞組纏繞固定于所述定子上；所述勵磁磁極纏繞固定于所述轉子上；所述引導磁極固定設置于所述定子內且位于所述轉子的同一水平線后端；所述引導磁極的磁極對數與所述勵磁磁極的磁極對數一致。

作為本發明的優選方案，該引導磁極包括有引導殼體以及均勻環設于引導殼體上的若干個磁極方向一致的引導磁極對數，每個所述引導磁極對數包括有引導磁鐵和引導線圈；所述引導磁鐵固定在所述引導殼體上，所述引導線圈環設于所述引導磁鐵上。

作為本發明的優選方案，引導線圈由外部直流電源供電。其中，所述引導線圈上的直流電流的大小受到外部直流電源控制器的控制。

作為本發明的優選方案，勵磁磁極包括有勵磁殼體以及均勻環設于勵磁殼體上的若干個磁極方向一致的勵磁磁極對數，每個所述勵磁磁極對數包括有勵磁磁鐵和勵磁線圈；所述勵磁磁鐵固定在所述勵磁殼體上，所述勵磁線圈環設于所述勵磁磁鐵上。

作為本發明的優選方案，外部直流電經第一電刷流入至勵磁線圈中，或外部直流電經第二電刷流入至勵磁線圈中。所述勵磁線圈中的直流電流的大小受到外部直流電源控制器的控制。