[實用新型]高效能多用永磁發(fā)電機

無效

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• 申請日: 1993-08-06
• 公開（公告）號: CN2195158Y
• 公開（公告）日: 1995-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋秀權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 韋秀權(quán)
• 主分類號: H02K21/00
• 分類號: H02K21/00;H02M5/458;H02P9/00
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• 代理人: 暫無信息

本實用新型是一種高效能多用發(fā)電設(shè)備，即是利用高強永磁塊制成的永磁發(fā)電機。它由定子、轉(zhuǎn)子和電子控制裝置構(gòu)成的。

現(xiàn)有的發(fā)電機皆由定子和轉(zhuǎn)子兩部分所組成。它存在著體積大、耗材多，流動性作業(yè)環(huán)境使用極不方便、電樞鐵心線槽大，硅鋼片利用率低，總有效磁通量小，定子磁動勢線圈內(nèi)阻大、耗電多、磁路長、漏電嚴(yán)重，轉(zhuǎn)子和定子繞組節(jié)距長，受轉(zhuǎn)速限制，造成溫升高，效率低。同時，由于現(xiàn)行的發(fā)電機設(shè)計局限于電機技術(shù)理論本身，很難設(shè)計出高效能的發(fā)電機。也更難設(shè)計出一部機子同時輸出交流、直流多頻電能的發(fā)電機。

本實用新型的目的是，針對以上存在的問題，而設(shè)計一種體積小、功率大、材料省，且可同時輸出交流、直流多頻電能的高效能多用發(fā)電機。

本實用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到：即是在電機技術(shù)和電子技術(shù)兩方面采用新方案，并使兩者相結(jié)合而實現(xiàn)。所說的電機技術(shù)新方案，是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子采用了若干個高強永磁塊，改變勵磁方式，不用勵磁繞組，整流子和整流器，從而達(dá)到改變磁極回路，縮短勵磁回路損失，使勵磁力高達(dá)95％，來實行勵磁，增大輸出功率。發(fā)電機定子繞組打破了常規(guī)電機的繞組方案和下線方法，節(jié)距縮短，采用最優(yōu)節(jié)距為1跨1槽的獨線線圈組，減薄定子鐵心的軛厚度，軛厚為同功率電機的1／5，或槽深的1至1.5倍，齒槽截面積為常規(guī)齒槽截面積的1／2，槽面積只有常規(guī)槽面積的1／3。所說的電子技術(shù)新方案，是采用電子控制裝置，使電機保持在最佳狀態(tài)下運行和輸出電能。電子控制裝置由控制電路的供電電源、斷路保護(hù)電路、PC單板機電路、整流電路、穩(wěn)頻輸出電路等所組成。

PC單板機電路，由故障信號數(shù)位電路、CPU單塊中央處理系統(tǒng)、正弦波PWM計時器、分相數(shù)位電路，推動電路所組成。

斷路保護(hù)電路又由漏電檢出電路、電流檢出電路、電壓檢出電路所組成。

控制電路的供電電源，由C型變壓器、整流橋塊、穩(wěn)壓集成塊、濾波電容等組成。

發(fā)電機輸出的單項交變電，經(jīng)橋式整流電路整流，控制電路PC單板機，把升高后的頻率，按位比降至所需要的頻率，推動穩(wěn)頻輸出電路，向外部負(fù)載分別提供單相220V????50Hz，110V????60Hz交變電能；如只經(jīng)過橋式整流電路整流，也可輸出直流電12V、16V、24V。

本實用新型的優(yōu)點是：1、功能多，適用范圍廣，能同時輸出單相220V????50Hz，110V????60Hz的交流電能，還可輸出不同電壓的直流電能。2、體積小，重量輕，和同功率的現(xiàn)有發(fā)電機相比，其重量只有現(xiàn)有發(fā)電機重量的1／10。3、效率高，目前現(xiàn)有發(fā)電機效率為62－－74％，而本發(fā)電機可達(dá)85－－90％。4、機械性能好，電機、轉(zhuǎn)子無饒組，無電刷，減少了機械部分的各種摩擦損耗，解決了制造上的復(fù)雜性和修理方面的困難。5、省材料，3KW的發(fā)電機重量只有8KG，使用漆包線0.6KG。7、由于改變勵磁方式和下線方法，利用變頻穩(wěn)頻電路，使發(fā)電機不受轉(zhuǎn)速限制。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的實施例。

圖1、發(fā)電機的系統(tǒng)框圖；

圖2、安裝于動力機飛輪與主軸蓋之間的發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖

圖3、發(fā)電機的電路原理圖。

圖1中，1、發(fā)電機，2、整流電路，3、穩(wěn)頻輸出電路，4、負(fù)載，5、控制電源電路，6、漏電檢出電路，7、電流檢出電路，8、電壓檢出電路，9、故障信號數(shù)位電路，10、CPU單塊中央處理系統(tǒng)，11、正弦波PWM計時器，12、分相數(shù)位電路，13、推動電路。由圖1、圖3可以看出，發(fā)電機（1）的電子控制裝置由整流電路（2），穩(wěn)頻輸出電路（3），PC單板機電路、斷路保護(hù)電路，控制電路的供電電源（5）所組成。而其中斷路保護(hù)電路由漏電檢出電路（6）、電流檢出電路（7）、電壓檢出電路（8）所組成；控制電路的供電電源（5）又由C型變壓器、橋式整流器、穩(wěn)壓集成塊和濾波電容所組成；PC單板機電路則由故障信號數(shù)位電路（9）、CPU單塊中央處理系統(tǒng)（10）、正弦波PWM計時器（11）分相數(shù)位電路（12）推動電路（13）所組成。控制電路的電源也由主電路供電，即由發(fā)動機（1）的主繞組供給電流，經(jīng)變壓變成低壓交變電，經(jīng)橋塊整流，提供控制電路直流電源，向PC單板機電路和斷路保護(hù)電路，輸出穩(wěn)壓直流電能。PC單機再把升高后的頻率，按位比降至所需要的頻率，推動穩(wěn)頻輸出電路（3）向外部負(fù)載輸出220V????50Hz，110V????60Hz的交流電能。

從圖2中可以看出轉(zhuǎn)子支架（21），安裝在動力機的飛輪上。轉(zhuǎn)子支架（21）的內(nèi)圈園周上，安裝有高強永磁塊（22），永磁塊（22）的大小及形狀取決于電機功率的大小。定子支架（25）安裝在主軸蓋上，定子鐵心（24）安裝在定子支架（25）上。定子鐵心（24）的軛厚減薄為現(xiàn)有同功率電機的1／5，為槽深的1至1.5倍，而齒槽截面積為齒面積的1／2，槽面積為常規(guī)電機槽面積的1／3。定子繞組（23）為獨線線圈組嵌放在定子鐵心（24）的槽內(nèi)，縮短定子繞組（23）的節(jié)距，最優(yōu)節(jié)距為一跨一槽。在定子繞組（23）的引出線上連接電子控制裝置。由于采用高強永磁（22），縮短了磁極回路，減少了勵磁損耗，省掉勵磁繞組和整流子及整流器，解決了制造上的復(fù)雜性和修理上的困難。由于定子繞組（23）的下線方法突破了電機下線的舊框框，由跨多槽多線圈組，改為單獨跨1槽獨線線圈組，減少了繞組中的電能阻抗損耗，提高了能源利用率，節(jié)省了大量的銅材及硅鋼片，縮小了外型構(gòu)造。3KW的發(fā)電機重8KG，使用漆包線0.6KG。10千瓦以下的發(fā)電機，利用動力機習(xí)輪與主軸蓋之間的空隙，就可以安裝。10千瓦以上的發(fā)電機，則要重新設(shè)計轉(zhuǎn)子支點和定子外殼。