一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電的制造方法
【專利摘要】一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子均只有一個(gè)鐵芯，定子鐵芯中布置有三相對(duì)稱的正弦交流繞組，內(nèi)部接成Δ形，只有二根引出線對(duì)外供給頻率50HZ，電壓220V的單相交流電；轉(zhuǎn)子鐵芯中布置有徑向永磁體、切向永磁體，以及一套電勵(lì)磁繞組與串聯(lián)二極管形成閉合回路。本發(fā)明發(fā)電機(jī)無(wú)電刷、滑環(huán)、無(wú)交流勵(lì)磁機(jī)、無(wú)電壓調(diào)節(jié)器(AVR)，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率在±5％以內(nèi)，優(yōu)于一般永磁同步發(fā)電機(jī)一般大于±10％范圍的水平，而其瞬態(tài)電壓調(diào)整率、動(dòng)態(tài)特性、啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的性能、帶現(xiàn)代非線性負(fù)載的性能、效率均優(yōu)于電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)。本發(fā)明發(fā)電機(jī)成本低，徑向、切向永磁體混合布置方式以及電勵(lì)磁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，具有現(xiàn)實(shí)推廣意義。
【專利說(shuō)明】一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，屬無(wú)刷單相同步電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在移動(dòng)電源中，混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)研發(fā)早已成為熱點(diǎn)，市場(chǎng)需求旺盛。但現(xiàn)在的混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)多數(shù)為二級(jí)電機(jī)或多級(jí)電機(jī)構(gòu)成，電機(jī)的軸向長(zhǎng)度長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，混合勵(lì)磁的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮不理想。在移動(dòng)電源中，發(fā)電機(jī)的外型尺寸和重量也常常受到許多限制。因此，如何研制出混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)成為一個(gè)重要課題。目前已有混合勵(lì)磁單樞式三相無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)研究性報(bào)導(dǎo)，但這種研究的混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷三相同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上布置有雙套繞組，繞組結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，制造困難；而且電勵(lì)磁磁場(chǎng)與永磁體磁場(chǎng)形成的是串聯(lián)型混合結(jié)構(gòu)，降低了效率，提高了溫升，增加了永磁體發(fā)生不可逆退磁的危險(xiǎn)，降低了可靠性；另外，至今未見(jiàn)有混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)實(shí)用產(chǎn)品報(bào)導(dǎo)，若上述這種單樞無(wú)刷結(jié)構(gòu)應(yīng)用到單相同步發(fā)電機(jī)中，效率會(huì)更低，溫升會(huì)更高，永磁體發(fā)生不可逆退磁的危險(xiǎn)更大，可靠性更低，更不適宜用于單相無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)中，故混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)尚處于空白。
[0003]有鑒于此，很有必要填補(bǔ)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)這個(gè)空白，并且應(yīng)當(dāng)克服上述串聯(lián)型混合勵(lì)磁單樞無(wú)刷結(jié)構(gòu)存在的諸多缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出新型結(jié)構(gòu)的混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，使制造更容易，性能更良好，成本更低，效率更高，溫升更低，能避免高溫及短路時(shí)永磁體退磁危險(xiǎn)，可靠性更高，產(chǎn)業(yè)化前景好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，為了克服串聯(lián)型混合勵(lì)磁單樞無(wú)刷結(jié)構(gòu)存在的諸多缺點(diǎn)和問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)是一種單樞式無(wú)刷結(jié)構(gòu)，沒(méi)有滑環(huán)及電刷，定、轉(zhuǎn)子均只有一個(gè)鐵芯；發(fā)電機(jī)也沒(méi)有交流勵(lì)磁機(jī)，也不用電壓調(diào)節(jié)器(AVR)。
[0006]本發(fā)明單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成。定、轉(zhuǎn)子鐵芯材料均為硅鋼片，定、轉(zhuǎn)子間有氣隙，保證定、轉(zhuǎn)子工作時(shí)不相摩擦，常規(guī)的定子鐵芯的槽中布置有三相對(duì)稱的常規(guī)的正弦交流繞組，接成Λ形，Λ形中無(wú)環(huán)流，只有二根引出D1D2 二個(gè)端子對(duì)外供應(yīng)50HZ、220V的單相交流電源。
[0007]本發(fā)明轉(zhuǎn)子鐵芯中布置有徑向永磁體、切向永磁體和一套電勵(lì)磁繞組，所述電勵(lì)磁繞組與串聯(lián)二極管形成閉合回路；空載發(fā)電時(shí)，徑向永磁體主磁場(chǎng)、切向永磁體漏磁場(chǎng)通過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙，同向二路并聯(lián)勵(lì)磁發(fā)電至額定電壓；帶負(fù)載時(shí)，徑向永磁體主磁場(chǎng)、切向永磁體主磁場(chǎng)以及轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組電勵(lì)磁磁場(chǎng)三路通過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙同向并聯(lián)勵(lì)磁工作，由于電勵(lì)磁磁場(chǎng)和切向永磁體主磁場(chǎng)都隨負(fù)載的大小變化而自動(dòng)跟隨相應(yīng)變化，故使端電壓得以穩(wěn)定。所述轉(zhuǎn)子鐵芯兩端還設(shè)置固定有阻尼板，轉(zhuǎn)子鐵芯上阻尼孔中的阻尼桿接阻尼板。
[0008]本發(fā)明中的轉(zhuǎn)子鐵芯由專門設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子沖片迭壓而成，在轉(zhuǎn)子鐵芯中具有三種不同形狀的槽形，以便在其中布置永磁體和轉(zhuǎn)子繞組。第一種是梯形槽，在其中內(nèi)置徑向永磁體，由于梯形槽口小于槽底，因此徑向永磁體置于其中旋轉(zhuǎn)工作時(shí)不會(huì)甩出槽口，安全可靠；第二種是異形槽，在其中只布置一套轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組，結(jié)構(gòu)比雙套轉(zhuǎn)子繞組式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單得多，而且這一套轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組是直接繞制在異形槽中，繞組導(dǎo)體通過(guò)槽楔固定在異形槽中，工作時(shí)不會(huì)甩出，這套繞組與單向二極管串聯(lián)后自行形成閉合回路，自發(fā)電自整流，這種方式制造容易，工藝性好，又安全可靠；第三種是矩形槽，其中布置切向永磁體，是一種內(nèi)置方式，安全可靠，安裝方便。
[0009]本發(fā)明轉(zhuǎn)子沖片上沖有轉(zhuǎn)子軸孔，兩個(gè)梯形槽，轉(zhuǎn)子沖片上還沖有四個(gè)異形槽，兩個(gè)矩形槽，12個(gè)阻尼孔，6個(gè)工藝孔。轉(zhuǎn)子軸孔位于圓形轉(zhuǎn)子沖片的中心；兩個(gè)梯形槽位于轉(zhuǎn)子沖片的同一直徑的兩端，用于轉(zhuǎn)子嵌放徑向永磁體用；四個(gè)異形槽和兩個(gè)矩形槽分別位于兩個(gè)梯形槽所在轉(zhuǎn)子沖片直徑的兩側(cè)；每一側(cè)有一個(gè)矩形槽連接兩個(gè)用于嵌放轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組的異形槽，矩形槽用于嵌放切向永磁體；被梯形槽和矩形槽分割的轉(zhuǎn)子沖片外圓的每個(gè)邊沿分別均勻分布有三個(gè)阻尼孔，沿轉(zhuǎn)子沖片外圓的邊沿共有12個(gè)阻尼孔；兩個(gè)梯形槽與轉(zhuǎn)子軸孔之間的轉(zhuǎn)子沖片上分布有6個(gè)工藝孔。通過(guò)兩個(gè)梯形槽中心的直徑MN與通過(guò)兩個(gè)矩形槽中心的直徑PQ相互垂直；兩個(gè)異形槽以直徑MN為對(duì)稱軸呈對(duì)稱分布；阻尼孔以直徑MN和直徑PQ為對(duì)稱軸呈對(duì)稱分布；工藝孔以PQ為對(duì)稱軸呈對(duì)稱分布。
[0010]本發(fā)明一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)的原理簡(jiǎn)述如下:當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子上的徑向永磁體主磁場(chǎng)和切向永磁體的漏磁場(chǎng)均經(jīng)過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙同向并聯(lián)工作，切割定子繞組產(chǎn)生預(yù)定的空載額定電壓，空載時(shí)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中無(wú)電流流過(guò)，因而無(wú)電勵(lì)磁部分；當(dāng)單相發(fā)電機(jī)帶上負(fù)載后，定子產(chǎn)生脈振的磁勢(shì)，使得轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，由于轉(zhuǎn)子繞組上串聯(lián)有單向二極管組成了閉合回路，故轉(zhuǎn)子繞組中流過(guò)的直流電流產(chǎn)生了轉(zhuǎn)子的電勵(lì)磁磁場(chǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)已規(guī)定了直流電方向，使該電勵(lì)磁磁場(chǎng)方向也與徑向永磁體磁場(chǎng)方向一致，同時(shí)由于電勵(lì)磁方向，使得切向永磁體主磁場(chǎng)與徑向永磁體主磁場(chǎng)、電勵(lì)磁磁場(chǎng)均經(jīng)過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙三路磁場(chǎng)同向并聯(lián)工作，由于此時(shí)電勵(lì)磁磁場(chǎng)和切向永磁體主磁場(chǎng)都是隨著負(fù)載增大而增大，負(fù)載減小而減小，當(dāng)負(fù)載增大，發(fā)電機(jī)端電壓下降，電磁場(chǎng)和切向永磁體工作磁場(chǎng)勵(lì)磁增加，促使發(fā)電機(jī)端電壓回升。負(fù)載變化，轉(zhuǎn)子工作總磁場(chǎng)隨著變化，因此具備較好的電壓穩(wěn)定精度，不需要使用電壓調(diào)節(jié)器(AVR)其穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率可達(dá)到±5%以內(nèi)，優(yōu)于純永磁同步發(fā)電機(jī)一般均大于±10%范圍的水平，同時(shí)也具有良好的動(dòng)態(tài)工作性能，瞬態(tài)電壓調(diào)整率、啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)能力、帶現(xiàn)代非線性負(fù)載的能力均優(yōu)于常規(guī)電勵(lì)磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)。
[0011]由于本發(fā)明有二種永磁場(chǎng)參與勵(lì)磁，而電勵(lì)磁電源又是源自發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)定子脈振磁勢(shì)，無(wú)須外電源勵(lì)磁，這二者都使發(fā)電機(jī)效率大大提高，本發(fā)明發(fā)電機(jī)效率要高于同規(guī)格常規(guī)電勵(lì)磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)5%以上，本發(fā)明具有現(xiàn)實(shí)的推廣意義。這種新型結(jié)構(gòu)電機(jī)達(dá)到了發(fā)明的目的。
[0012]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)的新型結(jié)構(gòu)，使其轉(zhuǎn)子只有一套自發(fā)電自勵(lì)磁繞組，切向永磁體工作磁場(chǎng)可變化，不用電壓調(diào)節(jié)器(AVR)電壓調(diào)整率可達(dá)±5%以內(nèi)，優(yōu)于永磁發(fā)電機(jī)一般大于±10%的范圍水平；本發(fā)明單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)的瞬態(tài)電壓調(diào)整率、啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的能力、帶非線性負(fù)載能力均優(yōu)于電勵(lì)磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)。本實(shí)施例3KW單相發(fā)電機(jī)效率達(dá)77%，t匕同規(guī)格電勵(lì)磁無(wú)刷單相發(fā)電機(jī)效率70%，高出7% ;重量比同規(guī)格電勵(lì)磁單相發(fā)電機(jī)減小20%，軸向長(zhǎng)度縮小25% ;本發(fā)明單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)比一般內(nèi)置式永磁發(fā)電機(jī)節(jié)省永磁體70%以上，大大降低了永磁材料成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的電氣原理圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片圖；
[0015]圖中圖號(hào):1是定子；2是轉(zhuǎn)子；21是轉(zhuǎn)子沖片；22是轉(zhuǎn)子軸孔；23是梯形槽；24是異形槽；25是矩形槽；26是阻尼孔；27是工藝孔A1SpN2S2為徑向永磁體；N3S3、N4S4為切向永磁體AF2為電勵(lì)磁繞組，Z為單向二極管，R為壓敏電阻；定子I中a、b、c為三相對(duì)稱的正弦交流繞組，內(nèi)部接法為Λ接法，二線引出Dp D2，兩個(gè)端子對(duì)外供應(yīng)50HZ、230V單相交流電源。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明具體實(shí)施例為一個(gè)二極的單相同步發(fā)電機(jī)，是按其
【發(fā)明內(nèi)容】
組成的一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)類似小型繞線式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)，定、轉(zhuǎn)子均只有一個(gè)，是一種單樞式結(jié)構(gòu)。
[0017]本實(shí)施例發(fā)電機(jī)功率3KW，單相電壓220V，轉(zhuǎn)速3000r/min，頻率50Hz，定子Z =24槽，定子繞組a、b、c三相繞組按常規(guī)正弦繞組設(shè)計(jì)布置，常規(guī)正弦繞組已為業(yè)內(nèi)的通用技術(shù)，此處不再贅述。這種三相正弦繞組內(nèi)部接成Λ形，二線引出DpD2兩個(gè)端子對(duì)外供應(yīng)50Hz、230V單相交流電流，Δ形中無(wú)環(huán)流，而這種三繞組接法的定子繞組散熱均勻，溫升低，且提高了供電的可靠性。
[0018]本發(fā)明發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯是由特殊設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子沖片21迭壓而成的，本實(shí)施例發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片如圖2所示，是一種二極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子沖片21上沖有轉(zhuǎn)子軸孔22，梯形槽23兩個(gè)，轉(zhuǎn)子沖片上還沖有四個(gè)異形槽24，兩個(gè)矩形槽25，12個(gè)阻尼孔26，6個(gè)工藝孔27。轉(zhuǎn)子軸孔22位于圓形轉(zhuǎn)子沖片21的中心；兩個(gè)梯形槽23位于轉(zhuǎn)子沖片21的同一直徑MN的兩端，用于轉(zhuǎn)子嵌徑向永磁體用；四個(gè)異形槽24和兩個(gè)矩形槽25分別位于兩個(gè)梯形槽所在轉(zhuǎn)子沖片直徑PQ的兩側(cè)；每一側(cè)有一個(gè)矩形槽25連接兩個(gè)用于嵌放轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組的異形槽24，矩形槽25用于嵌切向永磁體；被梯形槽和矩形槽分割的轉(zhuǎn)子沖片外圓的每個(gè)邊沿分別均勻分布有三個(gè)阻尼孔26，沿轉(zhuǎn)子沖片外圓的邊沿共有12個(gè)阻尼孔；兩個(gè)梯形槽23與轉(zhuǎn)子軸孔22之間的轉(zhuǎn)子沖片上分布有若干個(gè)工藝孔27。
[0019]通過(guò)兩個(gè)梯形槽23中心的直徑MN與通過(guò)兩個(gè)矩形槽25中心的直徑PQ相互垂直；兩個(gè)異形槽24以直徑MN為對(duì)稱軸呈對(duì)稱分布；阻尼孔26以直徑MN和直徑PQ為對(duì)稱軸呈對(duì)稱分布；工藝孔27以PQ為對(duì)稱軸呈對(duì)稱分布。
[0020]轉(zhuǎn)子沖片21迭壓成轉(zhuǎn)子鐵芯后通過(guò)軸孔22固定在轉(zhuǎn)軸上，在轉(zhuǎn)子鐵芯中，將圖1中徑向永磁體N1SpN2S2分別嵌入2個(gè)梯形槽23中，徑向永磁體形狀與梯形槽23相似配合；而將圖1中轉(zhuǎn)子繞組F1F2直接繞置在4個(gè)異形槽24中，并在槽口用槽楔固定槽中繞組導(dǎo)體；在2個(gè)矩形槽25中內(nèi)置圖1中N3S3、N4S4切向永磁體，切向永磁體形狀與矩形槽25相似配合；阻尼孔26中有阻尼桿與轉(zhuǎn)子鐵芯兩端阻尼板焊接組成籠形橫軸阻尼，可改善電壓波形；如圖1中二個(gè)徑向永磁體N1Sp N2S2分別嵌入圖2中兩個(gè)梯形槽23中，N1, N2方向都向上；如圖1中的轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組F1F2直接繞在異形槽24中，并在槽口用槽楔固定，異形槽24中的繞組導(dǎo)體F1F2弓丨出線通過(guò)圖2中的工藝孔27在轉(zhuǎn)子鐵芯端部一側(cè)同時(shí)引出，與單向二極管Z相串聯(lián)形成閉合回路，F(xiàn)1F2兩端還并接壓敏電阻R，R做保護(hù)用；Z 二極管接入的方向應(yīng)使F1F2繞組在負(fù)載時(shí)感應(yīng)的電勢(shì)自整流形成的直流電勵(lì)磁磁場(chǎng)形成的方向與N1SpN2S2磁場(chǎng)方向一致；如圖1中的切向永磁體內(nèi)置在圖2中的矩形槽25中，兩個(gè)切向永磁體N3S3、N4S4分別內(nèi)置在圖2矩形槽25中，N3、N4方向都向上；空載發(fā)電時(shí)，電勵(lì)磁繞組F1F2內(nèi)無(wú)感生電勢(shì)電流產(chǎn)生，故無(wú)電勵(lì)磁工作；空載發(fā)電時(shí)，切向永磁體N3S3、N4S4主磁場(chǎng)基本上不通過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙，而是在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)形成磁短路，但N3S3J4S4的漏磁場(chǎng)會(huì)通過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙，參與空載勵(lì)磁工作；空載發(fā)電時(shí)，徑向永磁體N1Sp N2S2主磁場(chǎng)通過(guò)定、轉(zhuǎn)子間氣隙勵(lì)磁工作；因此空載發(fā)電時(shí)是由徑向永磁體N1S1' N2S2主磁場(chǎng)與切向永磁體N3S3、N4S4漏磁場(chǎng)同向經(jīng)過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙并聯(lián)勵(lì)磁工作的，并輸出額定空載電壓；發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)，由于定子繞組會(huì)產(chǎn)生脈振電磁勢(shì)，電勵(lì)磁繞組F1F2內(nèi)會(huì)感生電勢(shì)經(jīng)二極管Z在其閉合回路中有直流電流過(guò)，因此產(chǎn)生了直流電勵(lì)磁磁場(chǎng)，電勵(lì)磁場(chǎng)方向與徑向永磁體N1Sp N2S2同向，這個(gè)電勵(lì)磁場(chǎng)是自動(dòng)隨著負(fù)載電流增大而增大，負(fù)載電流減小而減小的，同時(shí)當(dāng)電勵(lì)磁磁場(chǎng)大小變化時(shí)，切向永磁體N3S3、N4S4的環(huán)路也發(fā)生變化，電勵(lì)磁增大時(shí)，N3S3、N4S4通過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙的磁場(chǎng)同向增大，電勵(lì)磁減小時(shí)，N3S3、N4S4通過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙的磁場(chǎng)也同向減小，由此可見(jiàn)，負(fù)載時(shí)，徑向永磁體N1SpN2S2主磁場(chǎng)；切向永磁體N3S3、N4S4主磁場(chǎng)P1F2形成的電勵(lì)磁磁場(chǎng)均經(jīng)過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙三路并聯(lián)勵(lì)磁同向工作，自動(dòng)維持負(fù)載時(shí)的電壓穩(wěn)定，克服了串聯(lián)型混合勵(lì)磁的諸多缺點(diǎn)，同時(shí)由于電勵(lì)磁和切向永磁勵(lì)磁都有與負(fù)載大小變化而隨之變化的特性，故不采用電壓調(diào)節(jié)器時(shí)，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率也能控制在±5%以內(nèi)，達(dá)到國(guó)家電勵(lì)磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，具有很好的實(shí)用性，優(yōu)于永磁同步發(fā)電機(jī)一般穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率大于± 10%的范圍的水平。這種新型結(jié)構(gòu)加工、裝配及維護(hù)維修和可靠性方面也優(yōu)于一般的永磁發(fā)電機(jī)，其瞬態(tài)電壓調(diào)整率、啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的性能、帶現(xiàn)代非線性負(fù)載的能力，都優(yōu)于常規(guī)電勵(lì)磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，而發(fā)電機(jī)效率高于同規(guī)格電勵(lì)磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)5%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯中布置有徑向永磁體、切向永磁體和一套電勵(lì)磁繞組，所述電勵(lì)磁繞組與串聯(lián)二極管形成閉合回路；空載發(fā)電時(shí)，徑向永磁體主磁場(chǎng)、切向永磁體漏磁場(chǎng)通過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙，同向二路并聯(lián)勵(lì)磁發(fā)電至額定電壓；帶負(fù)載時(shí)，徑向永磁體主磁場(chǎng)、切向永磁體主磁場(chǎng)以及轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組電勵(lì)磁磁場(chǎng)三路通過(guò)定、轉(zhuǎn)子氣隙同向并聯(lián)勵(lì)磁工作，由于電勵(lì)磁磁場(chǎng)和切向永磁體主磁場(chǎng)都隨負(fù)載的大小變化而自動(dòng)跟隨相應(yīng)變化，故使端電壓得以穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯由專門設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子沖片迭壓而成；所述轉(zhuǎn)子沖片上沖有轉(zhuǎn)子軸孔，兩個(gè)梯形槽，轉(zhuǎn)子沖片上還沖有四個(gè)異形槽，兩個(gè)矩形槽，12個(gè)阻尼孔，6個(gè)工藝孔；轉(zhuǎn)子軸孔位于圓形轉(zhuǎn)子沖片的中心；兩個(gè)梯形槽位于轉(zhuǎn)子沖片的同一直徑的兩端；四個(gè)異形槽和兩個(gè)矩形槽分別位于兩個(gè)梯形槽所在轉(zhuǎn)子沖片直徑的兩側(cè)；每一側(cè)有一個(gè)矩形槽連接兩個(gè)用于嵌放轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組的異形槽；被梯形槽和矩形槽分割的轉(zhuǎn)子沖片外圓的每個(gè)邊沿分別均勻分布有三個(gè)阻尼孔，沿轉(zhuǎn)子沖片外圓的邊沿共有12個(gè)阻尼孔；兩個(gè)梯形槽與轉(zhuǎn)子軸孔之間的轉(zhuǎn)子沖片上分布有工藝孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的二個(gè)梯形槽分別嵌放徑向永磁體N1Sp N2S2, N1^N2方向向上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的四個(gè)異形槽用于嵌放轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組F1F2，F(xiàn)1F2弓丨出線通過(guò)工藝孔在轉(zhuǎn)子鐵芯端部一側(cè)同時(shí)引出，與單向二極管Z相串聯(lián)形成閉合回路，F(xiàn)1F2兩端還并接壓敏電阻R，二極管Z接入的方向應(yīng)使F1F2繞組在負(fù)載時(shí)感應(yīng)的電勢(shì)自整流形成的直流電勵(lì)磁磁場(chǎng)方向與N1Sp N2S2磁場(chǎng)方向一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的兩個(gè)矩形槽分別用于嵌放切向永磁體n3s3、n4s4 ；n3>N4方向向上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯兩端還設(shè)置固定有阻尼板，轉(zhuǎn)子鐵芯阻尼孔中設(shè)置的阻尼桿與轉(zhuǎn)子鐵芯兩端的阻尼板焊接組成籠形橫軸阻尼。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三路并聯(lián)混合勵(lì)磁單樞式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子沖片上，通過(guò)兩個(gè)梯形槽中心的直徑MN與通過(guò)兩個(gè)矩形槽中心的直徑PQ相互垂直；兩個(gè)異形槽以直徑MN為對(duì)稱軸呈對(duì)稱分布；阻尼孔以直徑MN和直徑PQ為對(duì)稱軸呈對(duì)稱分布；工藝孔以PQ為對(duì)稱軸呈對(duì)稱分布。
【文檔編號(hào)】H02K21/02GK103956875SQ201410214494
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】林絹華 申請(qǐng)人:林絹華