CN101442240A - 一种可调电压永磁发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发电机，尤其是一种可调电压永磁发电机。它包括主轴、固定安装在主轴上的转子，以及环绕设置在转子周围的定子，转子固定安装在主轴上，转子上固定安装永磁体，定子通过轴承安装在主轴上，所述的定子至少包括一个固定定子和一个可调定子，固定定子和一个可调定子上分别安装有固定定子线圈和可调定子线圈，固定定子线圈和可调定子线圈的各相线分别对应串连在一起，固定定子与发电机支架固定连接，可调定子通过弹簧连接到发电机支架，可调定子上还带有偏转调整机构。该发电机省掉永磁发电机并网中的整流—逆变装置，使输出电压可调，大大降低制造成本，提高产品的可靠性。

Description

一种可调电压永磁发电机

技术领域

本发明涉及一种发电机，尤其是一种可调电压永磁发电机。

背景技术

永磁发电机为了达到并网发电的要求，需要能够随电网电压的波动或无功负荷要求变化调整输出电压，现在普遍采用整流—逆变的方式进行电子调整输出电压，由于结构复杂、故障率高，成本高，已成为永磁发电机并网发电的一大障碍。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、可直接并网且无需整流—逆变装置就可以改变输出电压的可调电压永磁发电机。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明所述的一种可调电压永磁发电机包括主轴、固定安装在主轴上的转子，以及环绕设置在转子周围的定子，其特征在于：转子固定安装在主轴上，转子上固定安装永磁体，定子通过轴承安装在主轴上，所述的定子至少包括一个固定定子和一个可调定子，固定定子和一个可调定子上分别安装有固定定子线圈和可调定子线圈，固定定子线圈和可调定子线圈的各相线分别对应串连在一起，固定定子与发电机支架固定连接，可调定子通过弹簧连接到发电机支架，可调定子上还带有偏转调整机构。

所述的偏转调整机构包括固定连接在可调定子一侧的档块、安装在调整轴顶端的偏心轮，调整轴与驱动机构传动连接。

所述的偏转调整机构包括固定安装在可调定子一侧的齿轮以及通过齿轮啮合的齿轮调整轴，齿轮调整轴与驱动机构传动连接。

采用上述技术方案以后，本发明具有如下优点：

1、输出电压在一定范围内可调，能够满足发电机功率因素调整的要求，满足电网电压波动对发电机输出无功功率的调整要求，实现永磁发电机输出电压和无功功率的无级调整；

2、省掉永磁发电机并网中的整流—逆变装置，大大降低制造成本，提高产品的可靠性；

3、发电机固定定子线圈与可调定子线圈之间的相位差能有效抵消高次谐波分量，向电网输送更高质量的电能；

4、可用于多种永磁发电机直接并网发电的场合，应用范围广，大幅度提高永磁发电机的竞争力；

5、定子和转子直接安装在同一主轴上，同心度高、气隙间隙小，可节约永磁材料，降低生产成本，提高发电机的稳定性。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

图2是可调定子的侧面结构示意图；

图3是固定定子线圈和可调定子线圈接线示意图；

图4是可调输出电压原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种可调电压永磁发电机，包括主轴1、固定安装在主轴1上的转子2，以及环绕设置在转子2周围的定子。转子2通过平键固定安装在主轴1上，可以采用一个大转子的形式，也可以分别采用两个小转子的形式，本实施例采用两个形状、大小相同的转子并排安装在主轴1上，永磁体8固定安装在转子2上。定子通过轴承安装在主轴1上，定子至少包括一个固定定子4和一个可调定子3。本实施例采用一个固定定子4和一个可调定子3，固定定子4和可调定子3上分别安装有固定定子线圈A1、B1、C1和可调定子线圈A2、B2、C2。如图3所示，固定定子线圈A1、B1、C1和可调定子线圈A2、B2、C2的各相线分别对应串联在一起，固定定子4与发电机支架5固定连接，可调定子3通过弹簧9连接到发电机支架5，可调定子3上还带有偏转调整机构。弹簧9的作用是可以避免发电机工作时可调定子3发生振动，影响输出电压的稳定。弹簧9的拉力方向与可调定子3在工作时受到的旋转磁力方向相同。

图1所示实施例将定子线圈设置在永磁体的外侧，稍微改变转子2的形状，也可以将永磁体设置在定子线圈的外侧。

如图2所示，在本实施例中，所述的偏转调整机构包括固定连接在可调定子3一侧的档块、安装在调整轴6顶端的偏心轮7，调整轴6与驱动机构10传动连接。

当然，偏转调整机构也可以采用齿轮传动的形式，它包括固定安装在可调定子3一侧的齿轮以及通过齿轮啮合的齿轮调整轴，齿轮调整轴与驱动机构传动连接。

工作的时候，首先通过驱动机构10旋转调整轴6，通过偏心轮7调整可调定子线圈A2、B2、C2的相角，当可调定子线圈A2、B2、C2和固定定子线圈A1、B1、C1的相角相同的时候，固定定子线圈产生的电势与可调定子线圈产生的电势在最高值处叠加，发电机的输出电压是固定定子线圈产生的最大电势与可调定子线圈产生的最大电势之和，此时发电机输出电压最高；当需要降低输出电压的时候，只要通过调整轴6调节可调定子线圈的相角，使之与固定定子线圈的相角产生夹角，此时可调定子线圈产生的电势与固定定子线圈产生的电势之和随夹角增大而降低，发电机的输出电压无级可调。如图4所示本发明发电机的输出电压原理图，以可调定子线圈A2和固定定子线圈A1为例说明不同情况下输出电压的关系，发电机中的其他各相原理相同。图中，当可调定子线圈A2和固定定子线圈A1切割磁力线的时候，线圈中产生波形相同的电压UA2和UA1。电压UA1代表固定定子线圈A1中产生的电压，电压UA2代表代表可调定子线圈A2中产生的电压。此时，如果可调定子线圈A2、B2、C2和固定定子线圈A1、B1、C1的磁相角相等，如图中所示虚线表示的UA2，则输出电压的值就是两个线圈中产生的电势的简单代数和，其最大值就是UA1+UA2。而此时如果可调定子线圈A2、B2、C2和固定定子线圈A1、B1、C1的相角不相等，如图中实线表示的UA2，与UA1存在一定的夹角

，则输出电压的值就是(UA1+UA2)*COS(

/2)＝UA。这样就可以通过调节可调定子线圈的相角达到调整发电机输出电压的目的。

当然，为了实现电压调整的自动化控制，还可以在电网一侧设置传感器，检测电网电压的变化，将检测信号传送到一个执行机构，根据对检测信号的判断，决定如何调整电压，并通过执行机构操纵调整轴6旋转，最终完成对电压的自动调整。传感器和执行机构的原理为现有公知技术，在此不再详细论述。

Claims (3)

1、一种可调电压永磁发电机，包括主轴(1)、固定安装在主轴(1)上的转子(2)，以及环绕设置在转子(2)周围的定子，其特征在于：转子(2)固定安装在主轴(1)上，转子(2)上固定安装永磁体(8)，定子通过轴承安装在主轴(1)上，所述的定子至少包括一个固定定子(4)和一个可调定子(3)，固定定子(4)和一个可调定子(3)上分别安装有固定定子线圈(A1、B1、C1)和可调定子线圈(A2、B2、C2)，固定定子线圈(A1、B1、C1)和可调定子线圈(A2、B2、C2)的各相线分别对应串连在一起，固定定子(4)与发电机支架(5)固定连接，可调定子(3)通过弹簧(9)连接到发电机支架(5)，可调定子(3)上还带有偏转调整机构。

2、根据权利要求1所述的一种可调电压永磁发电机，其特征在于：所述的偏转调整机构包括固定连接在可调定子(3)一侧的档块、安装在调整轴(6)顶端的偏心轮(7)，调整轴(6)与驱动机构(10)传动连接。

3、根据权利要求1或所述的一种可调电压永磁发电机，其特征在于：所述的偏转调整机构包括固定安装在可调定子(3)一侧的齿轮以及通过齿轮啮合的齿轮调整轴，齿轮调整轴与驱动机构传动连接。

Images