CN102185395A - 电压可调卷铁心永磁交流发电机 - Google Patents
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Abstract
一种电压可调卷铁心永磁交流发电机，沿轴向按永磁调磁卷铁心支架—带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心—气隙—永磁调磁转子—气隙—带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心—永磁调磁卷铁心支架依次排列，沿径向按扇形永磁块—调磁导环—调磁线圈—调磁机座依次排列。本发明的技术效果是：1、电压可调卷铁心永磁交流发电机利用扇形永磁块的永磁磁场实现交流发电，输出三相或单相的50Hz或400Hz交流电源；2、利用调磁线圈的电磁磁场，使永磁发电电压可调且稳定精度高，小于1%，电压波形正弦性好，供电品质优良；3、无励磁机和旋转整流器能实现无刷化，无转子磁场绕组能实现发电电压稳定可调；4、发电机效率高、体积小、重量轻。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转电源，尤其是一种电压可调卷铁心永磁交流发电机。
背景技术
随着稀土永磁材料的迅猛发展，稀土永磁材料在电机领域已开始应用，稀土永磁材料制成的永磁交流发电机具有体积小、重量轻、效率高等特点，但发电电压不可调，必须研究一种电压可调卷铁心永磁交流发电机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电压可调卷铁心永磁交流发电机，该电压可调卷铁心永磁交流发电机是一种交流发电机，通过永磁实现交流发电，通过调磁使发电电压可调且稳定精度高。
本发明是这样实现的，一种电压可调卷铁心永磁交流发电机，它包括永磁调磁卷铁心支架、永磁调磁卷铁心、永磁调磁感应绕组、扇形永磁块、永磁导环、调磁导环、带风扇非导磁支架、永磁调磁转子、调磁线圈、调磁机座、转轴、轴承和防护罩，其特征是沿轴向按永磁调磁卷铁心支架、带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心、气隙、永磁调磁转子、气隙、带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心、永磁调磁卷铁心支架依次排列连接，沿径向按扇形永磁块、调磁导环、调磁线圈、调磁机座依次排列连接，一个发电机有二个永磁调磁卷铁心，所述永磁调磁卷铁心是用一定宽度的硅钢带卷制成圆环形状而成，沿径向用绝缘环隔离分成二段，厚的一段为永磁段卷铁心，薄的一段为调磁段卷铁心，永磁调磁卷铁心一侧面沿径向开有半开口梨形槽，沿周向均匀分布N个半开口梨形槽，槽中嵌有一套三相或单相永磁调磁感应绕组和调磁源绕组，组成带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心，永磁调磁感应绕组导体嵌在永磁段和调磁段卷铁心槽中，绕组匝数按正弦规律分布，一个永磁调磁卷铁心槽号按顺时针方向编号，另一个永磁调磁卷铁心槽号按逆时针方向编号，永磁调磁感应绕组按编号方向依次排列在永磁调磁卷铁心槽中，二个带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心置于永磁调磁转子的两侧，且其槽口朝向永磁调磁转子，同时二侧永磁调磁卷铁心的槽号要对齐固定于调磁机座两端，二侧永磁调磁卷铁心中的永磁调磁感应绕组可按电势方向相同进行并联或按电势方向叠加进行串联, 2P个扇形永磁块、永磁导环、调磁导环与带风扇非导磁支架组成永磁调磁转子，用永磁导环、调磁导环与铝合金压制而成，永磁导环和调磁导环用导磁材料制作，调磁导环两侧面有P个交错分布的扇形凸极，单侧只有P/2个扇形凸极，永磁导环位于中间，调磁导环位于外圈，紧靠永磁导环两侧与调磁导环扇形凸极对应有能对称嵌装2P个扇形永磁块的槽，铝合金部分的内环和外圈压制成轴流风扇，形成带风扇非导磁支架，扇形永磁块对称分布，扇形永磁块的磁通方向垂直扇形面，永磁调磁转子二侧面的磁性方向相同，同一侧面相邻扇形永磁块的磁性方向按N极和S极依次排列，扇形永磁块数量P根据发电机需要确定，可构成50Hz或400Hz交流电输出的永磁交流发电机，永磁磁通是从扇形永磁块N极出发，穿过气隙，经卷铁心的齿轭齿，到同侧相邻扇形永磁块S极，形成永磁磁通回路，调磁磁通经调磁机座、永磁调磁卷铁心支架的调磁段、永磁调磁卷铁心调磁段的轭齿、气隙、永磁调磁转子的调磁导环扇形凸极，到另一侧的调磁导环扇形凸极、气隙、永磁调磁卷铁心调磁段的齿轭、永磁调磁卷铁心支架的调磁段、回到调磁机座，形成调磁磁通回路。
本发明的技术效果是：1、电压可调卷铁心永磁交流发电机利用扇形永磁块的永磁磁场实现交流发电，输出三相或单相的50Hz或400Hz交流电源；2、利用调磁线圈的电磁磁场，使永磁发电电压可调且稳定精度高，小于1%，电压波形正弦性好，供电品质优良；3、无励磁机和旋转整流器能实现无刷化，无转子磁场绕组能实现发电电压稳定可调；4、发电机效率高、体积小、重量轻。
附图说明
图1为电压可调卷铁心永磁交流发电机结构图。
图2为电压可调卷铁心永磁交流发电机原理图。
图3为永磁调磁卷铁心结构图。
图4为永磁调磁感应绕组分布图。
图5为永磁调磁转子结构图。
在图中，1—永磁调磁支架，2—永磁调磁卷铁心，3—永磁调磁感应绕组， 4—扇形永磁块，5—永磁导环，6—调磁导环，7—带风扇非导磁支架，8—永磁调磁转子，9—调磁线圈，10—调磁机座，11—转轴，12—轴承，13—防护罩，W1—永磁调磁感应绕组，WE—调磁线圈，WS—调磁源绕组。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明是这样实现的，一种电压可调卷铁心永磁交流发电机，它由永磁调磁卷铁心支架1、永磁调磁卷铁心2、永磁调磁感应绕组3、扇形永磁块4、永磁导环5、调磁导环6、带风扇非导磁支架7、永磁调磁转子8、调磁线圈9、调磁机座10、转轴11、轴承12和防护罩13组成，沿轴向按永磁调磁卷铁心支架、带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心、气隙、永磁调磁转子、气隙、带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心、永磁调磁卷铁心支架依次排列连接，沿径向按扇形永磁块、调磁导环、调磁线圈、调磁机座依次排列连接，一个发电机有二个永磁调磁卷铁心，永磁调磁卷铁心是用一定宽度的硅钢带卷制成圆环形状而成，沿径向用绝缘环隔离分成二段，厚的一段为永磁段卷铁心，薄的一段为调磁段卷铁心，永磁调磁卷铁心一侧面沿径向开有半开口梨形槽，沿周向均匀分布N个半开口梨形槽，槽中嵌有一套三相或单相永磁调磁感应绕组和调磁源绕组，组成带永磁调磁感应绕组的卷铁心，永磁调磁感应绕组导体嵌在永磁段和调磁卷铁心槽中，其匝数按正弦规律分布，一个永磁调磁卷铁心槽号按顺时针方向编号，另一个永磁调磁卷铁心槽号按逆时针方向编号，永磁调磁感应绕组按编号方向依次排列在永磁调磁卷铁心槽中，二个永磁调磁卷铁心置于永磁调磁转子的两侧，且其槽口朝向永磁调磁转子，同时二侧永磁调磁卷铁心的槽号要对齐固定于调磁机座两端，二侧永磁调磁卷铁心中的永磁调磁感应绕组可按电势方向相同进行并联或按电势方向叠加进行串联, 2P个扇形永磁块、永磁导环、调磁导环与带风扇非导磁支架组成永磁调磁转子，用永磁导环、调磁导环与铝合金压制而成，永磁导环和调磁导环用导磁材料制作，调磁导环两侧面有P个交错分布的扇形凸极，单侧只有P/2个扇形凸极，永磁导环位于中间，调磁导环位于外圈，紧靠永磁导环两侧与调磁导环扇形凸极对应有能对称嵌装2P个扇形永磁块的槽，铝合金部分的内环和外圈压制成轴流风扇，形成带风扇非导磁支架，起固定扇形永磁块、永磁导环和调磁导环的作用，又可对永磁调磁感应绕组和永磁调磁卷铁心进行通风散热，扇形永磁块对称分布，扇形永磁块的磁通方向垂直扇形面，永磁调磁转子二侧面的磁性方向相同，同一侧面相邻扇形永磁块的磁性方向按N极和S极依次排列，扇形永磁块数量P根据发电机需要确定，永磁调磁永磁转子6套在转轴11中部，转轴11二端套有轴承12，轴承12外套有永磁调磁卷铁心支架1，永磁调磁卷铁心2同轴心焊在永磁调磁卷铁心支架1内侧，永磁调磁卷铁心支架1通过同轴心圆止口用螺栓将调磁机座10紧固中间，调磁线圈9做成圆环形固定于调磁机座10内圆中部，用螺钉将防护罩13固定在永磁调磁卷铁心支架1的外侧，防护罩13开有通风孔，永磁调磁卷铁心支架1沿径向分成二段，永磁段以内用非导磁金属材料制作，调磁段以外用导磁金属材料制作，调磁机座10用导磁金属材料制作，防护罩13用非导磁金属材料制作。当发动机驱动电压可调卷铁心永磁交流发电机达到额定转速后，永磁调磁转子二侧面的永磁调磁卷铁心槽中的永磁调磁感应绕组切割永磁磁场，感应出三相或单相的50Hz或400Hz交流电源，其永磁磁通是从扇形永磁块N极出发，穿过气隙，经卷铁心的齿轭齿，到同侧相邻扇形永磁块S极，形成永磁磁通回路，调磁线圈通直流电产生调磁磁通，电压调节器AVR连接有永磁调磁感应绕组W1、励磁源绕组WS和调磁线圈WE，电压调节器AVR依据发电电压变化来调节调磁线圈的电流大小，可稳定调节发电电压，调磁磁通经调磁机座、永磁调磁卷铁心支架的调磁段、永磁调磁卷铁心调磁段的轭齿、气隙、永磁调磁转子的调磁导环扇形凸极，到另一侧的调磁导环扇形凸极、气隙、永磁调磁卷铁心调磁段的齿轭、永磁调磁卷铁心支架的调磁段、回到调磁机座，形成调磁磁通回路。
Claims (1)
1. 一种电压可调卷铁心永磁交流发电机，它包括永磁调磁卷铁心支架、永磁调磁卷铁心、永磁调磁感应绕组、扇形永磁块、永磁导环、调磁导环、带风扇非导磁支架、永磁调磁转子、调磁线圈、调磁机座、转轴、轴承和防护罩，其特征是沿轴向按永磁调磁卷铁心支架、带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心、气隙、永磁调磁转子、气隙、带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心、永磁调磁卷铁心支架依次排列连接，沿径向按扇形永磁块、调磁导环、调磁线圈、调磁机座依次排列连接，一个发电机有二个永磁调磁卷铁心，所述永磁调磁卷铁心是用一定宽度的硅钢带卷制成圆环形状而成，沿径向用绝缘环隔离分成二段，厚的一段为永磁段卷铁心，薄的一段为调磁段卷铁心，永磁调磁卷铁心一侧面沿径向开有半开口梨形槽，沿周向均匀分布N个半开口梨形槽，槽中嵌有一套三相或单相永磁调磁感应绕组和调磁源绕组，组成带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心，永磁调磁感应绕组导体嵌在永磁段和调磁段卷铁心槽中，绕组匝数按正弦规律分布，一个永磁调磁卷铁心槽号按顺时针方向编号，另一个永磁调磁卷铁心槽号按逆时针方向编号，永磁调磁感应绕组按编号方向依次排列在永磁调磁卷铁心槽中，二个带永磁调磁感应绕组的永磁调磁卷铁心置于永磁调磁转子的两侧，且其槽口朝向永磁调磁转子，同时二侧永磁调磁卷铁心的槽号要对齐固定于调磁机座两端，二侧永磁调磁卷铁心中的永磁调磁感应绕组可按电势方向相同进行并联或按电势方向叠加进行串联, 2P个扇形永磁块、永磁导环、调磁导环与带风扇非导磁支架组成永磁调磁转子，用永磁导环、调磁导环与铝合金压制而成，永磁导环和调磁导环用导磁材料制作，调磁导环两侧面有P个交错分布的扇形凸极，单侧只有P/2个扇形凸极，永磁导环位于中间，调磁导环位于外圈，紧靠永磁导环两侧与调磁导环扇形凸极对应有能对称嵌装2P个扇形永磁块的槽，铝合金部分的内环和外圈压制成轴流风扇，形成带风扇非导磁支架，扇形永磁块对称分布，扇形永磁块的磁通方向垂直扇形面，永磁调磁转子二侧面的磁性方向相同，同一侧面相邻扇形永磁块的磁性方向按N极和S极依次排列，扇形永磁块数量P根据发电机需要确定，可构成50Hz或400Hz交流电输出的永磁交流发电机，永磁磁通是从扇形永磁块N极出发，穿过气隙，经卷铁心的齿轭齿，到同侧相邻扇形永磁块S极，形成永磁磁通回路，调磁磁通经调磁机座、永磁调磁卷铁心支架的调磁段、永磁调磁卷铁心调磁段的轭齿、气隙、永磁调磁转子的调磁导环扇形凸极，到另一侧的调磁导环扇形凸极、气隙、永磁调磁卷铁心调磁段的齿轭、永磁调磁卷铁心支架的调磁段、回到调磁机座，形成调磁磁通回路。
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