CN102522868A - 双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机 - Google Patents

双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机 Download PDF

Info

Publication number
CN102522868A
CN102522868A CN201110411686XA CN201110411686A CN102522868A CN 102522868 A CN102522868 A CN 102522868A CN 201110411686X A CN201110411686X A CN 201110411686XA CN 201110411686 A CN201110411686 A CN 201110411686A CN 102522868 A CN102522868 A CN 102522868A
Authority
CN
China
Prior art keywords
excitation
excitation winding
winding
double
salient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201110411686XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102522868B (zh
Inventor
张卓然
钱乐
严仰光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201110411686.XA priority Critical patent/CN102522868B/zh
Publication of CN102522868A publication Critical patent/CN102522868A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102522868B publication Critical patent/CN102522868B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机，属于无刷发电机领域。所述双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机，包括双励磁绕组复励双凸极电机、整流电路、滤波电容；其中：双励磁绕组复励双凸极电机的电枢绕组、整流电路、双励磁绕组复励双凸极电机的第一套励磁绕组、滤波电容依次串联连接，双励磁绕组复励双凸极电机的第二套励磁绕组与直流励磁电源连接。由于第一套励磁绕组的自励磁作用，发电机电压调整率低，控制输出所需的励磁功率小，特别适用于电动汽车车载发电系统及飞机发电系统等独立电源系统。

Description

双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机
技术领域
本发明涉及双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机，属于无刷直流电机领域。 
背景技术
双凸极电机是在开关磁阻电机的基础上发展起来的新型双边凸极变磁阻电机。上世纪90年代初，美国T.A.Lipo教授发明了永磁双凸极电机。永磁双凸极电机其定子，转子均为凸极结构，由硅钢片叠制而成，结构简单，转子上没有绕组，可靠性高，定子上嵌有永磁材料，具有功率密度高、效率高的优点，但气隙磁场难以调节，因而电压调节或恒功率弱磁控制困难。 
电励磁双凸极电机以励磁绕组取代永磁体，使得电机的励磁磁场可以调节。转子上无绕组和永磁体，结构非常简单、运行可靠且成本低；发电状态负载变化时，可通过调节励磁绕组中的励磁电流大小以维持恒定电压输出，控制方便，在航空电源和风力发电等领域具有重要的应用价值。 
电励磁双凸极无刷直流发电机的励磁绕组必需由单独的直流电源提供励磁源，其励磁功率完全由外接电源提供，因此，在中大功率应用场合，所需的励磁电源功率大，而且控制励磁电流所需的励磁控制器容量大，其功率器件设计要求大大提高，使得励磁控制器代价高、且可靠性降低。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机。 
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案： 
一种双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机包括：双励磁绕组复励双凸极电机、桥式整流电路、滤波电容；其中：双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组采用星形接法连接，双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组输出端与桥式整流电路的桥臂中点连接，桥式整流电路的输出端与由双励磁绕组复励双凸极电机的第一套励磁绕组和滤波电容组成的串联电路相连，双励磁绕组复励双凸极电机的第二套励磁绕组与直流励磁电源连接。
一种双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机包括：双励磁绕组复励双凸极电机、桥式整流电路、滤波电容；其中：双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组采用星形接法连接，双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组输出端与桥式整流电路的桥臂中点连接，滤波电容并联在桥式整流电路的输出端，双励磁绕组复励双凸极电机第一套励磁绕组的一端接在滤波电容的正极，第一套励磁绕组的另一端与滤波电容的负极构成双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机的输出端，双励磁绕组复励双凸极电机的第二套励磁绕组与直流励磁电源连接。 
一种双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机包括：双励磁绕组复励双凸极电机、零式整流电路、滤波电容；其中：双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组星形接法连接，另一端与零式整流电路连接，双凸极电机的第一套励磁绕组的一端接在零式整流电路的正输出端，另一端与滤波电容的正极连接，滤波电容的负极接在零式整流电路的负输出端，双励磁绕组复励双凸极电机的第二套励磁绕组与直流励磁电源连接。 
一种双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机包括：双励磁绕组复励双凸极电机、零式整流电路、滤波电容；其中：双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组星形接法连接，另一端与零式整流电路连接，滤波电容并联在零式整流电路的正负输出端，双凸极电机的第一套励磁绕组的一端接在滤波电容的正极，另一端与滤波电容的负极构成双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机的输出端，双励磁绕组复励双凸极电机的第二套励磁绕组与直流励磁电源连接。 
所述双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机中，零式电路是共阴极零式整流电路或者共阳极零式整流电路。 
所述双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机中，桥式整流电路为不可控整流电路或者可控整流电路。 
所述双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机中，零式整流电路为不可控整流电路或者可控整流电路。 
本发明的双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机采用上述技术方案，具有以下有益效果： 
（1）第一套励磁绕组的励磁电流取决于负载电流大小，起到自励作用，可显著降低发电机的电压调整率，提升发电机输出功率。
（2）由于第一套励磁绕组中励磁电流产生的磁势作用，使得第二套励磁绕组所需外加的励磁功率小、励磁损耗低，降低了励磁控制器容量，设计简便、可靠性高。 
（3）第一套励磁绕组有输出滤波作用，有利于提高无刷直流发电机的输出电能特别是输出电流品质。 
附图说明
图1为双励磁绕组复励双凸极无刷直流电机结构图。 
图2为双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机电枢绕组和励磁绕组接线示意图。 
图3为双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机采用全桥整流电路时的示意图。 
图4为双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机采用共阴极零式整流电路时的示意图。 
图5是双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机采用共阳极零式整流电路时的示意图。 
图中符号说明：1为机壳，2为定子铁心，3为第一套励磁绕组，4为第二套励磁绕组，5为电枢绕组，6为转子铁心，7，转轴，LA、LB、LC为三相电枢绕组，Lf1为第一套励磁绕组，Lf2为第二套励磁绕组，D1、D2、D3、D4、D5、D6为第一至第六整流二极管，C为输出滤波电容，Uf为直流励磁电源，Udc为输出直流电压。 
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明： 
双励磁绕组复励双凸极电机包括定子和转子，定、转子均为凸极结构，基本结构为6N/4N极结构（N为正整数），即定子有6N个凸极，转子有4N个凸极，转子上无绕组。其中所述定子由定子铁心，两套相互独立的励磁绕组和电枢绕组组成，所述转子装有转轴并且由转子铁心组成，每隔三个极，对应的定子槽内嵌绕有励磁绕组。本发明采用了如图1所示的24/16极双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机：定子由机壳1及其内部的定子铁心2、嵌绕在定子槽内的第一套励磁绕组3、第二套励磁绕组4和电枢绕组5构成，转子由转子铁心6和转轴7构成。每隔三个极，对应的定子槽内嵌绕有两套励磁绕组。
定子极上套装有集中绕组，按其匝链的磁通变化规律相同原则按照图2所示的接线方式依次串联。在三相电枢绕组中，每相有两根引出线，三相总共六根引出线，分别为A,X,B,Y,C,Z。其中，A,B,C为同名端。相差45°机械角的八个电枢绕组串联为一相电枢绕组。 
具体实施例一，双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机采用全桥整流电路时的示意图如图3所示： 
整流电路部分：第四整流二极管D4和第一整流二极管D1串联，第五整流二极管D5和第二整流二极管D2串联，第六整流二极管D6和第三整流二极管D3串联，第四整流二极管D4的阳极和第五整流二极管D5的阳极、第六整流二极管D6的阳极连接，第一整流二极管D1的阴极和第二整流二极管D2的阴极、第三整流二极管D3的阴极连接。
LA、LB、LC三相电枢绕组的输入端连接，LA、LB、LC三相绕组的输出端分别与第一整流二极管D1的阳极、第二整流二极管D2的阳极、第三整流二极管D3的阳极连接，第一套励磁绕组Lf1的一端与第三整流二极管D3的阴极连接，第一套励磁绕组Lf1的另一端与输出滤波电容C的一极连接，输出滤波电容C的另一极与第六整流二极管D6的阳极连接，第二套励磁绕组Lf2的两端与直流励磁电压源Uf连接。输出滤波电容C两端的电压为输出直流电压Udc。第一套励磁绕组Lf1、输出滤波电容的C的位置可以交换。桥式整流电路的输出端线连接第一套励磁绕组Lf1再连接输出滤波电容C的情况如图3（a）所示，桥式整流电路的输出端线连接输出滤波电容C再连接第一套励磁绕组Lf1的情况如图3（b）所示。 
具体实施例二，双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机采用共阴极零式整流电路时的示意图如图4所示： 
LA、LB、LC三相电枢绕组的输入端连接，LA、LB、LC三相电枢绕组的输出端分别与第一至第三整流二极管D1、D2、D3的阳极相连，第一至第三整流二极管D1、D2、D3的阴极共接。第一套励磁绕组Lf1的一端与第三整流二极管D3的阴极连接，第一套励磁绕组Lf1的另一端与输出滤波电容C的一极连接，输出滤波电容C的另一极与A相电枢绕组的输入端连接，第二套励磁绕组Lf2单独接在直流励磁电源Uf上。输出滤波电容C两端的电压为输出直流电压Udc。
具体实施例三，双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机采用共阳极零式整流电路时的示意图如图5所示： 
LA、LB、LC三相电枢绕组的输入端连接，LA、LB、LC三相电枢绕组的输出端分别与第一至第三整流二极管D1、D2、D3的阴极相连，第一至第三整流二极管D1、D2、D3的阳极共接。输出滤波电容的C一极与第三整流二极管D3的阳极连接，输出滤波电容的C另一极与第一套励磁绕组Lf1的一端连接，第一套励磁绕组Lf1的另一端与A相电枢绕组的输入端连接，第二套励磁绕组Lf2单独接在直流励磁电源Uf上。输出滤波电容C两端的电压为输出直流电压Udc。
具体实施例一、二、三中，第一套励磁绕组Lf1、输出滤波电容的C的位置可以交换，三种整流电路可以是不控整流电路，也可以是可控整流电路。 
当发电机为外接电气负载供电时，第一套励磁绕组的励磁电流取决于负载电流的大小，起到自励作用，可显著降低发电机的电压调整率，提升发电机输出功率。第一套励磁绕组励磁电流产生的励磁磁势与第二套励磁绕组中励磁电流产生的励磁磁势共同作用，为发电机提供工作磁场。第一套励磁绕组有输出滤波作用，有利于提高无刷直流发电机的输出电压或输出电流品质。调节气隙磁场强弱，只需调节第二套励磁绕组中的励磁电流大小，而由于第一套励磁绕组中励磁电流产生的磁势作用，使得第二套励磁绕组所需外加的励磁功率小、励磁损耗低，降低了励磁控制器容量。可见，本发明所涉及的双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机可靠性高、易于控制。 

Claims (7)

1.一种双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机，其特征在于：包括双励磁绕组复励双凸极电机、桥式整流电路、滤波电容；其中：双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组采用星形接法连接，双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组输出端与桥式整流电路的桥臂中点连接，桥式整流电路的输出端与由双励磁绕组复励双凸极电机的第一套励磁绕组和滤波电容组成的串联电路相连，双励磁绕组复励双凸极电机的第二套励磁绕组与直流励磁电源连接。
2.一种双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机，其特征在于：包括双励磁绕组复励双凸极电机、桥式整流电路、滤波电容；其中：双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组采用星形接法连接，双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组输出端与桥式整流电路的桥臂中点连接，滤波电容并联在桥式整流电路的输出端，双励磁绕组复励双凸极电机第一套励磁绕组的一端接在滤波电容的正极，第一套励磁绕组的另一端与滤波电容的负极构成双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机的输出端，双励磁绕组复励双凸极电机的第二套励磁绕组与直流励磁电源连接。
3.一种双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机，其特征在于：包括双励磁绕组复励双凸极电机、零式整流电路、滤波电容；其中：双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组星形接法连接，另一端与零式整流电路连接，双凸极电机的第一套励磁绕组的一端接在零式整流电路的正输出端，另一端与滤波电容的正极连接，滤波电容的负极接在零式整流电路的负输出端，双励磁绕组复励双凸极电机的第二套励磁绕组与直流励磁电源连接。
4.一种双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机，其特征在于：包括双励磁绕组复励双凸极电机、零式整流电路、滤波电容；其中：双励磁绕组复励双凸极电机三相电枢绕组星形接法连接，另一端与零式整流电路连接，滤波电容并联在零式整流电路的正负输出端，双凸极电机的第一套励磁绕组的一端接在滤波电容的正极，另一端与滤波电容的负极构成双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机的输出端，双励磁绕组复励双凸极电机的第二套励磁绕组与直流励磁电源连接。
5.如权利要求3或4所述的双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机，其特征在于：所述零式电路是共阴极零式整流电路或者共阳极零式整流电路。
6.如权利要求1或2或所述的双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机，其特征在于所述桥式整流电路为不可控整流电路或者可控整流电路。
7.如权利要求3或4所述的双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机，其特征在于所述零式整流电路为不可控整流电路或者可控整流电路。
CN201110411686.XA 2011-12-12 2011-12-12 双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机 Active CN102522868B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110411686.XA CN102522868B (zh) 2011-12-12 2011-12-12 双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110411686.XA CN102522868B (zh) 2011-12-12 2011-12-12 双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102522868A true CN102522868A (zh) 2012-06-27
CN102522868B CN102522868B (zh) 2014-09-03

Family

ID=46293689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110411686.XA Active CN102522868B (zh) 2011-12-12 2011-12-12 双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102522868B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103684160A (zh) * 2013-12-05 2014-03-26 南京航空航天大学 自升压双凸极无刷直流发电系统
CN103795209A (zh) * 2012-10-29 2014-05-14 济南吉美乐电源技术有限公司 增磁升压双励磁绕组复励的电励磁双凸极发电机
CN103915968A (zh) * 2013-01-08 2014-07-09 济南吉美乐电源技术有限公司 三相四线整流双电容双励磁绕组的电励磁双凸极发电机
CN103929031A (zh) * 2013-01-11 2014-07-16 济南吉美乐电源技术有限公司 复励双励磁绕组分瓣转子磁通切换双凸极无刷直流发电机
CN104038124A (zh) * 2014-06-06 2014-09-10 国电南瑞科技股份有限公司 基于双励磁绕组的励磁控制系统
CN105978286A (zh) * 2016-06-14 2016-09-28 北京航天控制仪器研究所 一种模拟混合励磁的双励磁电机
CN106357054A (zh) * 2016-10-19 2017-01-25 清华大学 一种无外接滤波电感的抑制高频振动噪声的电机
CN107117040A (zh) * 2017-04-13 2017-09-01 江苏大学 一种用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置及控制方法
CN113922530A (zh) * 2021-10-18 2022-01-11 南京航空航天大学 一种具有励磁绕组冷却功能的集中励磁双凸极电机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2659012Y (zh) * 2003-09-02 2004-11-24 绥化参花电机制造有限公司 直流发电电焊同用弧焊机
CN101127461A (zh) * 2007-07-13 2008-02-20 南京航空航天大学 混合励磁双凸极无刷直流发电机
CN102231588A (zh) * 2011-06-16 2011-11-02 南京航空航天大学 应用于双凸极直流发电机的电容补偿电路结构

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2659012Y (zh) * 2003-09-02 2004-11-24 绥化参花电机制造有限公司 直流发电电焊同用弧焊机
CN101127461A (zh) * 2007-07-13 2008-02-20 南京航空航天大学 混合励磁双凸极无刷直流发电机
CN102231588A (zh) * 2011-06-16 2011-11-02 南京航空航天大学 应用于双凸极直流发电机的电容补偿电路结构

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103795209B (zh) * 2012-10-29 2016-09-28 济南吉美乐电源技术有限公司 增磁升压双励磁绕组复励的电励磁双凸极发电机
CN103795209A (zh) * 2012-10-29 2014-05-14 济南吉美乐电源技术有限公司 增磁升压双励磁绕组复励的电励磁双凸极发电机
CN103915968A (zh) * 2013-01-08 2014-07-09 济南吉美乐电源技术有限公司 三相四线整流双电容双励磁绕组的电励磁双凸极发电机
CN103929031A (zh) * 2013-01-11 2014-07-16 济南吉美乐电源技术有限公司 复励双励磁绕组分瓣转子磁通切换双凸极无刷直流发电机
CN103684160A (zh) * 2013-12-05 2014-03-26 南京航空航天大学 自升压双凸极无刷直流发电系统
CN103684160B (zh) * 2013-12-05 2016-02-17 南京航空航天大学 自升压双凸极无刷直流发电系统
CN104038124B (zh) * 2014-06-06 2017-07-07 国电南瑞科技股份有限公司 基于双励磁绕组的励磁控制系统
CN104038124A (zh) * 2014-06-06 2014-09-10 国电南瑞科技股份有限公司 基于双励磁绕组的励磁控制系统
CN105978286A (zh) * 2016-06-14 2016-09-28 北京航天控制仪器研究所 一种模拟混合励磁的双励磁电机
CN105978286B (zh) * 2016-06-14 2019-01-25 北京航天控制仪器研究所 一种模拟混合励磁的双励磁电机
CN106357054A (zh) * 2016-10-19 2017-01-25 清华大学 一种无外接滤波电感的抑制高频振动噪声的电机
CN106357054B (zh) * 2016-10-19 2020-11-10 清华大学 一种无外接滤波电感的抑制高频振动噪声的电机
CN107117040A (zh) * 2017-04-13 2017-09-01 江苏大学 一种用于电动汽车驱动与制动系统的控制装置及控制方法
CN113922530A (zh) * 2021-10-18 2022-01-11 南京航空航天大学 一种具有励磁绕组冷却功能的集中励磁双凸极电机

Also Published As

Publication number Publication date
CN102522868B (zh) 2014-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102522868B (zh) 双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机
CN103187846B (zh) 各相电感对称的四相双凸极无刷直流电机
CN103208893B (zh) 感应励磁式混合励磁无刷同步电机
CN102195370B (zh) 漏抗可变宽转速范围输出永磁发电机系统
CN103812294B (zh) 一种五相双凸极电机
CN103248158A (zh) 一种六相磁通切换型永磁电机
CN102130564A (zh) 四相双凸极电机
CN100386954C (zh) 低转矩脉动双凸极电机
JP2015509697A (ja) 同期式の電気機械
CN102347725A (zh) 电励磁双凸极电机可控单相桥整流发电系统
CN202513795U (zh) 一种半齿绕组开关磁阻电机
CN102347718A (zh) 一种磁悬浮开关磁阻发电机
CN210111710U (zh) 五相5n/4n极电枢与励磁绕组容错电励磁双凸极电机
CN103095085A (zh) 一种四相双凸极电机
CN210380400U (zh) 四相4n/3n极绕组隔离式容错电励磁双凸极电机
CN210380419U (zh) 四相分块转子极电励磁双凸极电机
CN102223129A (zh) 电励磁双凸极电机可控半波整流发电系统
CN102111046A (zh) 三相(6/4N/4N/6)k结构双定子双凸极电机
CN203039541U (zh) 复励双励磁绕组分瓣转子磁通切换双凸极无刷直流发电机
CN103840577B (zh) 双电枢绕组双凸极电机发电系统
CN103915964B (zh) 两相整流叠加双励磁绕组的四相电励磁双凸极发电机
CN202309465U (zh) 一种四相双凸极电机
CN210167865U (zh) 五相5n/4n极电枢隔离式容错电励磁双凸极电机
CN108574393A (zh) 一种双定子双凸极永磁直线电机
CN103269134A (zh) 一种九相磁通切换型永磁电机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant