CN103595212A - 一种混磁工频发电机 - Google Patents
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Abstract
一种混磁工频发电机，它包括永磁段和电调磁段二部分，永磁段有永磁工频定子和永磁转子，电调磁段有电调磁工频定子和电调磁转子。本发明的效果是：（1）该发电机是一种交流发电机，可形成混合磁场，且是可调磁场，实现交流发电电压可调且稳定精度高，空载电压调幅小，负载电压稳定精度高；（2）工频电压波形正弦性好，供电品质优良，发电机体积小，重量轻，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电机，尤其涉及一种混磁工频发电机。
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发电机具有体积小、重量轻、效率高等特点，但其缺点是永磁发电机电压不可调，负载电压变化大，目前市场上尚未发现能实现交流发电电压可调且稳定精度高，工频电压波形正弦性好，供电品质优良，发电机体积小，重量轻，效率高的一种混磁工频发电机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混磁工频发电机，该发电机是一种工频交流发电机，通过永磁实现工频发电，通过电调磁实现空载电压可调，负载电压稳定精度高。
本发明是这样来实现的，它包括永磁段和电调磁段二部分，其特征是：永磁段有永磁工频定子和永磁转子，电调磁段有电调磁工频定子和电调磁转子；永磁工频定子有永磁工频铁芯、永磁工频绕组和永磁谐波绕组，永磁转子有永磁铁芯和棱形永磁铁；电调磁工频定子有电调磁工频铁芯、电调磁工频绕组和电调磁谐波绕组，电调磁转子有电调磁线圈、调磁轭、调磁极瓦、非导磁盘形支架和非导磁环。
本发明的工作原理：当发动机驱动混磁工频发电机达到额定转速后，工频绕组切割永磁磁场感应出永磁工频电压，谐波绕组也感应谐波电压，谐波电压经电压调节器整流调节，供电调磁线圈产生电励磁磁场，电励磁磁场在电调磁转子中形成可调调磁磁场，工频绕组切割电调磁磁场感应出电调磁工频电压，永磁工频电压与电调磁工频电压之和为发电机输出电压，使发电机输出电压在负载时保持恒定，在空载时电压在一定范围内可调。
本发明的效果是：（1）该发电机是一种交流发电机，可形成混合磁场，且是可调磁场，实现交流发电电压可调且稳定精度高，空载电压调幅小，负载电压稳定精度高；（2）工频电压波形正弦性好，供电品质优良，发电机体积小，重量轻，效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的原理图。
图3为本发明的永磁转子二极结构图。
图4为本发明的电调磁转子二极结构图。
在图中，1、永磁工频定子 2、永磁转子 3、永磁工频铁芯4、永磁工频绕组 5、永磁谐波绕组 6、永磁铁芯 7、棱形永磁铁 8、电调磁工频定子 9、电调磁转子 10、电调磁工频铁芯 11、电调磁工频绕组 12、电调磁谐波绕组 13、电调磁线圈 14、调磁轭 15、调磁极瓦 16、非导磁盘形支架 17、非导磁环 18、电压调节器 19、工频绕组端口 20、谐波绕组端口 21、电调磁线圈端口。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，本发明是这样来工作和实施的，它包括永磁段和电调磁段二部分，其特征是：永磁段有永磁工频定子1和永磁转子2，电调磁段有电调磁工频定子8和电调磁转子9；永磁工频定子1有永磁工频铁芯3、永磁工频绕组4和永磁谐波绕组5，永磁转子2有永磁铁芯6和棱形永磁铁7；电调磁工频定子8有电调磁工频铁芯10、电调磁工频绕组11和电调磁谐波绕组12，电调磁转子9有电调磁线圈13、调磁轭14、调磁极瓦15、非导磁盘形支架16和非导磁环17。
永磁段由永磁工频定子1和永磁转子2组成，永磁工频绕组4为同心式正弦绕组，嵌入永磁工频铁芯3槽中，永磁谐波绕组5布于永磁工频绕组4上层，永磁谐波绕组5提供电调磁电源，与永磁工频定子1对应的永磁转子2中，永磁铁芯6二极极靴内部开有四个棱形槽，槽内嵌入棱形永磁铁7，棱形永磁铁7的磁性分布使永磁转子2的极数为P极，相邻磁极磁性按N极S极依次分布，磁极极数P根据发电机需要确定，可构成50Hz频率电源输出。
电调磁段由电调磁工频定子8和电调磁转子9组成，电调磁工频铁芯10较永磁工频铁芯3短，电调磁工频铁芯10压靠在永磁工频铁芯3一侧，电调磁工频绕组11与永磁工频绕组4共用导体边，电调磁谐波绕组12与永磁谐波绕组5共用导体边，与电调磁工频定子8对应的电调磁转子9中，电调磁转子9的极数为P极，调磁极瓦15对称安装在非导磁盘形支架16一端面上，并用螺栓固定在非导磁环17外圆上，再将非导磁盘形支架16安装在转轴上，并与永磁转子2一端靠紧，调磁轭14有一个中心孔可穿过发电机轴并有轴旋转间隙，调磁轭14中部为凹圆柱形，凹处绝缘处理后绕制电调磁线圈13，带电调磁线圈13的调磁轭14置于多极调磁极瓦15组合的内腔中并与后端盖同轴心固定，调磁轭14的一边突出部位与一组相隔的调磁极瓦15有微小的气隙而与另外一组相隔的调磁极瓦15有较大的气隙，调磁轭14的另外一边突出部位与另外一组相隔的调磁极瓦15有微小的气隙而与前一组相隔的调磁极瓦15有较大的气隙。
混磁工频发电机磁场由永磁磁场和电调磁磁场复合形成混合磁场，永磁磁场靠永磁铁产生，永磁磁通由永磁铁N极经永磁铁芯3穿过气隙经定子齿轭回到永磁铁S极，永磁工频绕组4切割永磁磁场感应工频交流电压为永磁感应电压。调磁磁场靠电调磁线圈13产生，调磁磁通经调磁轭14到一组相隔的调磁极瓦15再穿过气隙，经电调磁工频铁心10穿过另一边气隙到另外一组相隔的调磁极瓦15回到调磁轭14，调磁工频绕组11切割调磁磁场感应调磁感应电压。当电调磁线圈13的直流电流大小和方向改变时，其产生的磁场大小和方向也随其改变，调磁感应电压也随其变化，永磁感应电压和调磁感应电压的合成电压为发电机的发电电压，发电电压可调。电压调节器18与工频绕组端口19，谐波绕组端口20和电调磁线圈端口21连接，该发电机配上电压调节器18后发电电压稳定精度高。
电压调节器 18设计可自动实现正向与反向互换励磁调节，当发电机空载时或输出电压偏高时，为反向励磁调节，当发电机负载时或输出电压偏低时，为正向励磁调节。
Claims (3)
1. 一种混磁工频发电机，它包括永磁段和电调磁段二部分，其特征是：永磁段有永磁工频定子和永磁转子，电调磁段有电调磁工频定子和电调磁转子；永磁工频定子有永磁工频铁芯、永磁工频绕组和永磁谐波绕组，永磁转子有永磁铁芯和棱形永磁铁；电调磁工频定子有电调磁工频铁芯、电调磁工频绕组和电调磁谐波绕组，电调磁转子有电调磁线圈、调磁轭、调磁极瓦、非导磁盘形支架和非导磁环。
2.根据权利要求1所述的一种混磁工频发电机，其特征在于：混磁工频发电机磁场由永磁磁场和电调磁磁场复合形成混合磁场，永磁磁场靠永磁铁产生，永磁磁通由永磁铁N极经永磁铁芯穿过气隙经定子齿轭回到永磁铁S极，永磁工频绕组切割永磁磁场感应工频交流电压为永磁感应电压，调磁磁场靠电调磁线圈产生，调磁磁通经调磁轭到一组相隔的调磁极瓦再穿过气隙，经电调磁工频铁心穿过另一边气隙到另外一组相隔的调磁极瓦回到调磁轭，调磁工频绕组切割调磁磁场感应调磁感应电压，永磁感应电压和调磁感应电压的合成电压为发电机的发电电压。
3.根据权利要求1所述的一种混磁工频发电机，其特征在于：电压调节器为正向与反向互换励磁调节，可使电调磁线圈的直流电流大小和方向改变，其产生的磁场大小和方向也随其改变，调磁感应电压也随其变化，使发电电压可调。
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