CN104753301A - 基于高频变压器的无刷爪极发电机 - Google Patents
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Abstract
一种基于高频变压器的无刷爪极发电机，无电刷造成的磨损，可延长发电机的使用寿命，防止短路、部件老化、火灾等现象发生，并可改变传递给励磁绕组的电压，包括壳体及其内的爪极转子，爪极转子内设置有励磁绕组，壳体内壁固设有定子绕组，爪极转子左右两端通过轴承安装在壳体上，爪极转子左端固设有高频变压器转子磁芯，高频变压器转子磁芯内固设有高频变压器转子绕组，在爪极转子内的线孔内固设有整流器，高频变压器转子绕组的输出端通过整流器与励磁绕组的输入端；在壳体外壁左端面固设有高频变压器定子磁芯，高频变压器定子磁芯内固设有高频变压器定子绕组，高频变压器定子绕组的输入端连接有逆变器，逆变器的输入端连接有蓄电池。
Description
技术领域
本发明涉及发电机领域，特别是一种基于高频变压器的无刷爪极发电机。
背景技术
现有的爪极式发电机主要包括壳体及其内壁上的定子、转子及其上的励磁线圈和爪极，壳体与转子之间安装有电刷，外部电源经电刷对转子上的励磁线圈通电，从而对励磁线圈两端的爪极形成磁通。工作时，在车辆的动力装置传动下，转子爪极及其表面的磁场开始旋转，定子绕组切割磁感线，从而对外产生电流。这种结构的爪极式发电机存在以下几点不足：
1、电刷在长期转动过程中，由于摩擦会造成磨损，降低发电机的工作效率和缩短发电机的使用寿命。
2、电刷磨损下来的粉末会对电刷和电机内部电子器件造成短路。
3、电刷在磨损过程中会产生热量和火花，加速周围部件的老化和对使用燃油的车辆造成火灾。
4、电刷没有变压功能，只能传递电流，不能改变其所传递电压。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题，提供一种基于高频变压器的无刷爪极发电机，该无刷爪极发电机无电刷造成的磨损，可延长发电机的使用寿命，防止短路、部件老化、火灾等现象的发生，并可改变传递给励磁绕组的电压。
本发明的解决方案是：一种基于高频变压器的无刷爪极发电机，包括壳体，所述壳体内设有爪极转子，在所述爪极转子内设置有励磁绕组，在所述壳体内壁对应励磁绕组处固设有定子绕组，所述爪极转子左右两端通过轴承安装在壳体上并穿出所述壳体，其特殊之处在于：所述爪极转子左端固设有高频变压器转子磁芯，所述高频变压器转子磁芯内固设有高频变压器转子绕组，在所述爪极转子内设有线孔，在线孔内固设有整流器，所述高频变压器转子绕组的输出端通过整流器与所述励磁绕组的输入端连接；在所述壳体外壁左端面固设有与高频变压器转子磁芯对应的高频变压器定子磁芯，所述高频变压器定子磁芯内固设有与所述高频变压器转子绕组对应的高频变压器定子绕组，所述高频变压器定子绕组的输入端连接有逆变器，所述逆变器的输入端连接有蓄电池。
本发明的有益效果是：
1、采用设置爪极转子左端的高频变压器转子磁芯和高频变压器转子绕组与设置在壳体外壁左端面的高频变压器定子磁芯和高频变压器定子绕组取代了电刷，无磨损，延长了发电机的使用寿命，防止短路、部件老化、火灾等现象的发生。
2、蓄电池的直流电经逆变器转换的交流电传递给高频变压器定子绕组，再通过高频变压器转子绕组将交流电传递给整流器形成直流电，最后传递给励磁绕组，在爪极转子上形成磁通。电流从高频变压器定子绕组传递到高频变压器转子绕组,该过程可以通过设定高频变压器原副线圈匝数比例的方式提升电压。提升电压后在实现相同的励磁功率的情况下可以使用截面积更小的励磁绕组，从而减小了励磁线圈的体积和重量，节约了原材料。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-壳体，2-爪极转子，3-励磁绕组，4-定子绕组，5-轴承，6-高频变压器转子磁芯，7-高频变压器转子绕组，8-整流器，9-高频变压器定子磁芯，10-高频变压器定子绕组，11-逆变器，12-蓄电池。
具体实施方式
如图所示，一种基于高频变压器的无刷爪极发电机，包括壳体1，所述壳体1内设有爪极转子2，在所述爪极转子2内设置有励磁绕组3，在所述壳体1内壁对应励磁绕组3处固设有定子绕组4，所述爪极转子2左右轴端通过轴承5安装在壳体1上并穿出所述壳体1，所述爪极转子2左端固设有高频变压器转子磁芯6，所述高频变压器转子磁芯6内固设有高频变压器转子绕组7，在所述爪极转子2内设有线孔，在线孔内固设有整流器8，所述高频变压器转子绕组7的输出端通过整流器8与所述励磁绕组3的输入端连接；在所述壳体1外壁左端面固设有与高频变压器转子磁芯6对应的高频变压器定子磁芯9，所述高频变压器定子磁9内固设有与所述高频变压器转子绕组7对应的高频变压器定子绕组10，所述高频变压器定子绕组10的输入端连接有逆变器11，所述逆变器11的输入端连接有蓄电池12。
操作时，首先将爪极转子2右轴端通过皮带传动机构与车辆动力装置连接，通过车辆动力装置带动爪极转子2转动。然后通过蓄电池12将直流电传递至逆变器11，由直流电转化为高频交流电，高频交流电经高频变压器定子绕组10传递给高频变压器转子绕组7形成高压交流电，并经过整流器8的作用将该高压交流电形成电压、电流稳定的高压直流电传递给励磁绕组3，从而使爪极转子2的爪极表面形成稳定的磁通。在车辆的动力装置传动下，转子爪极2及其表面的磁场开始旋转，定子绕组4切割磁感线，产生电流。
Claims (1)
1.一种基于高频变压器的无刷爪极发电机，包括壳体，所述壳体内设有爪极转子，在所述爪极转子内设置有励磁绕组，在所述壳体内壁对应励磁绕组处固设有定子绕组，所述爪极转子左右两端通过轴承安装在壳体上并穿出所述壳体，其特征在于：所述爪极转子左端固设有高频变压器转子磁芯，所述高频变压器转子磁芯内固设有高频变压器转子绕组，在所述爪极转子内设有线孔，在线孔内固设有整流器，所述高频变压器转子绕组的输出端通过整流器与所述励磁绕组的输入端连接；在所述壳体外壁左端面固设有与高频变压器转子磁芯对应的高频变压器定子磁芯，所述高频变压器定子磁芯内固设有与所述高频变压器转子绕组对应的高频变压器定子绕组，所述高频变压器定子绕组的输入端连接有逆变器，所述逆变器的输入端连接有蓄电池。
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| CN104753301A true CN104753301A (zh) | 2015-07-01 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1764899A1 (en) * | 2004-07-06 | 2007-03-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Starter generator for vehicle |
| CN101316054A (zh) * | 2007-05-28 | 2008-12-03 | 三菱电机株式会社 | 车辆用交流发电机 |
| CN101924440A (zh) * | 2010-08-11 | 2010-12-22 | 哈尔滨理工大学 | 采用开关电源实现同步电机无刷励磁装置 |
| CN204442140U (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-01 | 锦州汉拿电机有限公司 | 基于高频变压器的无刷爪极发电机 |
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2015
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