CN106026593A - 外置式混合励磁永磁同步发电机 - Google Patents

外置式混合励磁永磁同步发电机 Download PDF

Info

Publication number
CN106026593A
CN106026593A CN201610468151.9A CN201610468151A CN106026593A CN 106026593 A CN106026593 A CN 106026593A CN 201610468151 A CN201610468151 A CN 201610468151A CN 106026593 A CN106026593 A CN 106026593A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
magnetic
core
permanent magnet
yoke
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
CN201610468151.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106026593B (zh
Inventor
赵晓东
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.)
Fujian Juzhou Motor Co.,Ltd.
Original Assignee
Dalian Bilan Energy Saving and Environmental Protection Technology Co Ltd
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 Dalian Bilan Energy Saving and Environmental Protection Technology Co Ltd filed Critical Dalian Bilan Energy Saving and Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority to CN201610468151.9A priority Critical patent/CN106026593B/zh
Publication of CN106026593A publication Critical patent/CN106026593A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106026593B publication Critical patent/CN106026593B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H02K21/04—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

本发明是一种外置式混合励磁永磁同步发电机，其涉及一种永磁同步发电机。外置式混合励磁永磁同步发电机包括转子部件、定子部件、励磁部件。励磁部件安装在定子部件的径向外侧，转子部件安装在定子部件的径向内侧。该发电机无电刷和滑环结构、构成电机电励磁磁路的零部件能用硅钢片做成叠片结构类型、发电机电励磁磁路中无附加气隙、电励磁磁路中磁阻小，能有效的降低电磁谐波在电励磁磁路中产生的涡流损耗和磁滞损耗，减少发电机发热，提高电机效率。

Description

外置式混合励磁永磁同步发电机
技术领域
本发明是一种外置式混合励磁永磁同步发电机，其涉及一种永磁同步发电机，特别是涉及一种励磁绕组和励磁铁芯采用外置式结构的混合励磁永磁同步发电机。
背景技术
永磁同步发电机取消了励磁绕组、滑环和电刷结构，具有结构简单紧凑、可靠性高、机械摩擦损耗小、功率密度大、效率高等诸多优点。永磁同步发电机广泛应用于航空航天装置的主电发机、大型火电站的副励磁机、风力发电机、余热发电机、移动式电源、车用发电机等领域。
永磁同步发电机通常采用钕铁硼永磁材料或者铁氧体永磁材料，永磁材料的温度系数较高，永磁同步发电机输出电压随着环境温度的变化而变化，导致输出电压偏离额定电压。永磁同步发电机无法像普通同步发电机那样通过调节励磁电流而调节输出电压和无功功率。采用电励磁和永磁励磁并存的混合励磁方式是永磁同步发电机的主要研究方向之一。
目前普及应用的混合励磁永磁同步发电机的结构类型主要分为：组合转子混合励磁有刷同步发电机、组合转子混合励磁无刷同步发电机、爪极混合励磁同步发电机。
组合转子混合励磁有刷同步发电机是一种有电刷结构类型，该电机转子由两段组成，一段是永磁段，另一段是电励磁段，永磁段采用表面式结构，或者采用内置式结构。电励磁段采用凸极式励磁结构，或者采用爪极式励磁结构。该电机转子的两个励磁磁路彼此独立，磁动势并联，产生的气隙磁场均为径向。该电机运行在额定转速时，气隙磁场完全由转子永磁体磁场提供，此时的励磁电流为零。当某些因素（例如环境温度、转速、负载等的变化）导致发电机输出电压低于额定电压时，提高励磁电流并使其产生的电励磁气隙磁场方向与转子永磁体磁场方向相同，电机气隙磁场的磁感应强度增加，使发电机的输出电压保持稳定。当发电机输出电压高于额定电压时，提高励磁电流并使其产生的电励磁气隙磁场方向与转子永磁体磁场方向相反，电机气隙磁场的磁感应强度降低，同样使发电机输出电压保持稳定。由于该电机结构存在电刷和滑环，使该电机丧失了永磁同步发电机应有的上述诸多优点。
组合转子混合励磁无刷同步发电机是一种无电刷结构类型，该电机转子由三段组成，该电机转子中间是永磁段，转子两端各有一个凸极段，两个励磁绕组分别通过励磁支架固定在电机两端的端盖上。两个励磁支架分别与转子两端的凸极之间存在一个附加气隙，该附加气隙消耗电机电励磁磁动势，却不参与电机对外做功。该电机转子的两个励磁绕组产生的磁动势并联。为了防止两个励磁绕组产生的磁动势在定子铁芯和转子铁芯中串联，该电机转子的两个励磁绕组产生的磁场方向沿转子轴向相反，转子两端的转子凸极段的若干个凸极位置沿转子轴向一一对应。励磁支架是该电机电励磁磁路的一部分，励磁支架无法用硅钢片做成叠片结构类型，励磁支架材料是电磁纯铁，该电机在运行时励磁支架中的涡流损耗和磁滞损耗较大，导致组合转子混合励磁无刷同步发电机发热严重、电机效率降低。
爪极混合励磁同步发电机也是一种有电刷结构类型，并且，爪极也无法用硅钢片做成叠片结构类型，爪极材料是电磁纯铁，该电机在运行时爪极中的涡流损耗和磁滞损耗较大，导致爪极混合励磁同步发电机发热严重、电机效率降低。
发明内容
本发明的目的是克服混合励磁永磁同步发电机现有技术中有电刷和滑环、构成电机电励磁磁路的零部件无法用硅钢片做成叠片结构类型、电机电励磁磁路中有附加气隙的缺陷，提供一种无电刷和滑环、构成电机电励磁磁路的零部件能用硅钢片做成叠片结构类型、电机电励磁磁路中无附加气隙的、励磁绕组和励磁铁芯采用外置式结构的混合励磁永磁同步发电机。本发明的实施方案如下：
本发明总的特征是外置式混合励磁永磁同步发电机包括转子部件、定子部件、励磁部件。励磁部件安装在定子部件的径向外侧，转子部件安装在定子部件的径向内侧。
定子部件包括定子绕组、定子铁芯一、定子铁芯二、定子隔磁板、定子铁芯三、定子铁芯四。定子铁芯一由若干个定子铁芯一冲片叠压而成，定子铁芯一冲片材质是导磁材料，定子铁芯一呈圆环形，定子铁芯一径向内侧边缘均布若干个定子线槽，定子铁芯一径向外侧边缘均布若干个磁轭凸台一，磁轭凸台一径向外侧是平直的面。
定子铁芯二由若干个定子铁芯二冲片叠压而成，定子铁芯二冲片材质是导磁材料，定子铁芯二呈圆环形，定子铁芯二径向内侧边缘均布若干个定子线槽。
定子隔磁板材质是非导磁材料，定子隔磁板呈圆环形，定子隔磁板径向内侧边缘均布若干个定子线槽。
定子铁芯三由若干个定子铁芯三冲片叠压而成，定子铁芯三冲片材质是导磁材料，定子铁芯三呈圆环形，定子铁芯三径向内侧边缘均布若干个定子线槽。
定子铁芯四由若干个定子铁芯四冲片叠压而成，定子铁芯四冲片材质是导磁材料，定子铁芯四呈圆环形，定子铁芯四径向内侧边缘均布若干个定子线槽，定子铁芯四径向外侧边缘均布若干个磁轭凸台二，磁轭凸台二径向外侧是平直的面。
定子部件装配时，定子铁芯一、定子铁芯二、定子隔磁板、定子铁芯三、定子铁芯四沿轴向依次排列。定子铁芯一、定子铁芯二、定子隔磁板、定子铁芯三、定子铁芯四径向内侧边缘的若干个定子线槽沿轴向对齐。定子绕组安装在定子铁芯一、定子铁芯二、定子隔磁板、定子铁芯三、定子铁芯四沿轴向对齐的若干个定子线槽中，定子铁芯一径向外侧边缘的若干个磁轭凸台一与定子铁芯四径向外侧边缘的若干个磁轭凸台二沿轴向对齐。
励磁部件包括励磁铁芯、励磁绕组、定位箍部件。励磁绕组包括线圈骨架、励磁线圈，线圈骨架中间是骨架通孔，励磁线圈安装在线圈骨架上。励磁铁芯由若干个励磁铁芯冲片叠压而成，励磁铁芯冲片材质是导磁材料，励磁铁芯呈矩形，励磁铁芯一条边的两端各有一个定位槽，定位槽对面是励磁铁芯的磁路联接面，磁路联接面是平直的面。
励磁部件装配时，每一个励磁铁芯安装在励磁绕组的线圈骨架的骨架通孔中，两个定位箍部件分别安装在励磁铁芯的定位槽中，两个定位箍部件把若干个励磁铁芯和励磁绕组联接在一起。
励磁部件安装在定子部件上时，每一个励磁铁芯的磁路联接面的两端，分别安装在磁轭凸台一的径向外侧和磁轭凸台二的径向外侧。
定位箍部件包括定位箍、锁定螺母，定位箍呈两端向外倾斜的U形，每一个定位箍两端各有一个螺旋方向相反的外螺纹，锁定螺母截面呈多棱柱形，每一个锁定螺母两端各有一个螺旋方向相反的内螺纹，定位箍部件装配时，每一个定位箍两端的外螺纹分别安装在两个锁定螺母一端的内螺纹中，若干个定位箍、锁定螺母的两端依次联接在一起，形成一个环形，按照顺时针或者逆时针相同的方向依次旋转每一个锁定螺母，能够使定位箍部件所形成的环的直径增大或者减小。适度调节定位箍部件所形成的环的直径，把励磁部件固定在定子部件的径向外侧。
转子部件包括转轴、轴向磁轭、永磁体一、转子铁芯一、永磁体二、转子铁芯三、转子铁芯二。
转轴呈圆柱形，转轴材料是导磁材料或非导磁材料。导磁材料的转轴需要与隔磁衬套配合使用。隔磁衬套呈圆筒形，材料是非导磁材料。
永磁体一呈瓦片形，所有永磁体一的径向外表面的磁极极性相同。永磁体二呈瓦片形，所有永磁体二的径向外表面的磁极极性相同，并且，永磁体一与永磁体二的径向外表面的磁极极性互为异性磁极。
转子铁芯一由若干个转子铁芯一冲片叠压而成，转子铁芯一冲片材质是导磁材料，转子铁芯一呈环形，转子铁芯一中间是轴孔，转子铁芯一径向内侧边缘均布若干个磁轭槽，磁轭槽中远离轴孔轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面，转子铁芯一径向外侧边缘依次均布若干个转子凸极一和转子磁极槽一，每一个转子铁芯一上的转子凸极一的数量是转子磁极数的一半，转子磁极槽一的数量是转子磁极数的一半。
转子铁芯二由若干个转子铁芯二冲片叠压而成，转子铁芯二冲片材质是导磁材料，转子铁芯二呈环形，转子铁芯二中间是轴孔，转子铁芯二径向内侧边缘均布若干个磁轭槽，磁轭槽中远离轴孔轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面。
转子铁芯三由若干个转子铁芯三冲片叠压而成，转子铁芯三冲片材质是导磁材料，转子铁芯三呈环形，转子铁芯三中间是轴孔，转子铁芯三径向内侧边缘均布若干个磁轭槽，磁轭槽中远离轴孔轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面，转子铁芯三径向外侧边缘依次均布若干个转子凸极二和转子磁极槽二，每一个转子铁芯三上的转子凸极二的数量是转子磁极数的一半，每一个转子铁芯三上的转子磁极槽二的数量是转子磁极数的一半。
轴向磁轭由若干个轴向磁轭冲片叠压而成，轴向磁轭冲片材质是导磁材料，轴向磁轭冲片呈矩形，轴向磁轭冲片宽度方向的两个对边是磁轭镶嵌面，磁轭镶嵌面是平直的面。
转子部件装配时，转子铁芯一、转子铁芯二、转子铁芯三沿轴向依次排列。转子铁芯一、转子铁芯二、转子铁芯三径向内侧边缘的若干个磁轭槽沿轴向对齐，转子铁芯一径向外侧边缘的若干个转子凸极一与转子铁芯三径向外侧边缘的若干个转子磁极槽二沿轴向对齐，转子铁芯一径向外侧边缘的若干个转子磁极槽一与转子铁芯三径向外侧边缘的若干个转子凸极二沿轴向对齐。
若干个轴向磁轭分别安装在转子铁芯一、转子铁芯二、转子铁芯三沿轴向对齐的若干个磁轭槽中，并且，轴向磁轭冲片的厚度方向与磁轭槽的磁轭槽底面垂直，轴向磁轭冲片的两个磁轭镶嵌面分别与磁轭槽的两个磁轭槽侧面紧密接触。
隔磁衬套安装在转子铁芯一、转子铁芯二、转子铁芯三沿轴向对齐的轴孔中，转子铁芯一、转子铁芯二、转子铁芯三通过圆筒形的隔磁衬套安装在转轴上。
转子铁芯一的每一个转子磁极槽一中粘贴有一个永磁体一，并且，该永磁体一的一部分沿轴向安装在转子铁芯二的径向外表面。每一个永磁体一构成一个转子主磁极，每一个永磁体一磁化相邻的转子凸极一，形成一个与该永磁体一互为异性磁极的转子辅助磁极。
转子铁芯三的每一个转子磁极槽二中粘贴有一个永磁体二，并且，该永磁体二的一部分沿轴向安装在转子铁芯二的径向外表面。每一个永磁体二构成一个转子主磁极，每一个永磁体二磁化相邻的转子凸极二，形成一个与该永磁体二互为异性磁极的转子辅助磁极。
若永磁体一的径向外表面磁极极性为N极，则永磁体二的径向外表面磁极极性为S极，永磁体一构成N极转子主磁极，永磁体二构成S极转子主磁极，转子凸极一构成S′极转子辅助磁极，转子凸极二构成N′极转子辅助磁极。转子主磁极与转子辅助磁极共同建立转子永磁体磁场。
永磁体一或者永磁体二的径向外表面至定子铁芯一、定子铁芯二、定子铁芯三、定子铁芯四的任何一处径向内表面的电机气隙是永磁体气隙。转子凸极一或者转子凸极二的径向外表面至定子铁芯一、定子铁芯二、定子铁芯三、定子铁芯四的任何一处径向内表面的电机气隙是凸极气隙。凸极气隙长度小于永磁体气隙长度。
永磁体一的轴向长度大于或者等于转子铁芯二的轴向长度，并且，永磁体一的轴向长度小于或者等于转子铁芯二的轴向长度与转子铁芯一的轴向长度之和。永磁体二的轴向长度大于或者等于转子铁芯二的轴向长度，并且，永磁体二的轴向长度小于或者等于转子铁芯二的轴向长度与转子铁芯三的轴向长度之和。
外置式混合励磁永磁同步发电机无励磁电流的发电运行过程是：
转子永磁体磁场磁通路径一是，磁力线从永磁体一径向外表面出发，穿过永磁体气隙进入定子铁芯一，磁力线在定子铁芯一中绕过定子绕组，磁力线穿过凸极气隙经由转子凸极一进入转子铁芯一中，磁力线经由转子磁极槽一回到永磁体一径向内表面，形成闭合回路。
转子永磁体磁场磁通路径二是，磁力线从永磁体一径向外表面出发，穿过永磁体气隙进入定子铁芯二，磁力线在定子铁芯二中绕过定子绕组，磁力线穿过永磁体气隙到达永磁体二径向外表面，磁力线从永磁体二径向内表面出发，磁力线经由转子铁芯二回到永磁体一径向内表面，形成闭合回路。
转子永磁体磁场磁通路径三是，磁力线从永磁体一径向外表面出发，穿过永磁体气隙进入定子铁芯三，磁力线在定子铁芯三中绕过定子绕组，磁力线穿过永磁体气隙到达永磁体二径向外表面，磁力线从永磁体二径向内表面出发，磁力线经由转子铁芯二回到永磁体一径向内表面，形成闭合回路。
转子永磁体磁场磁通路径四是，磁力线从永磁体二径向内表面出发，磁力线经由转子磁极槽二进入转子铁芯三，磁力线经由转子凸极二穿过凸极气隙进入定子铁芯四中，磁力线在定子铁芯四中绕过定子绕组，磁力线穿过永磁体气隙回到永磁体二径向外表面，形成闭合回路。
当转子部件按照转子旋转方向旋转，定子绕组切割转子永磁体磁场的磁力线，在定子绕组中分别感应出垂直向内的感应电流和垂直向外的感应电流，最终由定子绕组的接线头向外输出具有一定频率、电压和电流的交流电。
外置式混合励磁永磁同步发电机发电运行中用励磁电流调节输出电压过程是：
当发电机输出电压低于额定电压时，励磁绕组正向接通直流励磁电源，并增大励磁电流。电励磁磁场磁通路径一是，磁力线从电励磁磁场的No极出发，磁力线从励磁铁芯的磁路联接面经由磁轭凸台一进入定子铁芯一中，磁力线穿过凸极气隙经由转子凸极一进入转子铁芯一中，磁力线从转子铁芯一的磁轭槽侧面经由磁轭镶嵌面进入轴向磁轭中，磁力线在轴向磁轭中从一端轴向移动至另一端，磁力线从轴向磁轭另一端的磁轭镶嵌面经由转子铁芯三的磁轭槽侧面进入转子铁芯三中，磁力线经由转子凸极二穿过凸极气隙进入定子铁芯四中，磁力线从定子铁芯四的磁轭凸台二经由磁路联接面进入励磁铁芯的另一端，磁力线回到电励磁磁场的So极，形成闭合回路。
在电励磁磁场磁通路径一中，电励磁磁场在转子凸极一径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是S极，与永磁体二径向外表面产生的转子永磁体磁场方向S极相同。电励磁磁场在转子凸极二径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是N极，与永磁体一径向外表面产生的转子永磁体磁场方向N极相同。励磁绕组正向接通直流励磁电源时，在所有的励磁铁芯中产生方向相同的电励磁磁场，该电励磁磁场增强气隙磁场的磁感应强度，使外置式混合励磁永磁同步发电机的输出电压升高，随着发电机输出电压的上升，逐渐减小励磁电流，使发电机的输出电压保持稳定。
当发电机输出电压高于额定电压时，励磁绕组反向接通直流励磁电源，并增大励磁电流。电励磁磁场磁通路径二是，磁力线从电励磁磁场的No极出发，磁力线从励磁铁芯的磁路联接面经由磁轭凸台二进入定子铁芯四中，磁力线穿过凸极气隙经由转子凸极二进入转子铁芯三中，磁力线从转子铁芯三的磁轭槽侧面经由磁轭镶嵌面进入轴向磁轭中，磁力线在轴向磁轭中从一端轴向移动至另一端，磁力线从轴向磁轭另一端的磁轭镶嵌面经由转子铁芯一的磁轭槽侧面进入转子铁芯一中，磁力线经由转子凸极一穿过凸极气隙进入定子铁芯一中，磁力线从定子铁芯一的磁轭凸台一经由磁路联接面进入励磁铁芯的另一端，磁力线回到电励磁磁场的So极，形成闭合回路。
在电励磁磁场磁通路径二中，电励磁磁场在转子凸极一径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是N极，与永磁体二径向外表面产生的转子永磁体磁场方向S极相反。电励磁磁场在转子凸极二径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是S极，与永磁体一径向外表面产生的转子永磁体磁场方向N极相反。励磁绕组反向接通直流励磁电源时，在所有的励磁铁芯中产生方向相同的电励磁磁场，该电励磁磁场减弱气隙磁场的磁感应强度，使外置式混合励磁永磁同步发电机的输出电压降低，随着发电机输出电压的下降，逐渐减小励磁电流，使发电机的输出电压保持稳定。
外置式混合励磁永磁同步发电机的电励磁磁场磁通路径中，磁力线所经过的励磁铁芯冲片的磁路联接面表面没有绝缘漆，定子铁芯一的磁轭凸台一径向外侧表面没有绝缘漆，定子铁芯四的磁轭凸台二径向外侧表面没有绝缘漆。励磁铁芯冲片的磁路联接面与定子铁芯一的磁轭凸台一径向外侧能够紧密接触。励磁铁芯冲片的磁路联接面与定子铁芯四的磁轭凸台二径向外侧能够紧密接触。同时，轴向磁轭冲片的镶嵌面表面没有绝缘漆，转子铁芯一、转子铁芯二、转子铁芯三的磁轭槽的磁轭槽侧面表面没有绝缘漆。轴向磁轭冲片的两个磁轭镶嵌面能够分别与磁轭槽的磁轭槽侧面紧密接触，确保发电机电励磁磁路中磁阻较小。另外，电励磁磁场磁通路径中有两个电励磁气隙磁场，均参与电机对外做功，发电机电励磁磁路中无附加气隙，进一步减小发电机电励磁磁路中的磁阻。该发电机无电刷和滑环结构、构成发电机电励磁磁路的励磁铁芯、轴向磁轭、各个定子铁芯和转子铁芯均能采用硅钢片制造的叠片结构类型，能有效的降低电磁谐波在电励磁磁路中产生的涡流损耗和磁滞损耗，减少发电机发热，提高电机效率。
附图说明
说明书附图是外置式混合励磁永磁同步发电机的结构图和示意图。其中图1是外置式混合励磁永磁同步发电机的轴测图。图2是定子部件的轴测图。图3是定子部件的轴测图，隐藏了定子绕组。图4是定子铁芯一或定子铁芯四的轴测图。图5是定子铁芯二或定子铁芯三的轴测图。图6是定子隔磁板的轴测图。图7是励磁部件的轴测图。图8是定位箍部件的轴测图。图9是励磁铁芯的轴测图，图中仅画出一个励磁铁芯冲片。图10是励磁绕组的轴测图。图11是转子部件的轴测图，转子磁极为四极。图12是转子部件的轴测剖视图，转子磁极为四极。图13是转子铁芯一的轴测图。图14是转子铁芯二的轴测图。图15是转子铁芯三的轴测图。图16是转子轴向磁轭的轴测图，图中共显示四个转子轴向磁轭。图17是电励磁磁场磁通路径一示意图。图18是外置式混合励磁永磁同步发电机的轴向观测结构示意图，转子磁极为四极，隐藏了定子绕组。图19是转子永磁体磁场磁通路径一示意图，沿转子铁芯一径向剖面，转子磁极为四极。图20是转子永磁体磁场磁通路径二示意图，沿转子铁芯二与定子铁芯二径向剖面，转子磁极为四极。图21是转子永磁体磁场磁通路径四示意图，沿转子铁芯三径向剖面，转子磁极为四极。图22是定子铁芯一冲片与励磁铁芯冲片的磁路联接示意图。图23是转子铁芯一与轴向磁轭的磁路联接示意图。
图11至图21中，大写字母N和S代表转子主磁极极性，大写字母N′和S′代表转子辅助磁极极性。字母No和So代表电励磁磁极极性。
图中标注有转子部件1、定子部件2、励磁部件3、定子绕组4、定子铁芯一5、定子铁芯二6、定子隔磁板7、定子铁芯三8、定子铁芯四9、磁轭凸台一10、磁轭凸台二11、定子线槽12、励磁铁芯13、励磁绕组14、定位箍部件15、定位箍16、锁定螺母17、励磁铁芯冲片18、磁路联接面19、定位槽20、骨架通孔21、线圈骨架22、励磁线圈23、转轴24、隔磁衬套25、轴向磁轭26、永磁体一27、转子铁芯一28、永磁体二29、转子铁芯三30、转子铁芯二31、转子凸极一32、轴孔33、磁轭槽34、转子磁极槽一35、转子磁极槽二36、转子凸极二37、轴向磁轭冲片38、磁轭镶嵌面39、转子旋转方向40、磁力线路径41、电励磁磁场方向42、垂直向内的感应电流43、垂直向外的感应电流44、转子磁场方向45、定子铁芯一冲片46。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步叙述。
参照图1至图6，外置式混合励磁永磁同步发电机包括转子部件1、定子部件2、励磁部件3。励磁部件3安装在定子部件2的径向外侧，转子部件1安装在定子部件2的径向内侧。
定子部件2包括定子绕组4、定子铁芯一5、定子铁芯二6、定子隔磁板7、定子铁芯三8、定子铁芯四9。定子铁芯一5由若干个定子铁芯一冲片46叠压而成，定子铁芯一冲片46材质是导磁材料，定子铁芯一5呈圆环形，定子铁芯一5径向内侧边缘均布若干个定子线槽12，定子铁芯一5径向外侧边缘均布若干个磁轭凸台一10，磁轭凸台一10径向外侧是平直的面。
定子铁芯二6由若干个定子铁芯二冲片叠压而成，定子铁芯二冲片材质是导磁材料，定子铁芯二6呈圆环形，定子铁芯二6径向内侧边缘均布若干个定子线槽12。
定子隔磁板7材质是非导磁材料，定子隔磁板7呈圆环形，定子隔磁板7径向内侧边缘均布若干个定子线槽12。
定子铁芯三8由若干个定子铁芯三冲片叠压而成，定子铁芯三冲片材质是导磁材料，定子铁芯三8呈圆环形，定子铁芯三8径向内侧边缘均布若干个定子线槽12。
定子铁芯四9由若干个定子铁芯四冲片叠压而成，定子铁芯四冲片材质是导磁材料，定子铁芯四9呈圆环形，定子铁芯四9径向内侧边缘均布若干个定子线槽12，定子铁芯四9径向外侧边缘均布若干个磁轭凸台二11，磁轭凸台二11径向外侧是平直的面。
定子部件2装配时，定子铁芯一5、定子铁芯二6、定子隔磁板7、定子铁芯三8、定子铁芯四9沿轴向依次排列。定子铁芯一5、定子铁芯二6、定子隔磁板7、定子铁芯三8、定子铁芯四9径向内侧边缘的若干个定子线槽12沿轴向对齐。定子绕组4安装在定子铁芯一5、定子铁芯二6、定子隔磁板7、定子铁芯三8、定子铁芯四9沿轴向对齐的若干个定子线槽12中，定子铁芯一5径向外侧边缘的若干个磁轭凸台一10与定子铁芯四9径向外侧边缘的若干个磁轭凸台二11沿轴向对齐。
参照图7至图10，励磁部件3包括励磁铁芯13、励磁绕组14、定位箍部件15。励磁绕组14包括线圈骨架22、励磁线圈23，线圈骨架22中间是骨架通孔21，励磁线圈23安装在线圈骨架22上。励磁铁芯13由若干个励磁铁芯冲片18叠压而成，励磁铁芯冲片18材质是导磁材料，励磁铁芯13呈矩形，励磁铁芯13一条边的两端各有一个定位槽20，定位槽20对面是励磁铁芯13的磁路联接面19，磁路联接面19是平直的面。
励磁部件3装配时，每一个励磁铁芯13安装在励磁绕组14的线圈骨架22的骨架通孔21中，两个定位箍部件15分别安装在励磁铁芯13的定位槽20中，两个定位箍部件15把若干个励磁铁芯13和励磁绕组14联接在一起。
励磁部件3安装在定子部件2上时，每一个励磁铁芯13的磁路联接面19的两端，分别安装在磁轭凸台一10的径向外侧和磁轭凸台二11的径向外侧。
定位箍部件15包括定位箍16、锁定螺母17，定位箍16呈两端向外倾斜的U形，每一个定位箍16两端各有一个螺旋方向相反的外螺纹，锁定螺母17截面呈多棱柱形，每一个锁定螺母17两端各有一个螺旋方向相反的内螺纹，定位箍部件15装配时，每一个定位箍16两端的外螺纹分别安装在两个锁定螺母17一端的内螺纹中，若干个定位箍16、锁定螺母17的两端依次联接在一起，形成一个环形，按照顺时针或者逆时针相同的方向依次旋转每一个锁定螺母17，能够使定位箍部件15所形成的环的直径增大或者减小。适度调节定位箍部件15所形成的环的直径，把励磁部件3固定在定子部件2的径向外侧。
参照图11至图16，转子部件1包括转轴24、轴向磁轭26、永磁体一27、转子铁芯一28、永磁体二29、转子铁芯三30、转子铁芯二31。
转轴24呈圆柱形，转轴24材料是导磁材料或非导磁材料。导磁材料的转轴24需要与隔磁衬套25配合使用。隔磁衬套25呈圆筒形，材料是非导磁材料。
永磁体一27呈瓦片形，所有永磁体一27的径向外表面的磁极极性相同。永磁体二29呈瓦片形，所有永磁体二29的径向外表面的磁极极性相同，并且，永磁体一27与永磁体二29的径向外表面的磁极极性互为异性磁极。
转子铁芯一28由若干个转子铁芯一冲片叠压而成，转子铁芯一冲片材质是导磁材料，转子铁芯一28呈环形，转子铁芯一28中间是轴孔33，转子铁芯一28径向内侧边缘均布若干个磁轭槽34，磁轭槽34中远离轴孔33轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面，转子铁芯一28径向外侧边缘依次均布若干个转子凸极一32和转子磁极槽一35，每一个转子铁芯一28上的转子凸极一32的数量是转子磁极数的一半，转子磁极槽一35的数量是转子磁极数的一半。
转子铁芯二31由若干个转子铁芯二冲片叠压而成，转子铁芯二冲片材质是导磁材料，转子铁芯二31呈环形，转子铁芯二31中间是轴孔33，转子铁芯二31径向内侧边缘均布若干个磁轭槽34，磁轭槽34中远离轴孔33轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面。
转子铁芯三30由若干个转子铁芯三冲片叠压而成，转子铁芯三冲片材质是导磁材料，转子铁芯三30呈环形，转子铁芯三30中间是轴孔33，转子铁芯三30径向内侧边缘均布若干个磁轭槽34，磁轭槽34中远离轴孔33轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面，转子铁芯三30径向外侧边缘依次均布若干个转子凸极二37和转子磁极槽二36，每一个转子铁芯三30上的转子凸极二37的数量是转子磁极数的一半，每一个转子铁芯三30上的转子磁极槽二36的数量是转子磁极数的一半。
轴向磁轭26由若干个轴向磁轭冲片38叠压而成，轴向磁轭冲片38材质是导磁材料，轴向磁轭冲片38呈矩形，轴向磁轭冲片38宽度方向的两个对边是磁轭镶嵌面39，磁轭镶嵌面39是平直的面。
转子部件1装配时，转子铁芯一28、转子铁芯二31、转子铁芯三30沿轴向依次排列。转子铁芯一28、转子铁芯二31、转子铁芯三30径向内侧边缘的若干个磁轭槽34沿轴向对齐，转子铁芯一28径向外侧边缘的若干个转子凸极一32与转子铁芯三30径向外侧边缘的若干个转子磁极槽二36沿轴向对齐，转子铁芯一28径向外侧边缘的若干个转子磁极槽一35与转子铁芯三30径向外侧边缘的若干个转子凸极二37沿轴向对齐。
若干个轴向磁轭26分别安装在转子铁芯一28、转子铁芯二31、转子铁芯三30沿轴向对齐的若干个磁轭槽34中，并且，轴向磁轭冲片38的厚度方向与磁轭槽34的磁轭槽底面垂直，轴向磁轭冲片38的两个磁轭镶嵌面39分别与磁轭槽34的两个磁轭槽侧面紧密接触。
隔磁衬套25安装在转子铁芯一28、转子铁芯二31、转子铁芯三30沿轴向对齐的轴孔33中，转子铁芯一28、转子铁芯二31、转子铁芯三30通过圆筒形的隔磁衬套25安装在转轴24上。
转子铁芯一28的每一个转子磁极槽一35中粘贴有一个永磁体一27，并且，该永磁体一27的一部分沿轴向安装在转子铁芯二31的径向外表面。每一个永磁体一27构成一个转子主磁极，每一个永磁体一27磁化相邻的转子凸极一32，形成一个与该永磁体一27互为异性磁极的转子辅助磁极。
转子铁芯三30的每一个转子磁极槽二36中粘贴有一个永磁体二29，并且，该永磁体二29的一部分沿轴向安装在转子铁芯二31的径向外表面。每一个永磁体二29构成一个转子主磁极，每一个永磁体二29磁化相邻的转子凸极二37，形成一个与该永磁体二29互为异性磁极的转子辅助磁极。
若永磁体一27的径向外表面磁极极性为N极，则永磁体二29的径向外表面磁极极性为S极，永磁体一27构成N极转子主磁极，永磁体二29构成S极转子主磁极，转子凸极一32构成S′极转子辅助磁极，转子凸极二37构成N′极转子辅助磁极。转子主磁极与转子辅助磁极共同建立转子永磁体磁场。
永磁体一27或者永磁体二29的径向外表面至定子铁芯一5、定子铁芯二6、定子铁芯三8、定子铁芯四9的任何一处径向内表面的电机气隙是永磁体气隙。转子凸极一32或者转子凸极二37的径向外表面至定子铁芯一5、定子铁芯二6、定子铁芯三8、定子铁芯四9的任何一处径向内表面的电机气隙是凸极气隙。凸极气隙长度小于永磁体气隙长度。
永磁体一27的轴向长度大于或者等于转子铁芯二31的轴向长度，并且，永磁体一27的轴向长度小于或者等于转子铁芯二31的轴向长度与转子铁芯一28的轴向长度之和。永磁体二29的轴向长度大于或者等于转子铁芯二31的轴向长度，并且，永磁体二29的轴向长度小于或者等于转子铁芯二31的轴向长度与转子铁芯三30的轴向长度之和。
参照图18至图21，外置式混合励磁永磁同步发电机无励磁电流的发电运行过程是：
转子永磁体磁场磁通路径一是，磁力线从永磁体一27径向外表面出发，穿过永磁体气隙进入定子铁芯一5，磁力线在定子铁芯一5中绕过定子绕组4，磁力线穿过凸极气隙经由转子凸极一32进入转子铁芯一28中，磁力线经由转子磁极槽一35回到永磁体一27径向内表面，形成闭合回路。
转子永磁体磁场磁通路径二是，磁力线从永磁体一27径向外表面出发，穿过永磁体气隙进入定子铁芯二6，磁力线在定子铁芯二6中绕过定子绕组4，磁力线穿过永磁体气隙到达永磁体二29径向外表面，磁力线从永磁体二29径向内表面出发，磁力线经由转子铁芯二31回到永磁体一27径向内表面，形成闭合回路。
转子永磁体磁场磁通路径三是，磁力线从永磁体一27径向外表面出发，穿过永磁体气隙进入定子铁芯三8，磁力线在定子铁芯三8中绕过定子绕组4，磁力线穿过永磁体气隙到达永磁体二29径向外表面，磁力线从永磁体二29径向内表面出发，磁力线经由转子铁芯二31回到永磁体一27径向内表面，形成闭合回路。
转子永磁体磁场磁通路径四是，磁力线从永磁体二29径向内表面出发，磁力线经由转子磁极槽二36进入转子铁芯三30，磁力线经由转子凸极二37穿过凸极气隙进入定子铁芯四9中，磁力线在定子铁芯四9中绕过定子绕组4，磁力线穿过永磁体气隙回到永磁体二29径向外表面，形成闭合回路。
当转子部件1按照转子旋转方向40旋转，定子绕组4切割转子永磁体磁场的磁力线，在定子绕组4中分别感应出垂直向内的感应电流43和垂直向外的感应电流44，最终由定子绕组4的接线头向外输出具有一定频率、电压和电流的交流电。
参照图17、图18和图1，外置式混合励磁永磁同步发电机发电运行中用励磁电流调节输出电压过程是：
当发电机输出电压低于额定电压时，励磁绕组14正向接通直流励磁电源，并增大励磁电流。电励磁磁场磁通路径一是，磁力线从电励磁磁场的No极出发，磁力线从励磁铁芯13的磁路联接面19经由磁轭凸台一10进入定子铁芯一5中，磁力线穿过凸极气隙经由转子凸极一32进入转子铁芯一28中，磁力线从转子铁芯一28的磁轭槽侧面经由磁轭镶嵌面39进入轴向磁轭26中，磁力线在轴向磁轭26中从一端轴向移动至另一端，磁力线从轴向磁轭26另一端的磁轭镶嵌面39经由转子铁芯三30的磁轭槽侧面进入转子铁芯三30中，磁力线经由转子凸极二37穿过凸极气隙进入定子铁芯四9中，磁力线从定子铁芯四9的磁轭凸台二11经由磁路联接面19进入励磁铁芯13的另一端，磁力线回到电励磁磁场的So极，形成闭合回路。
在电励磁磁场磁通路径一中，电励磁磁场在转子凸极一32径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是S极，与永磁体二29径向外表面产生的转子永磁体磁场方向S极相同。电励磁磁场在转子凸极二37径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是N极，与永磁体一27径向外表面产生的转子永磁体磁场方向N极相同。励磁绕组14正向接通直流励磁电源时，在所有的励磁铁芯13中产生方向相同的电励磁磁场，该电励磁磁场增强气隙磁场的磁感应强度，使外置式混合励磁永磁同步发电机的输出电压升高，随着发电机输出电压的上升，逐渐减小励磁电流，使发电机的输出电压保持稳定。
当发电机输出电压高于额定电压时，励磁绕组14反向接通直流励磁电源，并增大励磁电流。电励磁磁场磁通路径二是，磁力线从电励磁磁场的No极出发，磁力线从励磁铁芯13的磁路联接面19经由磁轭凸台二11进入定子铁芯四9中，磁力线穿过凸极气隙经由转子凸极二37进入转子铁芯三30中，磁力线从转子铁芯三30的磁轭槽侧面经由磁轭镶嵌面39进入轴向磁轭26中，磁力线在轴向磁轭26中从一端轴向移动至另一端，磁力线从轴向磁轭26另一端的磁轭镶嵌面39经由转子铁芯一28的磁轭槽侧面进入转子铁芯一28中，磁力线经由转子凸极一32穿过凸极气隙进入定子铁芯一5中，磁力线从定子铁芯一5的磁轭凸台一10经由磁路联接面19进入励磁铁芯13的另一端，磁力线回到电励磁磁场的So极，形成闭合回路。
在电励磁磁场磁通路径二中，电励磁磁场在转子凸极一32径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是N极，与永磁体二29径向外表面产生的转子永磁体磁场方向S极相反。电励磁磁场在转子凸极二37径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是S极，与永磁体一27径向外表面产生的转子永磁体磁场方向N极相反。励磁绕组14反向接通直流励磁电源时，在所有的励磁铁芯13中产生方向相同的电励磁磁场，该电励磁磁场减弱气隙磁场的磁感应强度，使外置式混合励磁永磁同步发电机的输出电压降低，随着发电机输出电压的下降，逐渐减小励磁电流，使发电机的输出电压保持稳定。
参照图22、图23和图1，外置式混合励磁永磁同步发电机的电励磁磁场磁通路径中，磁力线所经过的励磁铁芯冲片18的磁路联接面19表面没有绝缘漆，定子铁芯一5的磁轭凸台一10径向外侧表面没有绝缘漆，定子铁芯四9的磁轭凸台二11径向外侧表面没有绝缘漆。励磁铁芯冲片18的磁路联接面19与定子铁芯一5的磁轭凸台一10径向外侧能够紧密接触。励磁铁芯冲片18的磁路联接面19与定子铁芯四9的磁轭凸台二11径向外侧能够紧密接触。同时，轴向磁轭冲片38的镶嵌面39表面没有绝缘漆，转子铁芯一28、转子铁芯二31、转子铁芯三30的磁轭槽34的磁轭槽侧面表面没有绝缘漆。轴向磁轭冲片38的两个磁轭镶嵌面39能够分别与磁轭槽34的磁轭槽侧面紧密接触，确保发电机电励磁磁路中磁阻较小。另外，电励磁磁场磁通路径中有两个电励磁气隙磁场，均参与电机对外做功，发电机电励磁磁路中无附加气隙，进一步减小发电机电励磁磁路中的磁阻。该发电机无电刷和滑环结构、构成发电机电励磁磁路的励磁铁芯13、轴向磁轭26、各个定子铁芯和转子铁芯均能采用硅钢片制造的叠片结构类型，能有效的降低电磁谐波在电励磁磁路中产生的涡流损耗和磁滞损耗，减少发电机发热，提高电机效率。

Claims (3)

1.一种外置式混合励磁永磁同步发电机，其特征在于外置式混合励磁永磁同步发电机包括转子部件(1)、定子部件(2)、励磁部件(3)；励磁部件(3)安装在定子部件(2)的径向外侧，转子部件(1)安装在定子部件(2)的径向内侧；
定子部件(2)包括定子绕组(4)、定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)；定子铁芯一(5)由若干个定子铁芯一冲片(46)叠压而成，定子铁芯一冲片(46)材质是导磁材料，定子铁芯一(5)呈圆环形，定子铁芯一(5)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(12)，定子铁芯一(5)径向外侧边缘均布若干个磁轭凸台一(10)，磁轭凸台一(10)径向外侧是平直的面；
定子铁芯二(6)由若干个定子铁芯二冲片叠压而成，定子铁芯二冲片材质是导磁材料，定子铁芯二(6)呈圆环形，定子铁芯二(6)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(12)；
定子隔磁板(7)材质是非导磁材料，定子隔磁板(7)呈圆环形，定子隔磁板(7)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(12)；
定子铁芯三(8)由若干个定子铁芯三冲片叠压而成，定子铁芯三冲片材质是导磁材料，定子铁芯三(8)呈圆环形，定子铁芯三(8)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(12)；
定子铁芯四(9)由若干个定子铁芯四冲片叠压而成，定子铁芯四冲片材质是导磁材料，定子铁芯四(9)呈圆环形，定子铁芯四(9)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(12)，定子铁芯四(9)径向外侧边缘均布若干个磁轭凸台二(11)，磁轭凸台二(11)径向外侧是平直的面；
定子部件(2)装配时，定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)沿轴向依次排列；定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)径向内侧边缘的若干个定子线槽(12)沿轴向对齐；定子绕组(4)安装在定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)沿轴向对齐的若干个定子线槽(12)中，定子铁芯一(5)径向外侧边缘的若干个磁轭凸台一(10)与定子铁芯四(9)径向外侧边缘的若干个磁轭凸台二(11)沿轴向对齐；
励磁部件(3)包括励磁铁芯(13)、励磁绕组(14)、定位箍部件(15)；励磁绕组(14)包括线圈骨架(22)、励磁线圈(23)，线圈骨架(22)中间是骨架通孔(21)，励磁线圈(23)安装在线圈骨架(22)上；励磁铁芯(13)由若干个励磁铁芯冲片(18)叠压而成，励磁铁芯冲片(18)材质是导磁材料，励磁铁芯(13)呈矩形，励磁铁芯(13)一条边的两端各有一个定位槽(20)，定位槽(20)对面是励磁铁芯(13)的磁路联接面(19)，磁路联接面(19)是平直的面；
励磁部件(3)装配时，每一个励磁铁芯(13)安装在励磁绕组(14)的线圈骨架(22)的骨架通孔(21)中，两个定位箍部件(15)分别安装在励磁铁芯(13)的定位槽(20)中，两个定位箍部件(15)把若干个励磁铁芯(13)和励磁绕组(14)联接在一起；
励磁部件(3)安装在定子部件(2)上时，每一个励磁铁芯(13)的磁路联接面(19)的两端，分别安装在磁轭凸台一(10)的径向外侧和磁轭凸台二(11)的径向外侧；
转子部件(1)包括转轴(24)、轴向磁轭(26)、永磁体一(27)、转子铁芯一(28)、永磁体二(29)、转子铁芯三(30)、转子铁芯二(31)；
转轴(24)呈圆柱形，转轴(24)材料是导磁材料或非导磁材料；导磁材料的转轴(24)需要与隔磁衬套(25)配合使用；隔磁衬套(25)呈圆筒形，材料是非导磁材料；
永磁体一(27)呈瓦片形，所有永磁体一(27)的径向外表面的磁极极性相同；永磁体二(29)呈瓦片形，所有永磁体二(29)的径向外表面的磁极极性相同，并且，永磁体一(27)与永磁体二(29)的径向外表面的磁极极性互为异性磁极；
转子铁芯一(28)由若干个转子铁芯一冲片叠压而成，转子铁芯一冲片材质是导磁材料，转子铁芯一(28)呈环形，转子铁芯一(28)中间是轴孔(33)，转子铁芯一(28)径向内侧边缘均布若干个磁轭槽(34)，磁轭槽(34)中远离轴孔(33)轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面，转子铁芯一(28)径向外侧边缘依次均布若干个转子凸极一(32)和转子磁极槽一(35)，每一个转子铁芯一(28)上的转子凸极一(32)的数量是转子磁极数的一半，转子磁极槽一(35)的数量是转子磁极数的一半；
转子铁芯二(31)由若干个转子铁芯二冲片叠压而成，转子铁芯二冲片材质是导磁材料，转子铁芯二(31)呈环形，转子铁芯二(31)中间是轴孔(33)，转子铁芯二(31)径向内侧边缘均布若干个磁轭槽(34)，磁轭槽(34)中远离轴孔(33)轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面；
转子铁芯三(30)由若干个转子铁芯三冲片叠压而成，转子铁芯三冲片材质是导磁材料，转子铁芯三(30)呈环形，转子铁芯三(30)中间是轴孔(33)，转子铁芯三(30)径向内侧边缘均布若干个磁轭槽(34)，磁轭槽(34)中远离轴孔(33)轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面，转子铁芯三(30)径向外侧边缘依次均布若干个转子凸极二(37)和转子磁极槽二(36)，每一个转子铁芯三(30)上的转子凸极二(37)的数量是转子磁极数的一半，每一个转子铁芯三(30)上的转子磁极槽二(36)的数量是转子磁极数的一半；
轴向磁轭(26)由若干个轴向磁轭冲片(38)叠压而成，轴向磁轭冲片(38)材质是导磁材料，轴向磁轭冲片(38)呈矩形，轴向磁轭冲片(38)宽度方向的两个对边是磁轭镶嵌面(39)，磁轭镶嵌面(39)是平直的面；
转子部件(1)装配时，转子铁芯一(28)、转子铁芯二(31)、转子铁芯三(30)沿轴向依次排列；转子铁芯一(28)、转子铁芯二(31)、转子铁芯三(30)径向内侧边缘的若干个磁轭槽(34)沿轴向对齐，转子铁芯一(28)径向外侧边缘的若干个转子凸极一(32)与转子铁芯三(30)径向外侧边缘的若干个转子磁极槽二(36)沿轴向对齐，转子铁芯一(28)径向外侧边缘的若干个转子磁极槽一(35)与转子铁芯三(30)径向外侧边缘的若干个转子凸极二(37)沿轴向对齐；
若干个轴向磁轭(26)分别安装在转子铁芯一(28)、转子铁芯二(31)、转子铁芯三(30)沿轴向对齐的若干个磁轭槽(34)中，并且，轴向磁轭冲片(38)的厚度方向与磁轭槽(34)的磁轭槽底面垂直，轴向磁轭冲片(38)的两个磁轭镶嵌面(39)分别与磁轭槽(34)的两个磁轭槽侧面紧密接触；
隔磁衬套(25)安装在转子铁芯一(28)、转子铁芯二(31)、转子铁芯三(30)沿轴向对齐的轴孔(33)中，转子铁芯一(28)、转子铁芯二(31)、转子铁芯三(30)通过圆筒形的隔磁衬套(25)安装在转轴(24)上；
转子铁芯一(28)的每一个转子磁极槽一(35)中粘贴有一个永磁体一(27)，并且，该永磁体一(27)的一部分沿轴向安装在转子铁芯二(31)的径向外表面；每一个永磁体一(27)构成一个转子主磁极，每一个永磁体一(27)磁化相邻的转子凸极一(32)，形成一个与该永磁体一(27)互为异性磁极的转子辅助磁极；
转子铁芯三(30)的每一个转子磁极槽二(36)中粘贴有一个永磁体二(29)，并且，该永磁体二(29)的一部分沿轴向安装在转子铁芯二(31)的径向外表面；每一个永磁体二(29)构成一个转子主磁极，每一个永磁体二(29)磁化相邻的转子凸极二(37)，形成一个与该永磁体二(29)互为异性磁极的转子辅助磁极；
若永磁体一(27)的径向外表面磁极极性为N极，则永磁体二(29)的径向外表面磁极极性为S极，永磁体一(27)构成N极转子主磁极，永磁体二(29)构成S极转子主磁极，转子凸极一(32)构成S′极转子辅助磁极，转子凸极二(37)构成N′极转子辅助磁极；转子主磁极与转子辅助磁极共同建立转子永磁体磁场；
永磁体一(27)或者永磁体二(29)的径向外表面至定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)的任何一处径向内表面的电机气隙是永磁体气隙；转子凸极一(32)或者转子凸极二(37)的径向外表面至定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)的任何一处径向内表面的电机气隙是凸极气隙；凸极气隙长度小于永磁体气隙长度；
永磁体一(27)的轴向长度大于或者等于转子铁芯二(31)的轴向长度，并且，永磁体一(27)的轴向长度小于或者等于转子铁芯二(31)的轴向长度与转子铁芯一(28)的轴向长度之和；永磁体二(29)的轴向长度大于或者等于转子铁芯二(31)的轴向长度，并且，永磁体二(29)的轴向长度小于或者等于转子铁芯二(31)的轴向长度与转子铁芯三(30)的轴向长度之和。
2.根据权利要求1所述的一种外置式混合励磁永磁同步发电机，其特征在于定位箍部件(15)包括定位箍(16)、锁定螺母(17)，定位箍(16)呈两端向外倾斜的U形，每一个定位箍(16)两端各有一个螺旋方向相反的外螺纹，锁定螺母(17)截面呈多棱柱形，每一个锁定螺母(17)两端各有一个螺旋方向相反的内螺纹，定位箍部件(15)装配时，每一个定位箍(16)两端的外螺纹分别安装在两个锁定螺母(17)一端的内螺纹中，若干个定位箍(16)、锁定螺母(17)的两端依次联接在一起，形成一个环形，按照顺时针或者逆时针相同的方向依次旋转每一个锁定螺母(17)，能够使定位箍部件(15)所形成的环的直径增大或者减小；适度调节定位箍部件(15)所形成的环的直径，把励磁部件(3)固定在定子部件(2)的径向外侧。
3.根据权利要求1所述的一种外置式混合励磁永磁同步发电机，其特征在于外置式混合励磁永磁同步发电机无励磁电流的发电运行过程是：
转子永磁体磁场磁通路径一是，磁力线从永磁体一(27)径向外表面出发，穿过永磁体气隙进入定子铁芯一(5)，磁力线在定子铁芯一(5)中绕过定子绕组(4)，磁力线穿过凸极气隙经由转子凸极一(32)进入转子铁芯一(28)中，磁力线经由转子磁极槽一(35)回到永磁体一(27)径向内表面，形成闭合回路；
转子永磁体磁场磁通路径二是，磁力线从永磁体一(27)径向外表面出发，穿过永磁体气隙进入定子铁芯二(6)，磁力线在定子铁芯二(6)中绕过定子绕组(4)，磁力线穿过永磁体气隙到达永磁体二(29)径向外表面，磁力线从永磁体二(29)径向内表面出发，磁力线经由转子铁芯二(31)回到永磁体一(27)径向内表面，形成闭合回路；
转子永磁体磁场磁通路径三是，磁力线从永磁体一(27)径向外表面出发，穿过永磁体气隙进入定子铁芯三(8)，磁力线在定子铁芯三(8)中绕过定子绕组(4)，磁力线穿过永磁体气隙到达永磁体二(29)径向外表面，磁力线从永磁体二(29)径向内表面出发，磁力线经由转子铁芯二(31)回到永磁体一(27)径向内表面，形成闭合回路；
转子永磁体磁场磁通路径四是，磁力线从永磁体二(29)径向内表面出发，磁力线经由转子磁极槽二(36)进入转子铁芯三(30)，磁力线经由转子凸极二(37)穿过凸极气隙进入定子铁芯四(9)中，磁力线在定子铁芯四(9)中绕过定子绕组(4)，磁力线穿过永磁体气隙回到永磁体二(29)径向外表面，形成闭合回路；
当转子部件(1)按照转子旋转方向(40)旋转，定子绕组(4)切割转子永磁体磁场的磁力线，在定子绕组(4)中分别感应出垂直向内的感应电流(43)和垂直向外的感应电流(44)，最终由定子绕组(4)的接线头向外输出具有一定频率、电压和电流的交流电；
外置式混合励磁永磁同步发电机发电运行中用励磁电流调节输出电压过程是：
当发电机输出电压低于额定电压时，励磁绕组(14)正向接通直流励磁电源，并增大励磁电流；电励磁磁场磁通路径一是，磁力线从电励磁磁场的No极出发，磁力线从励磁铁芯(13)的磁路联接面(19)经由磁轭凸台一(10)进入定子铁芯一(5)中，磁力线穿过凸极气隙经由转子凸极一(32)进入转子铁芯一(28)中，磁力线从转子铁芯一(28)的磁轭槽侧面经由磁轭镶嵌面(39)进入轴向磁轭(26)中，磁力线在轴向磁轭(26)中从一端轴向移动至另一端，磁力线从轴向磁轭(26)另一端的磁轭镶嵌面(39)经由转子铁芯三(30)的磁轭槽侧面进入转子铁芯三(30)中，磁力线经由转子凸极二(37)穿过凸极气隙进入定子铁芯四(9)中，磁力线从定子铁芯四(9)的磁轭凸台二(11)经由磁路联接面(19)进入励磁铁芯(13)的另一端，磁力线回到电励磁磁场的So极，形成闭合回路；
在电励磁磁场磁通路径一中，电励磁磁场在转子凸极一(32)径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是S极，与永磁体二(29)径向外表面产生的转子永磁体磁场方向S极相同；电励磁磁场在转子凸极二(37)径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是N极，与永磁体一(27)径向外表面产生的转子永磁体磁场方向N极相同；励磁绕组(14)正向接通直流励磁电源时，在所有的励磁铁芯(13)中产生方向相同的电励磁磁场，该电励磁磁场增强气隙磁场的磁感应强度，使外置式混合励磁永磁同步发电机的输出电压升高，随着发电机输出电压的上升，逐渐减小励磁电流，使发电机的输出电压保持稳定；
当发电机输出电压高于额定电压时，励磁绕组(14)反向接通直流励磁电源，并增大励磁电流；电励磁磁场磁通路径二是，磁力线从电励磁磁场的No极出发，磁力线从励磁铁芯(13)的磁路联接面(19)经由磁轭凸台二(11)进入定子铁芯四(9)中，磁力线穿过凸极气隙经由转子凸极二(37)进入转子铁芯三(30)中，磁力线从转子铁芯三(30)的磁轭槽侧面经由磁轭镶嵌面(39)进入轴向磁轭(26)中，磁力线在轴向磁轭(26)中从一端轴向移动至另一端，磁力线从轴向磁轭(26)另一端的磁轭镶嵌面(39)经由转子铁芯一(28)的磁轭槽侧面进入转子铁芯一(28)中，磁力线经由转子凸极一(32)穿过凸极气隙进入定子铁芯一(5)中，磁力线从定子铁芯一(5)的磁轭凸台一(10)经由磁路联接面(19)进入励磁铁芯(13)的另一端，磁力线回到电励磁磁场的So极，形成闭合回路；
在电励磁磁场磁通路径二中，电励磁磁场在转子凸极一(32)径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是N极，与永磁体二(29)径向外表面产生的转子永磁体磁场方向S极相反；电励磁磁场在转子凸极二(37)径向外表面产生的电励磁气隙磁场方向是S极，与永磁体一(27)径向外表面产生的转子永磁体磁场方向N极相反；励磁绕组(14)反向接通直流励磁电源时，在所有的励磁铁芯(13)中产生方向相同的电励磁磁场，该电励磁磁场减弱气隙磁场的磁感应强度，使外置式混合励磁永磁同步发电机的输出电压降低，随着发电机输出电压的下降，逐渐减小励磁电流，使发电机的输出电压保持稳定。
CN201610468151.9A 2016-06-24 2016-06-24 外置式混合励磁永磁同步发电机 Active CN106026593B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610468151.9A CN106026593B (zh) 2016-06-24 2016-06-24 外置式混合励磁永磁同步发电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610468151.9A CN106026593B (zh) 2016-06-24 2016-06-24 外置式混合励磁永磁同步发电机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106026593A true CN106026593A (zh) 2016-10-12
CN106026593B CN106026593B (zh) 2018-04-13

Family

ID=57086781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610468151.9A Active CN106026593B (zh) 2016-06-24 2016-06-24 外置式混合励磁永磁同步发电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106026593B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108233608A (zh) * 2018-03-22 2018-06-29 宁德时代电机科技有限公司 一种集成无损自动制动的永磁电机装置
CN108448754A (zh) * 2018-03-21 2018-08-24 丁士来 双结构开关磁阻直流电机
TWI762348B (zh) * 2021-06-07 2022-04-21 劉錦釧 單體馬達發電機裝置
CN117650652A (zh) * 2024-01-19 2024-03-05 东莞市爱迪机电科技有限公司 一种电机转子及电机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62281113A (ja) * 1986-05-30 1987-12-07 Hitachi Ltd 回転ヘツド装置
CN1083277A (zh) * 1992-07-22 1994-03-02 张居平 导磁差动转子发电机

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62281113A (ja) * 1986-05-30 1987-12-07 Hitachi Ltd 回転ヘツド装置
CN1083277A (zh) * 1992-07-22 1994-03-02 张居平 导磁差动转子发电机

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108448754A (zh) * 2018-03-21 2018-08-24 丁士来 双结构开关磁阻直流电机
CN108233608A (zh) * 2018-03-22 2018-06-29 宁德时代电机科技有限公司 一种集成无损自动制动的永磁电机装置
CN108233608B (zh) * 2018-03-22 2023-09-15 宁德时代电机科技有限公司 一种集成无损自动制动的永磁电机装置
TWI762348B (zh) * 2021-06-07 2022-04-21 劉錦釧 單體馬達發電機裝置
CN117650652A (zh) * 2024-01-19 2024-03-05 东莞市爱迪机电科技有限公司 一种电机转子及电机
CN117650652B (zh) * 2024-01-19 2024-06-04 东莞市爱迪机电科技有限公司 一种电机转子及电机

Also Published As

Publication number Publication date
CN106026593B (zh) 2018-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zou et al. Advanced high torque density PM vernier machine with multiple working harmonics
CN109274240B (zh) 复合型非晶合金轴向磁通电机
CN1866688B (zh) 用于电机永磁转子的磁化的系统和方法
CN105245073B (zh) 定子永磁型双凸极盘式电机
CN103051133B (zh) 并联磁路混合励磁永磁电机
CN109274234B (zh) 一种复合励磁非晶合金轴向磁阻电机
CN106505818B (zh) 分段移相式外转子永磁同步电动机
CN108809030B (zh) 一种外绕组控制的两自由度无轴承开关磁阻电机
CN106026593A (zh) 外置式混合励磁永磁同步发电机
WO2020264402A1 (en) Induction machines without permanent magnets
CN110838779B (zh) 一种混合励磁绕线转子及混合励磁绕线式同步电机
CN110601481A (zh) 一种双转子永磁同步磁阻电机及配置方法
CN106981937A (zh) 一种转子错位结构电机
CN104184291B (zh) 双半极异步起动永磁同步电动机及变极变速法
CN201956845U (zh) 一种新型结构的永磁式交流同步发电机
CN107425630B (zh) 一种交替极内置式永磁电机转子
CN113489274A (zh) 双边交替极型混合励磁无刷电机
CN104184234A (zh) 一种混合励磁双气隙爪极电机
CN204103628U (zh) 一种混合励磁双气隙爪极电机
CN210350986U (zh) 一种双转子永磁同步磁阻电机
CN201956846U (zh) 一种新型结构的复合励磁无刷单相同步发电机
Zhao et al. Influence factor analysis of PMSM air gap flux density
Ullah et al. Performance analysis of a modular E-shaped stator hybrid excited flux switching motor with flux gaps
CN102480199A (zh) 一种新型结构的复合励磁无刷单相同步发电机
CN115224903A (zh) 一种混合励磁式无轴承开关磁阻电机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220908

Address after: No. 18, Jinxing Road, Tiehu Electromechanical Supporting Industrial Zone, Chengyang Town, Fu'an City, Ningde City, Fujian Province, 352000

Patentee after: Fujian Juzhou Motor Co.,Ltd.

Address before: 116600 No. 34-3 Harbin Road, Dalian Economic and Technological Development Zone, Liaoning Province

Patentee before: DALIAN BILAN ENERGY SAVING ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.