CN108988605A - 内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源 - Google Patents

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吴松霖
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崔淑梅
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

内驱动‑外发电一体化脉冲发电机电源，涉及惯性储能脉冲电源技术领域。本发明是为了解决现有的脉冲发电机和原动机通过联轴节连接，易对联轴节造成转矩冲击，并且增加系统轴向长度，导致结构紧凑性差的问题。机壳内部设置发电机，发电机内部设置电动机，发电机和电动机之间通过隔磁环隔开电磁场，对电动机电枢绕组通以三相交流电驱动电动机转子铁芯转动，从而带动隔磁环和发电机转子轭转动，产生电力。它用于提高系统的能量密度和功率密度。

Description

内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源
技术领域
本发明涉及内部驱动，外部发电的一体化脉冲发电机电源，属于惯性储能脉冲电源技术领域。
背景技术
脉冲发电机，作为一种惯性储能脉冲电源，采用原动机进行驱动。脉冲发电机集惯性储能、机电能量转换和脉冲成形于一体，具有“单元件”的综合性优势。具有能量密度、功率密度高、适合重复放电、脉冲波形调节灵活等优点，在军事、工业和民用领域有着广泛的应用。
现有的脉冲发电机和原动机通过联轴节连接，易对联轴节造成转矩冲击，并且增加系统轴向长度，导致结构紧凑性差的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有的脉冲发电机和原动机通过联轴节连接，易对联轴节造成转矩冲击，并且增加系统轴向长度，导致结构紧凑性差的问题。现提供内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源。
内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源，它包括机壳14、隔磁环7、电动机和发电机，
机壳14内部设置发电机，发电机内部设置电动机，发电机和电动机之间通过隔磁环7隔开电磁场；
电动机包括转轴1、电动机定子轭2、电动机定子铁芯3和电动机转子铁芯6，
电动机定子轭2固定在转轴1的外圆周面上，电动机定子轭2的外圆周面上设置电动机定子铁芯3，电动机定子铁芯3的外表面沿周向均布转子齿，转子齿上绕制有电动机电枢绕组4，电动机转子铁芯6设置在隔磁环7的内圆表面，电动机转子铁芯6的内圆表面沿周向均布有电动机永磁体5，相邻两个电动机永磁体5的充磁方向相反，电动机电枢绕组4和电动机永磁体5之间存在气隙，
发电机包括发电机转子轭8和发电机定子铁芯13，
发电机转子轭8设置在隔磁环7的外圆表面，发电机转子轭8的外圆表面沿周向均布转子齿，转子齿上绕制有发电机电励磁绕组9，发电机定子铁芯13设置在机壳14的内圆表面，发电机定子铁芯13的内圆表面沿周向均布有定子齿，定子齿绕制有发电机电枢绕组12，发电机电励磁绕组9和发电机电枢绕组12之间存在气隙，
对电动机电枢绕组4通以三相交流电驱动电动机转子铁芯6转动，从而带动隔磁环7和发电机转子轭8转动，产生电力。
本发明的有益效果为：
本发明利用电动机作为驱动电机，同时将电动机置于脉冲发电机转子内部，使电动机转子和脉冲发电机转子在同一旋转部件上，即电动机转子铁芯通过隔磁环连接发电机转子轭，隔磁筒两侧的电动机转子铁芯和发电机转子轭都是旋转部件，对电动机电枢绕组通以三相交流电驱动电动机转子铁芯转动，从而带动隔磁环和发电机转子轭转动，为减小电动机与发电机之间的电磁场干扰采用隔磁环进行电磁屏蔽；外发电机采用自激电励磁绕组为电机提供电磁场，在电励磁与电枢绕组外侧均采用碳纤维绷带以保证放电过程中结构安全工作，空芯发电机定转子轭主要为电磁场提供电磁回路与支撑相应部件以保证电机正常运行，发电机定子铁芯外侧采用铝合金外壳以屏蔽电机外部电磁场干扰。
本申请电动机转子和脉冲发电机转子在同一旋转部件上，即电动机转子铁芯通过隔磁环连接发电机转子轭，这样的设置大大简化系统的轴向长度，提高系统的紧凑型，提高系统的能量密度和功率密度。
同时，电动机转子和脉冲发电机转子在同一旋转部件上，可以降低放电时，脉冲发电机和原动机通过联轴节连接的传统结构中，对联轴节造成的转矩冲击。
附图说明
图1为具体实施方式所述的内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源，它包括机壳14、隔磁环7、电动机和发电机，
机壳14内部设置发电机，发电机内部设置电动机，发电机和电动机之间通过隔磁环7隔开电磁场；
电动机包括转轴1、电动机定子轭2、电动机定子铁芯3和电动机转子铁芯6，
电动机定子轭2固定在转轴1的外圆周面上，电动机定子轭2的外圆周面上设置电动机定子铁芯3，电动机定子铁芯3的外表面沿周向均布转子齿，转子齿上绕制有电动机电枢绕组4，电动机转子铁芯6设置在隔磁环7的内圆表面，电动机转子铁芯6的内圆表面沿周向均布有电动机永磁体5，相邻两个电动机永磁体5的充磁方向相反电动机电枢绕组4和电动机永磁体5之间存在气隙，
发电机包括发电机转子轭8和发电机定子铁芯13，
发电机转子轭8设置在隔磁环7的外圆表面，发电机转子轭8的外圆表面沿周向均布转子齿，转子齿上绕制有发电机电励磁绕组9，发电机定子铁芯13设置在机壳14的内圆表面，发电机定子铁芯13的内圆表面沿周向均布有定子齿，定子齿绕制有发电机电枢绕组12，发电机电励磁绕组9和发电机电枢绕组12之间存在气隙，
对电动机电枢绕组4通以三相交流电驱动电动机转子铁芯6转动，从而带动隔磁环7和发电机转子轭8转动，产生电力。
本实施方式中，电动机转子、发电机转子与隔磁筒都属于旋转部件。电动机转子包括电动机永磁体和电动机转子铁芯。发电机转子包括.发电机转子轭、发电机电励磁绕组和电励磁绕组绷带。
实施例1：
内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源，其特征在于，它包括机壳14、隔磁环7、电动机和发电机，
机壳14内部设置发电机，发电机内部设置电动机，发电机和电动机之间通过隔磁环7隔开电磁场；
电动机包括转轴1、电动机定子轭2、电动机定子铁芯3和电动机转子铁芯6，
电动机定子轭2固定在转轴1的外圆周面上，电动机定子轭2的外圆周面上设置电动机定子铁芯3，电动机定子铁芯3的外表面沿周向均布转子齿，转子齿上绕制有八极三相电动机电枢绕组4，电动机转子铁芯6设置在隔磁环7的内圆表面，电动机转子铁芯6的内圆表面沿周向均布有电动机永磁体5，相邻两个电动机永磁体5的充磁方向相反，八极三相电动机电枢绕组4和电动机永磁体5之间存在气隙，
发电机包括发电机转子轭8和发电机定子铁芯13，
发电机转子轭8设置在隔磁环7的外圆表面，发电机转子轭8的外圆表面沿周向均布转子齿，转子齿上绕制有四极三相发电机电励磁绕组9，发电机定子铁芯13设置在机壳14的内圆表面，发电机定子铁芯13的内圆表面沿周向均布有定子齿，定子齿绕制有发电机电枢绕组12，四极三相发电机电励磁绕组9和发电机电枢绕组12之间存在气隙，
对八极三相电动机电枢绕组4通以三相交流电驱动电动机转子铁芯6转动，从而带动隔磁环7和发电机转子轭8转动，产生电力。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源作进一步说明，本实施方式中，发电机转子轭8为非导磁材料。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源作进一步说明，本实施方式中，机壳14为铝合金材质，机壳14用于屏蔽电机外部的电磁场干扰。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源作进一步说明，本实施方式中，它还包括电励磁绕组绷带10和发电机定子绷带11，
电励磁绕组绷带10用于固定电动机，发电机定子绷带11用于固定发电机。
工作原理：
内驱动-外发电机一体化脉冲发电机电源系统的内部为三相、八极外转子永磁电机，外部为四极、两相空芯电励磁脉冲发电机。内部电动机为驱动电机，电枢绕组通以三相交流电可驱动电动机外转子带动发电机转子运动(电动机转子与发电机转子一体，共同旋转)，为减小电动机与发电机之间的电磁场干扰采用隔磁环进行电磁屏蔽；发电机采用自激电励磁绕组为电机提供电磁场，在电励磁与电枢绕组外侧均采用碳纤维绷带以保证放电过程中结构安全工作，空芯发电机定转子轭主要为电磁场提供电磁回路与支撑相应部件以保证电机正常运行，发电机定子轭外侧采用铝合金外壳以屏蔽电机外部电磁场干扰。(“空芯”即采用非导磁材料，空芯脉冲发电机转子轭与定子轭均采用非导磁复合材料。)

Claims (4)

1.内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源，其特征在于，它包括机壳(14)、隔磁环(7)、电动机和发电机，
机壳(14)内部设置发电机，发电机内部设置电动机，发电机和电动机之间通过隔磁环(7)隔开电磁场；
电动机包括转轴(1)、电动机定子轭(2)、电动机定子铁芯(3)和电动机转子铁芯(6)，
电动机定子轭(2)固定在转轴(1)的外圆周面上，电动机定子轭(2)的外圆周面上设置电动机定子铁芯(3)，电动机定子铁芯(3)的外表面沿周向均布转子齿，转子齿上绕制有电动机电枢绕组(4)，电动机转子铁芯(6)设置在隔磁环(7)的内圆表面，电动机转子铁芯(6)的内圆表面沿周向均布有电动机永磁体(5)，相邻两个电动机永磁体(5)的充磁方向相反，电动机电枢绕组(4)和电动机永磁体(5)之间存在气隙，
发电机包括发电机转子轭(8)和发电机定子铁芯(13)，
发电机转子轭(8)设置在隔磁环(7)的外圆表面，发电机转子轭(8)的外圆表面沿周向均布转子齿，转子齿上绕制有发电机电励磁绕组(9)，发电机定子铁芯(13)设置在机壳(14)的内圆表面，发电机定子铁芯(13)的内圆表面沿周向均布有定子齿，定子齿绕制有发电机电枢绕组(12)，发电机电励磁绕组(9)和发电机电枢绕组(12)之间存在气隙，
对电动机电枢绕组(4)通以三相交流电驱动电动机转子铁芯(6)转动，从而带动隔磁环(7)和发电机转子轭(8)转动，产生电力。
2.根据权利要求1所述内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源，其特征在于，发电机转子轭(8)为非导磁材料。
3.根据权利要求1所述内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源，其特征在于，机壳(14)为铝合金材质，机壳(14)用于屏蔽电机外部的电磁场干扰。
4.根据权利要求1所述内驱动-外发电一体化脉冲发电机电源，其特征在于，它还包括电励磁绕组绷带(10)和发电机定子绷带(11)，
电励磁绕组绷带(10)用于固定电动机，发电机定子绷带(11)用于固定发电机。
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