CN109494956A - 无刷混磁驱动发电机 - Google Patents
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Abstract
无刷混磁驱动发电机，包括转子总成，定子总成和控制器；转子总成的驱动端安装在发动机轴上，驱动端通过支撑架与外部转子连接固定，外部转子内圆相间设置沟槽，沟槽内嵌装永磁材料；发动机轴与外部转子内圆之间设置有定子总成，激磁绕组设置在定子总成的电枢铁芯a和电枢铁芯b之间；电枢铁芯a和电枢铁芯b外圆均开有线槽，线槽内嵌装有电枢绕组；电枢铁芯a与发动机机体之间设置有阻磁绕组；控制器管理电机的发电和驱动状态；调整电机激磁电流能方便的调整输出功率和功率因数，可广泛应用于内燃机轴连接发电使用。
Description
技术领域
本发明涉及驱动发电机，具体涉及一种直接安装在发动机轴上的无刷混磁驱动发电机，属于电机技术领域。
背景技术
目前，可直接安装在发动机轴上的驱动发电机都是永磁驱动发电机，其磁场不易调整，输出功率和驱动力矩均较小，且铁损和电枢损耗都较大；在自动化和舒适度不断提高的今天，设备用电量不断增加，为满足用电量的需求只能进一步增大驱动发电机的体积，而狭小的发动机室已经没有足够的空间安装体积更大的驱动发电机，迫切需要一种可大幅度提高驱动发电机输出功率且转换效率较高的技术出现。
为解决上述技术问题，确有必要提供一种具有改良结构的驱动发电机，以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种将激磁绕组和电枢绕组均安装在定子上；电激磁磁场与永磁磁场共同作为驱动发电机磁场，通过调整发电机激磁电流的大小和方向即可控制通过电枢绕组的交变磁通量，控制驱动发电机的输出功率和驱动力矩，减少电枢铁芯铁损和电枢损耗，满足用电量不断提高和节能环保的需求。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：无刷混磁驱动发电机，包括转子总成，定子总成和控制器；转子总成的驱动端安装在发动机轴上，驱动端通过支撑架与外部转子连接固定，外部转子内圆相间设置沟槽，沟槽内嵌装永磁材料；发动机轴与外部转子内圆之间设置有定子总成，激磁绕组设置在定子总成的电枢铁芯a和电枢铁芯b之间；电枢铁芯a和电枢铁芯b外圆均开有线槽，线槽内嵌装有电枢绕组；电枢铁芯a与发动机机体之间设置有阻磁绕组；阻磁绕组、电枢铁芯a、激磁绕组、电枢铁芯b依次安装在定子支架上，定子支架与发动机机体连接固定；控制器管理电机的发电和驱动状态。
本发明无刷混磁驱动发电机进一步设置为：外部转子内圆同一端沟槽内嵌装的永磁材料磁场方向相同，均为N极或均为S极。
本发明无刷混磁驱动发电机进一步设置为：外部转子内圆沟槽内嵌装的永磁材料磁场方向一端为N极，另一端为S极。
本发明无刷混磁驱动发电机进一步设置为：在无刷混磁驱动发电机需要发电或产生驱动力矩时，激磁绕组产生磁势的方向与外部转子嵌装的永磁材料磁势方向相反。
本发明无刷混磁驱动发电机进一步设置为：在无刷混磁驱动发电机需要发电量减小或驱动力矩减小时，可减少激磁绕组电流；再进一步需要减小时，激磁绕组中通过与增大发电量时相反的激磁电流，以减少通过电枢绕组的交变磁通量。
本发明无刷混磁驱动发电机进一步设置为：阻磁绕组产生的磁势方向与激磁绕组磁势方向相反；阻磁绕组产生的磁势为激磁绕组磁势的30％-70％。
本发明无刷混磁驱动发电机进一步设置为：转子总成外圆设置通风散热孔。
本发明无刷混磁驱动发电机进一步设置为：电枢绕组设置为三相电枢绕组。
本发明无刷混磁驱动发电机进一步设置为：电枢绕组设置为两相电枢绕组。
本发明无刷混磁驱动发电机进一步设置为：转子总成外圆表面设置有矩形凸起块。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过将激磁绕组设置在发动机轴与外部转子内圆之间的定子总成上，使激磁绕组直径更小，节省了有色金属，同时省去了碳刷、滑环等附件，增加了运行的可靠性；外部转子内圆相间设置沟槽，沟槽内嵌装永磁材料，且外部转子内圆同一端沟槽内嵌装的永磁材料磁场方向相同，均为N极或均为S极，外部转子内圆沟槽内嵌装的永磁材料磁场方向一端为N极，另一端为S极，使我们在激磁绕组中通过电流，产生与转子嵌装的永磁材料磁势方向相反磁势时，软磁性材料构成的转子被磁势磁化，在转子同一端内园表面显示出N、S相间布置的磁场，转子总成旋转时，电枢铁芯中产生交变磁场；在需要交变磁场减弱时，减小激磁电流，软磁性材料构成的转子磁场减弱，通过电枢铁芯的交变磁场随之减弱；在需要交变磁场进一步减弱时，激磁绕组中通过与增大发电量时相反的激磁电流，软磁性材料构成的转子磁场与永磁材料磁场方向相同，通过电枢铁芯的交变磁场进一步减弱，以至于接近于零；该技术成功的实现了安装永磁材料电机交变磁场的持续调整，有效减少了电枢铁芯的涡流损耗；阻磁绕组可有效阻断磁场对发动机产生的影响；转子总成的驱动端安装在发动机轴上，使无刷混磁驱动发电机运行的可靠性进一步增加；电枢绕组根据机型需要设置成三相或两相，更有利于实现发电和驱动双重功能；转子总成外圆设置通风散热孔，使转子旋转时在离心力作用下，形成空气流动，带走电机热量；转子总成外圆表面设置矩形凸起块，更有利于读取发动机转速及工作状态；总之通过对无刷混磁驱动发电机的合理设置，使电机输出电能或机械能的性能和转换效率明显提高，功率调整更加便利，使用寿命明显延长。
附图说明
图1是本发明无刷混磁驱动发电机，基本原理图。
图2是本发明无刷混磁驱动发电机，转子剖面图。
请参阅说明书附图1、图2所示，其为本发明无刷混磁驱动发电机的第一实施方式，转子总成的驱动端13安装在发动机轴14上，驱动端13通过支撑架11与外部转子7连接固定，外部转子7内圆相间设置沟槽，沟槽内嵌装永磁材料8；发动机轴14与外部转子7内圆之间设置有定子总成，激磁绕组6设置在定子总成的电枢铁芯a5和电枢铁芯b9之间；电枢铁芯a5和电枢铁芯b9外圆均开有线槽，线槽内嵌装有电枢绕组3；电枢铁芯a5与发动机机体1之间设置有阻磁绕组2；阻磁绕组2、电枢铁芯a5、激磁绕组6、电枢铁芯b9依次安装在定子支架12上，定子支架12与发动机机体1连接固定；控制器管理电机的发电和驱动状态。
所述无刷混磁驱动发电机外部转子7内圆同一端沟槽内嵌装的永磁材料磁场方向相同，均为N极或均为S极。
所述无刷混磁驱动发电机外部转子7内圆沟槽内嵌装的永磁材料磁场方向一端为N极，另一端为S极。
所述无刷混磁驱动发电机需要发电或产生驱动力矩时，激磁绕组6产生磁势的方向与外部转子7嵌装的永磁材料8磁势方向相反。
所述无刷混磁驱动发电机需要发电量减小或驱动力矩减小时，可减少激磁绕组6电流；再进一步需要减小时，激磁绕组6中通过与增大发电量时相反的激磁电流，以减少通过电枢绕组3的交变磁通量。
所述阻磁绕组2产生的磁势方向与激磁绕组6磁势方向相反；阻磁绕组2产生的磁势为激磁绕组6磁势的30％。
所述转子总成外圆设置通风散热孔10。
所述电枢绕组3设置为三相电枢绕组。
所述转子总成外圆表面设置有矩形凸起块4。
本发明无刷混磁驱动发电机第二实施方式与本发明无刷混磁驱动发电机的第一实施方式不同之处在于：所述阻磁绕组2产生的磁势为激磁绕组6磁势的50％。
所述电枢绕组3设置为两相电枢绕组。
本发明无刷混磁驱动发电机第三实施方式与本发明无刷混磁驱动发电机的第一、第二实施方式不同之处在于：所述阻磁绕组2产生的磁势为激磁绕组6磁势的70％。
总之，由以上实施例可见，本发明通过将转子总成的驱动端13安装在发动机轴14上，驱动端13通过支撑架11与外部转子7连接固定，外部转子7内圆相间设置沟槽，沟槽内嵌装永磁材料8；发动机轴14与外部转子7内圆之间设置定子总成，激磁绕组6设置在定子总成的电枢铁芯a5和电枢铁芯b9之间；电枢铁芯a5和电枢铁芯b9外圆均开有线槽，线槽内嵌装有电枢绕组3；电枢铁芯a5与发动机机体1之间设置有阻磁绕组2等方案，使电机输出和输入功率易于调整，电机体积更小，效率更高；阻磁绕组2可有效阻断磁场对发动机产生的影响，使发动机和电机运行的可靠性同时增强。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
Claims (10)
1.无刷混磁驱动发电机，包括转子总成，定子总成和控制器，其特征在于，转子总成的驱动端安装在发动机轴上，驱动端通过支撑架与外部转子连接固定，外部转子内圆相间设置沟槽，沟槽内嵌装永磁材料；发动机轴与外部转子内圆之间设置有定子总成，激磁绕组设置在定子总成的电枢铁芯a和电枢铁芯b之间；电枢铁芯a和电枢铁芯b外圆均开有线槽，线槽内嵌装有电枢绕组；电枢铁芯a与发动机机体之间设置有阻磁绕组；阻磁绕组、电枢铁芯a、激磁绕组、电枢铁芯b依次安装在定子支架上，定子支架与发动机机体连接固定；控制器管理电机的发电和驱动状态。
2.根据权利要求1所述的无刷混磁驱动发电机，其特征在于，外部转子内圆同一端沟槽内嵌装的永磁材料磁场方向相同，均为N极或均为S极。
3.根据权利要求1所述的无刷混磁驱动发电机，其特征在于，外部转子内圆沟槽内嵌装的永磁材料磁场方向一端为N极，另一端为S极。
4.根据权利要求1所述的无刷混磁驱动发电机，其特征在于，在无刷混磁驱动发电机需要发电或产生驱动力矩时，激磁绕组产生磁势的方向与外部转子嵌装的永磁材料磁势方向相反。
5.根据权利要求1所述的无刷混磁驱动发电机，其特征在于，在无刷混磁驱动发电机需要发电量减小或驱动力矩减小时，可减少激磁绕组电流；再进一步需要减小时，激磁绕组中通过与增大发电量时相反的激磁电流，以减少通过电枢绕组的交变磁通量。
6.根据权利要求1所述的无刷混磁驱动发电机，其特征在于，阻磁绕组产生的磁势方向与激磁绕组磁势方向相反；阻磁绕组产生的磁势为激磁绕组磁势的30％-70％。
7.根据权利要求1所述的无刷混磁驱动发电机，其特征在于，转子总成外圆设置通风散热孔。
8.根据权利要求1所述的无刷混磁驱动发电机，其特征在于，电枢绕组设置为三相电枢绕组。
9.根据权利要求1所述的无刷混磁驱动发电机，其特征在于，电枢绕组设置为两相电枢绕组。
10.根据权利要求1所述的无刷混磁驱动发电机，其特征在于，转子总成外圆表面设置有矩形凸起块。
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