CN1571249A

CN1571249A - 一种高速双定子双转子的多路输出永磁发电机

Info

Publication number: CN1571249A
Application number: CN 03145977
Authority: CN
Inventors: 赵志忠; 侯朝焕; 杨树元
Original assignee: Institute of Acoustics CAS
Current assignee: Institute of Acoustics CAS
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2005-01-26

Abstract

本发明公开了一种高速双定子双转子的多路输出永磁发电机，包括定子、安装在转子轴上的转子，以及设置于定子上的多个绕组，定子和转子分别为两个，两个转子同轴依次安装在转子轴上，两个定子与两个转子一一对应设置，两个定子之间留有间隙，多个绕组分别设置于所述两个定子上，转子轴的端部设有一升转速变速器。本发明的高速双定子双转子的多路输出永磁发电机的转子和定子呈糖葫芦串式安装在转子轴上，转子之间用非导磁材料隔开。通过隔断定子和定子之间、转子和转子之间的磁通道，使得两个定子上的绕组之间不会产生电磁干扰。本发明的发电机还通过提供一个升转速变速器来提升转子的转速，这样就可以在发电机整体体积较小的情况下保证转子转速。

Description

一种高速双定子双转子的多路输出永磁发电机

技术领域

本发明涉及一种发电机，特别是涉及一种高速的、具有双定子和双转子、可多路输出的永磁发电机。

背景技术

常规的多路输出发电机一般只有一个定子和转子。如图1所示的现有的单定子发电机的剖面图，包括一个外壳1，其中心轴线位置布置有一转子轴5，转子轴5上套有一转子6，转子6的外表面覆盖有转子永磁体7，外壳1内表面上固定有定子2，定子2上缠绕有绕组线圈3。外壳1的两侧设置有轴承4，转子轴5可旋转地固定于轴承4上。

通常，对于多路输出发电机，发电机需要有多种不同幅值的交流和/或直流电压输出，以便为不同的用电子系统提供电力。现有的解决办法是在同一个定子2上设置多个不同的绕组线圈，以获得不同的电压输出。图2中示出了图1的绕组线圈3的原理示意图，绕组线圈3包括第一绕组31和第二绕组32，均设置与定子2上。

这种多路输出发电机的缺点是，发电机在工作时，不同的绕组之间会通过磁路的磁通产生电磁干扰。如图2所示，例如，当第一绕组31的输出端的负载发生变化时，第一绕组31上的电流也会随之变化。根据电磁感应原理，由于第一绕组31和第二绕组32公用一个定子2，第一绕组31上的电流变化产生的磁通变化会通过定子2对第二绕组32产生电磁感应，从而影响到第二绕组32的电压输出，使得电压输出发生波动，从而造成整个系统工作不稳定。

现有发电机的另一个缺点是，动力装置通常是直接驱动转子轴5而带动转子6旋转。这种方法无法进一步提高转子轴5和转子6的转速，因此，如果要提高转子6的切向速度就要加大转子6与其转轴的距离，从而使得发电机整体的体积增大，这显然是不利的。

发明内容

本发明的目的在于降低多路输出发电机的不同绕组之间的电磁干扰，本发明的另一个目的是提高发电机转子的转速并减小发电机的整体体积，从而提供一种高速双定子双转子的多路输出永磁发电机。

本发明的目的是这样实现的：

一种高速双定子双转子的多路输出永磁发电机，包括定子、安装在转子轴上的转子，以及设置于定子上的多个绕组，所述定子和转子分别为两个，所述的两个转子同轴依次安装在转子轴上，所述的两个定子与两个转子一一对应设置，所述两个定子之间留有间隙，所述多个绕组分别设置于所述两个定子上；所述转子轴的端部设有一升转速变速器。

所述的两个转子之间设置有非导磁材料。

所述升转速变速器包括固定在转子轴上的小齿轮以及与小齿轮啮合的大齿轮。

本发明的高速双定子双转子的多路输出永磁发电机的转子和定子呈糖葫芦串式安装在转子轴上，转子之间用非导磁材料隔开。通过隔断定子和定子之间、转子和转子之间的磁通道，使得两个定子上的绕组之间不会产生电磁干扰。本发明的发电机还通过提供一个升转速变速器来提升转子的转速，这样就可以在发电机整体体积较小的情况下保证转子转速。

附图说明

图1是已有发电机的结构的剖面示意图；

图2是现有的多路输出发电机的原理示意图；

图3是本发明的发电机的结构的剖面示意图；

图4是图3的双定子双转子发电机的原理示意图。

图面说明如下：

外壳1 定子2 第一定子21 第二定子22

绕组线圈3 第一绕组31 第二绕组32 轴承4

转子轴5 转子6 第一转子61 第二转子62

转子永磁体7 非导磁材料8 升转速变速器9 小齿轮91

大齿轮92

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图3所示的本发明的多路输出发电机，它与图1所示的现有的发电机的结构基本相似。它包括一个外壳1，外壳1内的中心轴线位置布置有一转子轴5，转子轴5可旋转地固定于外壳1两端的轴承4上。转子轴5上沿轴线依次套有第一转子61和第二转子62，两个转子61和62上的外表面覆盖有转子永磁体7，转子永磁体7可采用稀土(或磁钢)永磁材料。

与第一转子61和第二转子62相对应，外壳1的内表面上固定有第一定子21和第二定子22，这两个定子基本上是沿转子轴5的轴线方向横向布置。第一定子21与第一转子61相对布置，第二定子22与第一转子62相对布置。与图1示出的现有的发电机相比较，第一定子21和第二定子22可以看作是将图1中的定子2沿纵向分割为两个部分而成，而第一转子61和第二转子62可以看作是将图1中的转子6沿纵向分割为两个部分而成。第一定子21和第二定子22上分别设置有绕组线圈3，绕组线圈3包括一个或者多个绕组。由于第一定子21和第二定子22分离设置，且第一转子61和第二转子62分离设置，这样就基本上切断了这两个定子上的绕组线圈3的磁通路，它们互相的电磁感应干扰。

为了取得更佳效果，在第一转子61和第二转子62之间还充有铜、铝或白钢等非导磁材料8。

为了进一步说明本发明的效果，图4示出了图3的发电机的原理示意图，从中可以更清楚地了解定子上绕组的分布。如图4所示，该双转子双定子发电机包括第一定子21与第二定子22，相应地还包括第一转子61和第二转子62。第一定子21上设置有三相绕组A和三相绕组B，这两个绕组A和B的电压输出经PWM调制稳压，再经共模滤波后，输出两组相互独立的直流电压。这两组直流电压源既可以单独使用，也可以串连在一起分两路输出使用。第二定子22上设置有三相绕组C和单相绕组D。三相绕组C输出一组三相交流电压，并且三相绕组C的其中两相经过共模滤波和AD/DC调制稳压后为上述的PWM调制稳压器提供一稳定电压。单项绕组D输出一单相交流电压。

在图4所示绕组的一个实施例中，绕组A和绕组B是为需要高功率、大电流的负载提供电压，负载对该电压的精度要求不高，由这两个绕组产生的电磁垃圾是较大的。绕组C和绕组D是为需要中低功率、小电流的负载提供电压，负载要求该电压具有较高的精度。因此，将绕组A和B与绕组C和D分别布置在两个定子上时，绕组A和B产生的大量电磁垃圾就不会通过磁路影响到绕组C和D，从而保证绕组C和D输出电压的稳定性和所要求的精度。

在发电机的某些应用场合，其体积不能过大。因此本发明的发电机还包括用于提高发电机转子速度的变速器9，该升转速变速器9位于转子轴5的转速输入端(图3中转子轴5的左端)。该升转速变速器9包括一小齿轮91，该小齿轮91同轴固定在转子轴5的转速输入端，一大齿轮92与小齿轮91啮合。动力装置通过驱动大齿轮92使得小齿轮91转动。由于大齿轮92的半径大于小齿轮91的半径，这样小齿轮91的转动角速度就大于大齿轮92的转动角速度。通过提高大齿轮92和小齿轮91的半径比例，可使得小齿轮91获得更高的转动角速度。这样，在保持一定的切向线速度的同时，发电机的转子61和62就可以更加靠近转子轴5，从而使得发电机的整体体积可以做得更小。

Claims

1、一种高速双定子双转子的多路输出永磁发电机，包括定子、安装在转子轴上的转子，以及设置于定子上的多个绕组，其特征在于，所述定子和转子分别为两个，所述的两个转子同轴依次安装在转子轴上，所述的两个定子与两个转子一一对应设置，所述两个定子之间留有间隙，所述多个绕组分别设置于所述两个定子上；所述转子轴的端部设有一升转速变速器。

2、根据权利要求1所述的高速双定子双转子的多路输出永磁发电机，其特征在于，所述的两个转子之间设置有非导磁材料。

3、根据权利要求1所述的高速双定子双转子的多路输出永磁发电机，其特征在于，所述升转速变速器包括固定在转子轴上的小齿轮以及与小齿轮啮合的大齿轮。