CN217469723U - 一种适用于交流同步发电机的光电励磁机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于交流同步发电机的光电励磁机，包括：励磁机壳、励磁定子和励磁转子；励磁定子包括发光体，发光体固定设于励磁机壳上；励磁转子包括光伏板，光伏板转动设于励磁机壳内，光伏板可将发光体照射在光伏板上的光能转换成电能，光伏板的输出端适于与发电机转子上的励磁绕组相连。和现有技术中基于电磁感应原理的电励磁机和永磁励磁机不同，这里提供了一种基于光电转换技术的励磁结构，在实现无刷励磁功能的基础上，采用硅基材料代替原有的铁磁材料，从而有效降低励磁机的体积、重量、转动惯量和成本，同时这种光电励磁机发出的电为直流电，因此不需要再使用旋转整流器整流，从而可以进一步简化结构组成，提升设备可靠性。

Description

一种适用于交流同步发电机的光电励磁机

技术领域

本实用新型涉及励磁机技术领域，尤其是涉及一种适用于交流同步发电机的光电励磁机。

背景技术

现有交流无刷发电机上的励磁机通常为基于电磁感应原理的同步发电机，分为电励磁机和永磁励磁机两种类型，这类励磁机所发的电能均为交流电，在给主发电机励磁前需经旋转整流器变化为直流电，这类励磁机主要由铁芯、绕组、旋转整流器等部件构成，存在体积大、重量重、转动惯量大、成本高的问题；而从实际运行来看，旋转整流器又属于故障易发件且安装在发电机转轴上，存在维修不便的缺点，因此有必要设计一种新型的励磁机结构。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提供一种适用于交流同步发电机的光电励磁机。

本实用新型的技术方案如下：一种适用于交流同步发电机的光电励磁机，其特征在于，包括：励磁机壳、励磁定子和励磁转子；

所述励磁定子包括发光体，所述发光体固定设于所述励磁机壳上；

所述励磁转子包括光伏板，所述光伏板转动设于所述励磁机壳内，所述光伏板可将所述发光体照射在所述光伏板上的光能转换成电能，所述光伏板的输出端适于与发电机转子上的励磁绕组相连。

进一步地，所述励磁机壳可与发电机机壳连成一体件。

进一步地，所述发光体由多个发光二极管串联或者并联组成。

进一步地，所述励磁机壳内部与所述光伏板相对的表面上设有所述发光体。

进一步地，所述光伏板包括第一发电板，所述励磁机壳内部与所述第一发电板相对的表面上设有所述发光体。

进一步地，所述励磁机壳包括机壳主体和设于所述机壳主体上的第一壳板和第二壳板，所述第一壳板和所述第二壳板沿所述光伏板转动中心线的轴向相对设置且间隔开，所述光伏板包括第一发电板和第二发电板，所述第一发电板和所述第二发电板背靠背设置在所述第一壳板和所述第二壳板之间，所述第一壳板与所述第一发电板相对的表面以及所述第二壳板与所述第二发电板相对的表面分别设有所述发光体。

进一步地，所述励磁机壳包括机壳主体和设于所述机壳主体上的第一壳板和第二壳板，所述第一壳板和所述第二壳板沿所述光伏板转动中心线的轴向相对设置且间隔开；

所述光伏板包括第一发电板、第二发电板和第三发电板，所述第一发电板和所述第二发电板相背间隔设置在所述第一壳板和所述第二壳板之间，所述第三发电板连接在所述第一发电板和所述第二发电板之间；

所述第一壳板与所述第一发电板相对的表面、所述第二壳板与所述第二发电板相对的表面以及所述机壳主体与所述第三发电板相对的表面上分别设有所述发光体。

和现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

和现有技术中基于电磁感应原理的电励磁机和永磁励磁机不同，这里提供了一种基于光电转换技术的励磁结构，在实现无刷励磁功能的基础上，采用硅基材料代替原有的铁磁材料，从而有效降低励磁机的体积、重量、转动惯量和成本，同时这种光电励磁机发出的电为直流电，因此不需要再使用旋转整流器整流，从而可以进一步简化结构组成，提升设备可靠性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1是本实用新型的实施例1的示意图；

图2是本实用新型的实施例1的示意图；

图3是本实用新型的实施例2的示意图；

图4是本实用新型的实施例3的示意图。

附图标记：

1、励磁机壳；2、励磁定子；3、励磁转子；4、发光体；5、光伏板；6、发电机转子；7、励磁绕组；8、第一壳板；9、第二壳板；10、第一发电板；11、第二发电板；12、第三发电板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖向”、“周向”、“径向”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域-的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图4所示的一种适用于交流同步发电机的光电励磁机，包括：励磁机壳1、励磁定子2和励磁转子3；

励磁定子2包括发光体4，发光体4固定设于励磁机壳1上，发光体4即为可发光的物体，实际应用中，发光体4由多个能够产生一定波长光波的发光二极管串联或者并联组成。

励磁转子3包括光伏板5，光伏板5转动设于励磁机壳1内，其中，光伏板5可固定安装在发电机的转轴上，由此可实现光伏板5的转动，光伏板5可将发光体4照射在光伏板5上的光能转换成电能，光伏板5的输出端可与发电机转子6上的励磁绕组7相连，由此光伏板5发出的电流可直接流向发电机转子6上的励磁绕组7产生磁场，实现无刷励磁。

具体而言，交流同步发电机为基于电磁感应原理的传统发电机，励磁机为基于光电转换技术的旋转电机，励磁机的定子部分由发光体4组成，转子部分由光伏板5组成。

在工作时，直流电源给励磁定子2上的发光二极管供直流电，发光二极管发出一定波长范围的光波，并直接照射励磁转子3的光伏板5，光伏板5将光能转化为直流电并通入到主发电机励磁绕组7产生磁场，从而实现无刷励磁。通过调节供给发光二极管的电流大小可以调节发光二极管的发光强度，进而调节光伏板5产生的电能大小，这样可以进一步间接调节主发电机转子6的磁场强度，最终实现对发电机输出电压的调节。

和现有技术中基于电磁感应原理的电励磁机和永磁励磁机不同，这里提供了一种基于光电转换技术的励磁结构，在实现无刷励磁功能的基础上，采用硅基材料代替原有的铁磁材料，从而有效降低励磁机的体积、重量、转动惯量和成本，同时这种光电励磁机发出的电为直流电，因此不需要再使用旋转整流器整流，从而可以进一步简化结构组成，提升设备可靠性。组成光电励磁机的光伏板5和发光二极管都可以实现模块化组装，便于维修维护。

具体实施时，如图2所示，励磁机壳1可与发电机机壳连成一体件，即励磁机壳1与发电机机壳可以共同一个机壳，由此可以缩减发电机的整体体积，提高结构紧凑性。为了获得更高的发电效率，发光体4应设置在励磁机壳1内部与光伏板5相对的表面上，即发光体4与光伏板5相对设置，这样发光体4发出的光便能尽量照射在光伏板5上，提高发电效率。

实际应用中，这种光电励磁机可以有很多种结构形式，下面将给出三种具体的示例。

实施例1

如图1-图2所示，光伏板5包括第一发电板10，第一发电板10可固定安装在发电机的转轴上，励磁机壳1内部与第一发电板10相对的表面上(即图中所示的右表面)设有发光体4。

实施例2

如图3所示，励磁机壳1包括机壳主体和设于机壳主体上的第一壳板8和第二壳板9，第一壳板8和第二壳板9沿光伏板5转动中心线的轴向相对设置且间隔开(图中左侧为第一壳板8，右侧为第二壳板9)，光伏板5包括第一发电板10和第二发电板11，第一发电板10和第二发电板11背靠背设置在第一壳板8和第二壳板9之间(图中左侧为第一发电板10，右侧为第二发电板11)，第一壳板8与第一发电板10相对的表面以及第二壳板9与第二发电板11相对的表面分别设有发光体4。

实施例2是实施例1的升级版，这种结构形式中励磁机壳1的左右两侧的空间都能利用到，因此可以提高光伏板5的发电量上限，实现更高功率的输出，满足不同励磁功率的需求，增强了适用性。

当然，还可以沿光伏板5转动中心线的轴向进行多重拓扑，不再赘述。

实施例3

如图4所示，励磁机壳1包括机壳主体和设于机壳主体上的第一壳板8和第二壳板9，第一壳板8和第二壳板9沿光伏板5转动中心线的轴向相对设置且间隔开(图中左侧为第一壳板8，右侧为第二壳板9)；

光伏板5包括第一发电板10、第二发电板11和第三发电板12，第一发电板10和第二发电板11相背间隔设置在第一壳板8和第二壳板9之间(图中左侧为第一发电板10，右侧为第二发电板11，且二者间隔开)，第三发电板12连接在第一发电板10和第二发电板11之间；

第一壳板8与第一发电板10相对的表面、第二壳板9与第二发电板11相对的表面以及机壳主体与第三发电板12相对的表面上分别设有发光体4。

实施例3是实施例3的升级版，这种结构形式中励磁机壳1的左右两侧的空间以及中间的空间都能利用到，因此可以进一步提高光伏板5的发电量上限，进一步实现更高功率的输出，满足不同励磁功率的需求，进一步增强适用性。

当然，还可以沿光伏板5转动中心线的轴向进行多重拓扑，不再赘述。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中端分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种适用于交流同步发电机的光电励磁机，其特征在于，包括：励磁机壳、励磁定子和励磁转子；

所述励磁定子包括发光体，所述发光体固定设于所述励磁机壳上；

所述励磁转子包括光伏板，所述光伏板转动设于所述励磁机壳内，所述光伏板可将所述发光体照射在所述光伏板上的光能转换成电能，所述光伏板的输出端适于与发电机转子上的励磁绕组相连。

2.根据权利要求1所述的适用于交流同步发电机的光电励磁机，其特征在于，所述励磁机壳可与发电机机壳连成一体件。

3.根据权利要求1所述的适用于交流同步发电机的光电励磁机，其特征在于，所述发光体由多个发光二极管串联或者并联组成。

4.根据权利要求1所述的适用于交流同步发电机的光电励磁机，其特征在于，所述励磁机壳内部与所述光伏板相对的表面上设有所述发光体。

5.根据权利要求4所述的适用于交流同步发电机的光电励磁机，其特征在于，所述光伏板包括第一发电板，所述励磁机壳内部与所述第一发电板相对的表面上设有所述发光体。

6.根据权利要求4所述的适用于交流同步发电机的光电励磁机，其特征在于，所述励磁机壳包括机壳主体和设于所述机壳主体上的第一壳板和第二壳板，所述第一壳板和所述第二壳板沿所述光伏板转动中心线的轴向相对设置且间隔开，所述光伏板包括第一发电板和第二发电板，所述第一发电板和所述第二发电板背靠背设置在所述第一壳板和所述第二壳板之间，所述第一壳板与所述第一发电板相对的表面以及所述第二壳板与所述第二发电板相对的表面分别设有所述发光体。

7.根据权利要求4所述的适用于交流同步发电机的光电励磁机，其特征在于，所述励磁机壳包括机壳主体和设于所述机壳主体上的第一壳板和第二壳板，所述第一壳板和所述第二壳板沿所述光伏板转动中心线的轴向相对设置且间隔开；

所述光伏板包括第一发电板、第二发电板和第三发电板，所述第一发电板和所述第二发电板相背间隔设置在所述第一壳板和所述第二壳板之间，所述第三发电板连接在所述第一发电板和所述第二发电板之间；

所述第一壳板与所述第一发电板相对的表面、所述第二壳板与所述第二发电板相对的表面以及所述机壳主体与所述第三发电板相对的表面上分别设有所述发光体。

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