CN2720713Y - 新型组合励磁稀土永磁发电机 - Google Patents

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张纪益
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Abstract

一种新型组合励磁稀土永磁发电机，包括定子和稀土永磁转子，其特征在于：定子的绕组由主绕组和电容绕组两部分组成，主绕组由线圈构成，其两端作为电压输出端，电容绕组由线圈与电容串联闭合构成；稀土永磁转子上加设一负序励磁的辅助磁场绕组，该辅助磁场绕组由线圈与二极管串联闭合构成，其辅助磁场的方向与稀土永磁转子的方向一致。本方案利用稀土永磁体产生的主磁场与辅助磁场叠加效应，使发电机从空载到满载主磁场的削弱程度得到了一定的补偿，从而达到减小满载时的压降，实现部分调压的目的。

Description

新型组合励磁稀土永磁发电机
技术领域
本实用新型涉及稀土永磁发电机，具体涉及一种组合励磁稀土永磁同步发电机。
背景技术
稀土永磁同步发电机是一种采用稀土永磁体励磁的交流同步发电机。由于稀土永磁体的高磁能积和高矫顽力(特别是高内禀矫顽力)，使得这种发电机具有体积小、重量轻、效率高、特性好等一系列优点。目前，这种发电机发展迅速，大有取代电励磁发电机的趋势，尤其在当前电能紧缺，用电受限的时期作为民用或小型独立供电系统开发具有广阔前景。
但是，稀土永磁发电机也存在明显的固有缺点，即调压能力较差，其原因是：由于稀土永磁体的高内禀矫顽力，使得其磁场无法调节，所以当负载或转速变化时，这类发电机保持恒压是比较困难的。比如，发电机工作时，负载从空载到满载过程中，由于负载电流而产生的电枢反应具有去磁效应，稀土永磁体所产生的磁场被削弱，从而使输出电压下降，这一部分电压降在永磁发电机中无法补偿。为了克服上述缺点，李钟明、刘卫国等著，由国防工业出版社1999年7月出版的《稀土永磁电机》一书，第287～289页介绍了一种组合励磁调压方式，这种发电机气隙磁场的主要部分由稀土永磁体建立，而电压调节所需的磁场变化部分靠辅助的电励磁绕组来实现，以此形成组合励磁。这种组合励磁调压方式尽管有不少优点，但仍然是以牺牲稀土永磁发电机的体积和重量为条件的，而且结构复杂，成本太高，所以应该说这种方案并没有真正解决稀土永磁发电机的调压问题。
发明内容
本实用新型针对上述问题，设计一种新型的组合励磁稀土永磁发电机，该组合励磁方式既能保持稀土永磁发电机输出高质量电压波形，效率高的特点，又能达到一定的调压精度，而且结构简单又不增加体积和重量。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种新型组合励磁稀土永磁发电机，包括定子和稀土永磁转子，其创新在于：定子的绕组由主绕组和电容绕组两部分组成，主绕组由线圈构成，其两端作为电压输出端，电容绕组由线圈与电容串联闭合构成；稀土永磁转子上加设一负序励磁的辅助磁场绕组，该辅助磁场绕组由线圈与二极管串联闭合构成，其辅助磁场的方向与稀土永磁转子的方向一致。
上述技术方案中，为了充分利用定子上的有效空间，所述电容绕组设置在交轴方向上空置的定子槽中。
本实用新型工作原理是：以稀土永磁磁场为主磁场，以电容(负序)励磁磁场为辅助磁场，在原本稀土永磁发电机中空置的定子槽中(交轴方向上)设置电容(负序)励磁的电容绕组，而在稀土永磁转子上加设负序励磁的辅助磁场绕组，以这个磁场绕组产生的励磁磁场为辅助磁场，将主磁场与辅助磁场叠加，从而形成一个合成磁场。
Φ合＝Φ主0+Φ辅0
即成为稀土永磁加电容(负序)励磁的组合励磁稀土永磁同步发电机。
这种发电机在工作时，从空载到满载由于电枢反应的存在Φ主会产生一个-ΔΦ’主，而Φ辅却会产生一个+ΔΦ’辅。
满载时Φ合＝Φ主0-ΔΦ’主+Φ辅0+ΔΦ’辅
          ＝Φ主0+Φ辅0+(ΔΦ’辅-ΔΦ’主)
很显然，这种组合励磁发电机从空载到满载主磁场的削弱程度得到了一定的补偿，从而达到减小满载时的压降。
通过合理配置主、辅磁场的分配比例可以比较理想地实现部分调压的目的。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1、保持了稀土永磁发电机强励磁、电压波形好、效率高的特点。
2、充分利用了有效材料及空间，结构简单又不增加体积、重量。
3、在一定范围内减小了满载输出电压降，提高了输出电压精度，在一定程度上解决了调压问题。
附图说明
附图1为本实用新型的电气原理图。
以上附图中：1、主绕组；2、稀土永磁体；3、转子铁心；4、转子轴；5、辅助磁场绕组；6、二极管；7、电容绕组；8、电容。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例：参见附图1所示，一种新型组合励磁稀土永磁发电机，由机座、定子和稀土永磁转子组成。定子固定在机座上，定子由绕组和铁心构成，定子的绕组由主绕组1和电容绕组7两部分组成，主绕组1由线圈Wa构成，其两端作为电压输出端，电容绕组7由线圈Wc与电容8串联闭合构成，电容绕组7设置在交轴方向上空置的定子槽中。稀土永磁转子由稀土永磁体2和转子铁心3构成，转子上还加设一负序励磁的辅助磁场绕组5，该辅助磁场绕组5由线圈WB与二极管6串联闭合构成，其辅助磁场的方向与稀土永磁转子的方向一致。稀土永磁转子由转子轴4支承安装在机座上。

Claims (2)

1、一种新型组合励磁稀土永磁发电机，包括定子和稀土永磁转子，其特征在于：定子的绕组由主绕组和电容绕组两部分组成，主绕组由线圈构成，其两端作为电压输出端，电容绕组由线圈与电容串联闭合构成；稀土永磁转子上加设一负序励磁的辅助磁场绕组，该辅助磁场绕组由线圈与二极管串联闭合构成，其辅助磁场的方向与稀土永磁转子的方向一致。
2、根据权利要求1所述的新型组合励磁稀土永磁发电机，其特征在于：所述电容绕组设置在交轴方向上空置的定子槽中。
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