專利名稱：同步發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種同步發(fā)電機，確切地說是一種串聯(lián)轉(zhuǎn)子并聯(lián)磁路復合勵磁恒壓同步發(fā)電機。
背景技術(shù)：
公知的中小功率的電源系統(tǒng)所用的同步發(fā)電機分為兩種電勵磁式同步發(fā)電機和永磁式同步發(fā)電機。電勵磁式同步發(fā)電機帶載后，端電壓降落較大，在30％左右，當負載變化或發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時，電壓更不穩(wěn)定，影響發(fā)電機帶載能力，且體積龐大、效率較低。它可以通過配備勵磁電流調(diào)節(jié)裝置對輸出電壓進行補償，但調(diào)節(jié)范圍較小。當負載變化或發(fā)電機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，難以穩(wěn)壓。永磁式同步發(fā)電機不需要勵磁繞組和直流勵磁電源，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，體積小，效率高。但永磁式發(fā)電機磁場難以調(diào)節(jié)，帶負載后端電壓也降低10％左右，負載變化或發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時輸出電壓的波動更大，影響負載的正常工作，從而限制了它的應用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電勵磁式同步發(fā)電機帶載后，端電壓降落較大，電壓不穩(wěn)定，影響發(fā)電機帶載能力，且體積龐大、效率較低的不足；及永磁式發(fā)電機磁場難以調(diào)節(jié)，負載變化時引起發(fā)電機輸出電壓波動，影響負載的正常工作的不足，本發(fā)明提供一種同步發(fā)電機，它集電勵磁式同步發(fā)電機和永磁式同步發(fā)電機的優(yōu)點為一體，輸出電壓保持恒定，不受負載的影響，顯著改善發(fā)電機供電品質(zhì)，使負載始終工作于最佳狀況，同時減小發(fā)電機的體積和重量。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種同步發(fā)電機，包括機殼6、轉(zhuǎn)軸9、滑環(huán)組件2、刷握3、電刷4和后端蓋組件1，其特征在于還包括稀土永磁轉(zhuǎn)子組件7和電勵磁轉(zhuǎn)子組件5，滑環(huán)組件2、稀土永磁轉(zhuǎn)子組件7和電勵磁轉(zhuǎn)子組件5在轉(zhuǎn)軸9上串聯(lián)，定子8嵌于機殼6上，為稀土永磁轉(zhuǎn)子組件7和電勵磁轉(zhuǎn)子組件5共用。
所述的定子8繞組為雙繞組，采用短距加分數(shù)槽形式。
所述的稀土永磁轉(zhuǎn)子組件7由永磁轉(zhuǎn)子磁軛(15)、稀土永磁體(14)和緊圈(13)組成，永磁轉(zhuǎn)子磁軛15外側(cè)分布有若干條稀土永磁體14，最外層套有緊圈13。
所述的滑環(huán)組件2，兩個銅制滑環(huán)19分別為“L”型和倒“L”型，套在與之形狀配套的兩個滑環(huán)襯套21上，構(gòu)成滑環(huán)19的兩極，中間為絕緣隔板20。
所述的稀土永磁轉(zhuǎn)子組件7和電勵磁轉(zhuǎn)子組件5，均為4對極結(jié)構(gòu)。
所述的永磁轉(zhuǎn)子磁軛15為空心結(jié)構(gòu)，除去粘接稀土永磁體14和與轉(zhuǎn)軸9連接部分外，沿軸向挖空，只留一段支撐筋，支撐筋上開有若干個對稱分布的腰形孔。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于，由于本發(fā)明采用串聯(lián)轉(zhuǎn)子并聯(lián)磁路的復合勵磁方式，輸出電壓保持恒定，不受負載的影響，顯著改善發(fā)電機供電品質(zhì)，在用電負載和發(fā)電機轉(zhuǎn)速發(fā)生較大范圍變化的條件下電壓波動小于1％，可使負載始終工作在額定狀態(tài)，發(fā)電機體積也有明顯減小。稀土永磁轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)子磁軛15采用空心結(jié)構(gòu)，可減輕重量。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。


圖1是本發(fā)明同步發(fā)電機本體結(jié)構(gòu)示意2是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖示意3是電勵磁轉(zhuǎn)子組件示意4是永磁轉(zhuǎn)子組件示意5是永磁轉(zhuǎn)子磁軛示意6是滑環(huán)組件示意中1-后端蓋組件 2-滑環(huán)組件 3-刷握 4-電刷 5-電勵磁轉(zhuǎn)子組件 6-機殼 7-永磁轉(zhuǎn)子組件 8-定子 9-轉(zhuǎn)軸 10-滑環(huán)與勵磁繞組連接線 11-勵磁繞組 12-鍵I13-緊圈 14-稀土永磁體 15-永磁轉(zhuǎn)子磁軛 16-鍵II 17-壓圈 18-槽楔 19-滑環(huán) 20-隔板 21-滑環(huán)襯套具體實施方式
參照圖1～6，本發(fā)明稀土永磁主發(fā)電機部分和電勵磁輔助發(fā)電機部分共用轉(zhuǎn)軸，并共用一套定子。同步發(fā)電機的電樞繞組在定子上。稀土永磁主發(fā)電機部分和電勵磁輔助發(fā)電機部分在磁路上并聯(lián)。主發(fā)電機部分的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)采用徑向勵磁結(jié)構(gòu)，相較于其他形式的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，徑向勵磁的稀土永磁體串聯(lián)工作，每塊永磁體提供發(fā)電機每極氣隙磁通，漏磁系數(shù)較小。選用瓦片型磁鋼。調(diào)節(jié)瓦型磁鋼的寬度即調(diào)節(jié)極弧系數(shù)，可以改善氣隙磁場波形。輔助發(fā)電機部分采用凸極式磁極結(jié)構(gòu)，采用不均勻氣隙，以獲得系統(tǒng)要求輸出的正弦波交流電。
為了使電勵磁輔助發(fā)電機部分能夠產(chǎn)生電壓調(diào)節(jié)部分所需的磁場變化，來改變發(fā)電機的外特性，使發(fā)電機端電壓保持不變，滿足發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速上下的范圍內(nèi)都能實現(xiàn)恒壓，其磁路工作點要在空載特性的線性段。
本發(fā)電機由稀土永磁主發(fā)電機部分和電勵磁輔助發(fā)電機部分組成，其結(jié)構(gòu)為串聯(lián)轉(zhuǎn)子并聯(lián)磁路。主、輔發(fā)電機共用一個定子8，轉(zhuǎn)子分為兩部分稀土永磁轉(zhuǎn)子組件7和電勵磁轉(zhuǎn)子組件5，兩部分在轉(zhuǎn)軸9上串聯(lián)，均為4對極。轉(zhuǎn)軸9上安裝有滑環(huán)組件2。后端蓋組件1上安裝刷握3和電刷4，滑環(huán)與勵磁繞組連接線10為勵磁繞組11提供勵磁電流。
定子繞組采用雙繞組形式，避免不同負載相互干擾。并采用短距加分數(shù)槽形式，以提高電勢波形的正弦度。機殼6上開有沿圓周方向的散熱槽，以利于散熱和減輕重量。
稀土永磁轉(zhuǎn)子組件7中，極數(shù)為8即4對極；永磁轉(zhuǎn)子磁軛15采用空心結(jié)構(gòu)，以減輕重量。除去粘接稀土永磁體14和與轉(zhuǎn)軸9連接部分外，沿軸向挖空，只留一段支撐筋，支撐筋上開有兩個對稱分布的腰形孔，還可開四個或者六個對稱分布的腰形孔。轉(zhuǎn)子磁軛15外側(cè)分布有若干條稀土永磁體14，最外層套有緊圈13。鍵II16將稀土永磁轉(zhuǎn)子組件7固定在轉(zhuǎn)軸9上。
電勵磁轉(zhuǎn)子組件5中，極數(shù)為8即4對極；勵磁繞組11為集中繞組，嵌放在槽中，通過浸高性能絕緣漆，提高絕緣性能和機械強度。并用槽楔18保護，以防止高速旋轉(zhuǎn)時，勵磁繞組11甩出。鍵I12將電勵磁轉(zhuǎn)子組件5固定在轉(zhuǎn)軸9上，并由壓圈17軸向定位。
在滑環(huán)組件2中，兩個銅制滑環(huán)19分別為“L”型和倒“L”型，套在與之形狀配套的兩個滑環(huán)襯套21上，構(gòu)成滑環(huán)的兩極，中間為絕緣隔板20。
權(quán)利要求
1.一種同步發(fā)電機，包括機殼(6)、轉(zhuǎn)軸(9)、滑環(huán)組件(2)、刷握(3)、電刷(4)和后端蓋組件(1)，其特征在于還包括稀土永磁轉(zhuǎn)子組件(7)和電勵磁轉(zhuǎn)子組件(5)，滑環(huán)組件(2)、稀土永磁轉(zhuǎn)子組件(7)和電勵磁轉(zhuǎn)子組件(5)在轉(zhuǎn)軸(9)上串聯(lián)，定子(8)嵌于機殼(6)上，為稀土永磁轉(zhuǎn)子組件(7)和電勵磁轉(zhuǎn)子組件(5)共用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步發(fā)電機，其特征在于所述的定子(8)繞組為雙繞組，采用短距加分數(shù)槽形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步發(fā)電機，其特征在于所述的稀土永磁轉(zhuǎn)子組件(7)由永磁轉(zhuǎn)子磁軛(15)、稀土永磁體(14)和緊圈(13)組成，永磁轉(zhuǎn)子磁軛(15)外側(cè)分布有若干條稀土永磁體(14)，最外層套有緊圈(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步發(fā)電機，其特征在于所述的滑環(huán)組件(2)，兩個銅制滑環(huán)(19)分別為“L”型和倒“L”型，套在與之形狀配套的兩個滑環(huán)襯套(21)上，構(gòu)成滑環(huán)(19)的兩極，中間為絕緣隔板(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的同步發(fā)電機，其特征在于所述的稀土永磁轉(zhuǎn)子組件(7)和電勵磁轉(zhuǎn)子組件(5)，均為4對極結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的同步發(fā)電機，其特征在于所述的永磁轉(zhuǎn)子磁軛(15)為空心結(jié)構(gòu)，除去粘接稀土永磁體(14)和與轉(zhuǎn)軸(9)連接部分外，沿軸向挖空，只留一段支撐筋，支撐筋上開有若干個對稱分布的腰形孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同步發(fā)電機，包括機殼(6)、轉(zhuǎn)軸(9)、滑環(huán)組件(2)、刷握(3)、電刷(4)和后端蓋組件(1)，其特征在于還包括稀土永磁轉(zhuǎn)子組件(7)和電勵磁轉(zhuǎn)子組件(5)，稀土永磁轉(zhuǎn)子組件(7)和電勵磁轉(zhuǎn)子組件(5)在轉(zhuǎn)軸(9)上串聯(lián)，定子(8)嵌于機殼(6)上，為稀土永磁轉(zhuǎn)子組件(7)和電勵磁轉(zhuǎn)子組件(5)共用。由于采用串聯(lián)轉(zhuǎn)子并聯(lián)磁路的復合勵磁方式，輸出電壓保持恒定，不受負載的影響，顯著改善發(fā)電機供電品質(zhì)，在用電負載和發(fā)電機轉(zhuǎn)速發(fā)生較大范圍變化的條件下電壓波動小于1％，可使負載始終工作在額定狀態(tài)，發(fā)電機體積也有明顯減小。永磁轉(zhuǎn)子磁軛(15)采用空心結(jié)構(gòu)，可減輕重量。
文檔編號H02K21/00GK1645720SQ20041007331
公開日2005年7月27日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者劉景林, 劉衛(wèi)國, 馬瑞卿, 韓英桃, 羅兵 申請人:西北工業(yè)大學