專利名稱：一種新型的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)電產(chǎn)品中的動力裝置，具體的說是一種新型的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有產(chǎn)品中的無刷發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)大多采用徑向磁場結(jié)構(gòu)，即定轉(zhuǎn)子鐵心均為圓柱形，勵磁機(jī)的磁場是從勵磁定子的內(nèi)圓表面流向轉(zhuǎn)子的外圓表面，從而形成閉合磁路回路。而且現(xiàn)有產(chǎn)品中的無刷發(fā)電機(jī)的主磁極的勵磁是由勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子的交流電通過同軸旋轉(zhuǎn)的全橋整流橋整流的直流電提供，而主極勵磁電流大小可以通過電 壓調(diào)節(jié)器來自動控制，簡稱AVR。當(dāng)AVR檢測到端電壓高于所設(shè)定額定電壓時，將會調(diào)整AVR中晶閘管的開關(guān)角，從而使整流電流減小，即主極勵磁電流減小，發(fā)電機(jī)的端電壓下降，反之亦然，從而保持發(fā)電機(jī)輸出端輸出恒定電壓。但如果將發(fā)電機(jī)完全做成永磁發(fā)電機(jī)，雖然由于米用永磁體做為勵磁磁場，沒有轉(zhuǎn)子勵磁繞組的損耗，效率大大提高，但永磁電機(jī)因其在負(fù)載情況下，由于電樞反應(yīng)的作用，不可避免會出現(xiàn)不同程度的電壓波動，極大的影響其發(fā)電性能。因此單獨(dú)采用永磁體做為發(fā)電機(jī)一般達(dá)不到很好的發(fā)電性能，如要達(dá)到較好發(fā)電性能需要做出很大的材料犧牲，做為增加永磁體磁性能和增大永磁磁鋼的體積來禰補(bǔ)因加負(fù)載時電樞反應(yīng)作用而使輸出電壓明顯波動減小的努力是很有限的。也因此，克服現(xiàn)有產(chǎn)品不足是一項急待解決的問題。從包括中國專利在內(nèi)的有關(guān)資料檢索表明，目前尚未見到將無刷發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)做成軸向磁場結(jié)構(gòu)，即盤式發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)用于無刷發(fā)電機(jī)上的相關(guān)報道。同樣也未發(fā)現(xiàn)在發(fā)電機(jī)主極磁極上增加永磁體從而使電勵磁的勵磁電流減小，使轉(zhuǎn)子損耗降低，發(fā)電機(jī)效率明顯提高，同時克服了永磁發(fā)電機(jī)發(fā)電性能差的相關(guān)報道。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，本實(shí)用新型的目的是要提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，電機(jī)體積小，重量輕，安裝方便，使用安全可靠的新型的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種新型的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)，其特征是在無刷發(fā)電機(jī)主軸的前端設(shè)置有發(fā)電機(jī)接口盤片，發(fā)電機(jī)內(nèi)腔中心設(shè)置有定子和主磁極轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)內(nèi)腔后端設(shè)置有固定在無刷發(fā)電機(jī)主軸后端上的軸向磁場勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子，無刷發(fā)電機(jī)后端設(shè)置有后端蓋和在后端蓋上固定的軸向磁場勵磁機(jī)定子。所述的發(fā)電機(jī)內(nèi)腔后端設(shè)置有固定在無刷發(fā)電機(jī)主軸后端上的軸向磁場勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子和在后端蓋上固定的軸向磁場勵磁機(jī)定子為一對配合的軸向定子和轉(zhuǎn)子。所述的無刷發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)采用軸向磁場，其定、轉(zhuǎn)子鐵心均為圓盤形，勵磁機(jī)的磁場是從勵磁定子的圓盤表面流向轉(zhuǎn)子的圓盤表面，從而形成閉合磁路回路；發(fā)電機(jī)主磁極上增加永磁體磁鋼從而使電勵磁的勵磁電流減小，使轉(zhuǎn)子損耗降低，發(fā)電機(jī)效率明顯提高，同時克服了純永磁發(fā)電機(jī)發(fā)電性能差的缺陷。[0008]本實(shí)用新型由通常的電勵磁和永磁體復(fù)合組成帶有永磁體磁場的電勵磁繞組,無刷發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)為軸向磁場的無刷發(fā)電機(jī)輔助勵磁機(jī)米用盤式電機(jī)的軸向磁場結(jié)構(gòu)，利用了電機(jī)端蓋的位置，不僅起到支撐轉(zhuǎn)子的作用，還做為勵磁機(jī)的定子定位基礎(chǔ)，從而使結(jié)構(gòu)簡單合理，電機(jī)體積大大減小，重量輕。本實(shí)用新型的產(chǎn)品不隨負(fù)載的變化而發(fā)生電壓的波動，其電壓調(diào)整率小于國際標(biāo)準(zhǔn)，可達(dá)到O. 5%以內(nèi)。即為恒壓輸出。所述的無刷發(fā)電機(jī)的主磁極轉(zhuǎn)子采用凸極結(jié)構(gòu)，在主磁極鐵心的凸極上設(shè)計成插入式磁鋼槽，為便于磁鋼的加工和插入，采用同極兩片式結(jié)構(gòu)，主磁極凸極鐵心受力合理；在主極上設(shè)計成同極性的主勵磁繞組，當(dāng)接入感性負(fù)載時，電樞反應(yīng)的去磁作用而使電樞繞組的輸出電壓明顯下降，此時通過軸向磁場的勵磁機(jī)給主勵磁繞組增加電流，從而使主極勵磁增加，保持輸出電壓恒定；反之當(dāng)接入容性負(fù)載時，電樞反應(yīng)的增磁作用而使電樞繞組的輸出電壓明顯上升，此時通過軸向磁場的勵磁機(jī)減小主勵磁繞組的電流，從而使主極 勵磁減弱，保持輸出電壓恒定。當(dāng)負(fù)載變化時，輸出電壓因電樞反應(yīng)的影響而產(chǎn)生電壓的波動，通過電壓調(diào)整器即AVR，可以準(zhǔn)確的給出增減附助勵磁的勵磁電流的大小，從而保證發(fā)電機(jī)輸出端輸出恒定電壓。因附助的勵磁電流相對于同功率無刷發(fā)電機(jī)要小很多，因此電壓調(diào)整器AVR可以相對容量要小許多，通過調(diào)整反饋精度，可以完全作到恒壓輸出，性能指標(biāo)達(dá)到目前標(biāo)準(zhǔn)以上的要求，但成本相對卻較低。本實(shí)用新型的有益效果有如下幾點(diǎn)I.在無刷發(fā)電機(jī)主磁極上的電勵磁繞組的轉(zhuǎn)子鐵心上增加永磁磁鋼勵磁，可用很少的磁鋼用量，達(dá)到減小電勵磁繞組的勵磁電流的目的，同時減少繞組銅線用量，與永磁發(fā)電機(jī)相比，節(jié)約材料和制造成本。2.永磁發(fā)電機(jī)增加電勵磁繞組，通過控制電壓調(diào)節(jié)器(AVR)控制附助勵磁機(jī)的勵磁電流，從而使發(fā)電機(jī)的端電壓保持恒定輸出。3.由于主磁極由永磁體和電勵磁繞組復(fù)合勵磁組成，與電勵磁的無刷發(fā)電機(jī)相t匕，其轉(zhuǎn)子的損耗大大減小，發(fā)熱也小，因此其電機(jī)的發(fā)電效率較普通無刷發(fā)電機(jī)要高很多，可減小大量的排放污染，節(jié)省能源。4.附助勵磁機(jī)采用盤式電機(jī)的軸向磁場結(jié)構(gòu)，利用了電機(jī)端蓋的位置，不僅起到支撐轉(zhuǎn)子的作用，還做為勵磁機(jī)的定子定位基礎(chǔ)，好似電機(jī)的機(jī)座，從而使結(jié)構(gòu)簡單合理，如圖I所示，電機(jī)體積大大減小，重量輕。5.由于永磁體和電勵磁繞組復(fù)合勵磁組成,具有永磁發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)，發(fā)電機(jī)的瞬態(tài)性能更優(yōu)異，具有很強(qiáng)的發(fā)電機(jī)短路恢復(fù)能力，同時有更強(qiáng)的起動電動機(jī)的能力，可以起動同容量的異步電動機(jī)。
以下結(jié)合附圖
及實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的描述。圖I是本實(shí)用新型勵磁機(jī)為軸向磁場的主磁極含有永磁體的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型勵磁機(jī)為軸向磁場的主磁極含有永磁體的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)的軸向磁場勵磁機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子裝配示意圖。 圖3是圖2中軸向磁場勵磁機(jī)的磁場方向(如箭頭所示)。圖I和2中I發(fā)電機(jī)接口盤片,2定子,3主磁極轉(zhuǎn)子,4軸向磁場勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子,5軸向磁場勵磁機(jī)定子，6后端蓋。圖4是本實(shí)用新型勵磁機(jī)為軸向磁場的主磁極含有永磁體的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)的的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(I)。圖5是本實(shí)用新型勵磁機(jī)為軸向磁場的主磁極含有永磁體的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)的的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)(2)。圖4和5中7轉(zhuǎn)子勵磁線圈支撐桿，8極間撐塊，9轉(zhuǎn)子鐵心，10主磁極繞組，11磁鋼。圖6是本實(shí)用新型勵磁機(jī)為軸向磁場的主磁極含有永磁體的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)的的轉(zhuǎn)子沖片圖。圖中轉(zhuǎn)子主磁極電勵磁繞組接線的說明以4極發(fā)電機(jī)為例，F(xiàn)+第一極的進(jìn)入端，以右手定則判定為N，從第一極流出，進(jìn)入第二極，為S極，以此類推，流經(jīng)第三極，再從第四極流出，即F-。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :請參閱視圖，在無刷發(fā)電機(jī)主軸的前端設(shè)置有發(fā)電機(jī)接口盤片1，發(fā)電機(jī)內(nèi)腔中心設(shè)置有定子2和主磁極轉(zhuǎn)子3，發(fā)電機(jī)內(nèi)腔后端設(shè)置有固定在無刷發(fā)電機(jī)主軸后端上的軸向磁場勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子4,無刷發(fā)電機(jī)后端設(shè)置有后端蓋6和在后端蓋上固定的軸向磁場勵磁機(jī)定子5。本實(shí)施例是一個無刷發(fā)電機(jī)，在電勵磁帶電壓調(diào)節(jié)器(AVR)的無刷發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)上，在轉(zhuǎn)子主勵磁磁極鐵心上增加永磁磁鋼，從而增強(qiáng)主勵磁磁場強(qiáng)度，這樣做的好處是，利用永磁發(fā)電機(jī)的高效性，另一方面用電勵磁繞組逆補(bǔ)永磁機(jī)因負(fù)載的改變而使電壓波動的缺陷。另外無刷發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)結(jié)構(gòu)采用軸向磁場的盤式電機(jī)結(jié)構(gòu)可以減小整個發(fā)電機(jī)軸向尺寸，可充利用發(fā)電機(jī)空間尺寸，減小發(fā)電機(jī)的體積。本發(fā)明的產(chǎn)品還是具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用安全可靠等節(jié)能減排的新型發(fā)明創(chuàng)造項目。
權(quán)利要求1.一種新型的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)，其特征是在無刷發(fā)電機(jī)主軸的前端設(shè)置有發(fā)電機(jī)接口盤片，發(fā)電機(jī)內(nèi)腔中心設(shè)置有定子和主磁極轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)內(nèi)腔后端設(shè)置有固定在無刷發(fā)電機(jī)主軸后端上的軸向磁場勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子，無刷發(fā)電機(jī)后端設(shè)置有后端蓋和在后端蓋上固定的軸向磁場勵磁機(jī)定子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)，其特征是所述的發(fā)電機(jī)內(nèi)腔后端設(shè)置有固定在無刷發(fā)電機(jī)主軸后端上的軸向磁場勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子和在后端蓋上固定的軸向磁場勵磁機(jī)定子為一對配合的軸向定子和轉(zhuǎn)子。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)，其特征是所述的無刷發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)采用軸向磁場，其定、轉(zhuǎn)子鐵心均為圓盤形；發(fā)電機(jī)主磁極上設(shè)置有永磁體磁鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)，其特征是所述的無刷發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)為軸向磁場的無刷發(fā)電機(jī)輔助勵磁機(jī)米用盤式電機(jī)的軸向磁場結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)，其特征是所述的無刷發(fā)電機(jī)的主磁極轉(zhuǎn)子采用凸極結(jié)構(gòu)，在主磁極鐵心的凸極上設(shè)置插入式磁鋼槽，且采用同極兩片式結(jié)構(gòu)；在主磁極上設(shè)置同極性的主勵磁繞組。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型的復(fù)合勵磁無刷發(fā)電機(jī)，屬機(jī)電產(chǎn)品中的動力裝置。其特征是在無刷發(fā)電機(jī)主軸的前端設(shè)置有發(fā)電機(jī)接口盤片，發(fā)電機(jī)內(nèi)腔中心設(shè)置有定子和主磁極轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)內(nèi)腔后端設(shè)置有固定在無刷發(fā)電機(jī)主軸后端上的軸向磁場勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子，無刷發(fā)電機(jī)后端設(shè)置有后端蓋和在后端蓋上固定的軸向磁場勵磁機(jī)定子。本實(shí)用新型利用永磁發(fā)電機(jī)的高效性，另一方面用電勵磁繞組逆補(bǔ)永磁機(jī)因負(fù)載的改變而使電壓波動的缺陷。另外無刷發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)結(jié)構(gòu)采用軸向磁場的盤式電機(jī)結(jié)構(gòu)可以減小整個發(fā)電機(jī)軸向尺寸，可充利用發(fā)電機(jī)空間尺寸，減小發(fā)電機(jī)的體積。本產(chǎn)品還是具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用安全可靠等節(jié)能減排的新型發(fā)明創(chuàng)造項目。
文檔編號H02K21/00GK202586684SQ20122010664
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者梁泊山, 盧友文, 邱兆娟 申請人:福建亞南電機(jī)有限公司