復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，其特征在于：橋式整流電路為二極管D4和二極管D1串聯(lián)，二極管D5和二極管D2串聯(lián)，二極管D6和二極管D3串聯(lián)，二極管D4的陽(yáng)極和二極管D5的陽(yáng)極、二極管D6的陽(yáng)極連接，二極管D1的陰極和二極管D2的陰極、二極管D3的陰極連接；LA、LB、LC三相繞組的輸出端分別與二極管D1的陽(yáng)極、二極管D2的陽(yáng)極、第二極管D3的陽(yáng)極連接，第一套勵(lì)磁繞組Lf1的一端與二極管D3的陰極連接，第一套勵(lì)磁繞組Lf1的另一端與輸出濾波電容C的一極連接，輸出濾波電容C的另一極與二極管D6的陽(yáng)極連接，第二套勵(lì)磁繞組Lf2的兩端與直流勵(lì)磁電壓源Uf連接；輸出濾波電容C兩端的電壓為輸出直流電壓Udc；本發(fā)明顯著降低發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整率，提升發(fā)電機(jī)輸出功率。
【專利說(shuō)明】復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，屬于無(wú)刷直流電機(jī)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī)是在開關(guān)磁阻電機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型雙邊凸極變磁阻電機(jī)。永磁分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī)其定子，轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，由硅鋼片疊制而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子上沒有繞組，可靠性高，定子上嵌有永磁材料，具有功率密度高、效率高的優(yōu)點(diǎn)，但氣隙磁場(chǎng)難以調(diào)節(jié)，因而電壓調(diào)節(jié)或恒功率弱磁控制困難。電勵(lì)磁分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī)以勵(lì)磁繞組取代永磁體，使得電機(jī)的勵(lì)磁磁場(chǎng)可以調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)子上無(wú)繞組和永磁體，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠且成本低；發(fā)電狀態(tài)負(fù)載變化時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁繞組中的勵(lì)磁電流大小以維持恒定電壓輸出，控制方便，在變速恒頻發(fā)電等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。電勵(lì)磁分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組必需由單獨(dú)的直流電源提供勵(lì)磁源，其勵(lì)磁功率完全由外接電源提供，因此，在中大功率應(yīng)用場(chǎng)合，所需的勵(lì)磁電源功率大，而且控制勵(lì)磁電流所需的勵(lì)磁控制器容量大，其功率器件設(shè)計(jì)要求大大提高，使得勵(lì)磁控制器代價(jià)高、且可靠性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述【背景技術(shù)】的不足，提供了一種復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案:一種復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，包括有復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī)、橋式整流電路及濾波電容；復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，定子、轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，其中所述定子由定子鐵心、第一套勵(lì)磁繞組及第二套勵(lì)磁組成，所述轉(zhuǎn)子裝有轉(zhuǎn)軸并且由轉(zhuǎn)子鐵心和隔磁襯套組成，嵌繞電樞繞組的電樞齒和嵌繞第一套勵(lì)磁繞組及第二套勵(lì)磁的勵(lì)磁齒交錯(cuò)設(shè)置在定子鐵心上；定子鐵I上交錯(cuò)設(shè)置6個(gè)電樞齒和6個(gè)勵(lì)磁齒，電樞齒兩兩相對(duì)設(shè)置，電樞齒上匝繞電樞繞組，勵(lì)磁齒上匝繞第一套勵(lì)磁繞組和第二套勵(lì)磁繞組，隔磁襯套與電機(jī)軸相連，扇型轉(zhuǎn)子鐵心通過(guò)燕尾槽卡在隔磁襯套中，勵(lì)磁繞組和電樞繞組均為集中式繞組在定子齒上，第一套勵(lì)磁繞組Lfl的6個(gè)勵(lì)磁繞組經(jīng)一定方式串聯(lián)，保證通直流電時(shí)，遵循右手定則；第二套勵(lì)磁繞組Lf2的6個(gè)勵(lì)磁繞組經(jīng)一定方式串聯(lián)，保證通直流電時(shí)，遵循右手定則；第一套勵(lì)磁繞組Lfl勵(lì)磁磁鏈方向與對(duì)應(yīng)的第二套勵(lì)磁繞組Lf2勵(lì)磁磁鏈方向相同或相反:方向相同時(shí)，電機(jī)工作在增磁狀態(tài)；方向相反時(shí)，電機(jī)工作在弱磁狀態(tài)，三相電樞繞組分別S，A、X，B、Y，C、Z。其中，A、B、C為同名端，相差180°機(jī)械角的兩個(gè)電樞繞組串聯(lián)為一相電樞繞組；其特征在于:所述的橋式整流電路為第四整流二極管D4和第一整流二極管Dl串聯(lián)，第五整流二極管D5和第二整流二極管D2串聯(lián)，第六整流二極管D6和第三整流二極管D3串聯(lián)，第四整流二極管D4的陽(yáng)極和第五整流二極管D5的陽(yáng)極、第六整流二極管D6的陽(yáng)極連接，第一整流二極管Dl的陰極和第二整流二極管D2的陰極、第三整流二極管D3的陰極連接；LA、LB、LC三相電樞繞組的輸入端連接在一起，LA、LB、LC三相繞組的輸出端分別與第一整流二極管Dl的陽(yáng)極、第二整流二極管D2的陽(yáng)極、第三整流二極管D3的陽(yáng)極連接，第一套勵(lì)磁繞組Lfl的一端與第三整流二極管D3的陰極連接，第一套勵(lì)磁繞組Lfl的另一端與輸出濾波電容C的一極連接，輸出濾波電容C的另一極與第六整流二極管D6的陽(yáng)極連接，第二套勵(lì)磁繞組Lf2的兩端與直流勵(lì)磁電壓源Uf連接；輸出濾波電容C兩端的電壓為輸出直流電壓Udc。所述復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)中，橋式整流電路為不可控整流電路或者可控整流電路。
[0004]本發(fā)明具有以下有益效果:
a.第一套勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流取決于負(fù)載電流大小，起到自勵(lì)作用，可顯著降低發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整率，提升發(fā)電機(jī)輸出功率。
[0005]b.由于第一套勵(lì)磁繞組中勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁勢(shì)作用，使得第二套勵(lì)磁繞組所需外加的勵(lì)磁功率小、勵(lì)磁損耗低，降低了勵(lì)磁控制器容量，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、可靠性高。
[0006]c.第一套勵(lì)磁繞組有輸出濾波作用，有利于提高無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)的輸出電能特別是輸出電流品質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明中復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中電樞繞組和勵(lì)磁繞組布置示意圖；
圖3為本發(fā)明采用全橋整流電路之一時(shí)的示意圖；
圖4為本發(fā)明采用全橋整流電路之二時(shí)的示意圖。
[0008]圖中，1、定子鐵心，2、第一套勵(lì)磁繞組，3、第二套勵(lì)磁繞組，4、電樞繞組，5、扇型轉(zhuǎn)子鐵心，6、隔磁襯套，7、轉(zhuǎn)軸，8、電樞齒，9、勵(lì)磁齒，LA、LB、LC為三相電樞繞組，A、X，B、Y，C、Z分別為三相電樞繞組；其中，A、B、C為同名端，Lfl為第一套勵(lì)磁繞組，Lf2為第二套勵(lì)磁繞組，Dl, D2, D3, D4, D5, D6為第一至第六整流二極管，C為輸出濾波電容，Uf為直流勵(lì)磁電源，Udc為輸出直流電壓。
【具體實(shí)施方式】
[0009]該復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)包括有復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī)、橋式整流電路及濾波電容。本發(fā)明采用了如圖1所示的12/8極復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī):復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，定子、轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，其中所述定子由定子鐵心1、第一套勵(lì)磁繞組2及第二套勵(lì)磁3組成，所述轉(zhuǎn)子裝有轉(zhuǎn)軸7并且由轉(zhuǎn)子鐵心5和隔磁襯套6組成，嵌繞電樞繞組4的電樞齒8和嵌繞第一套勵(lì)磁繞組2及第二套勵(lì)磁3的勵(lì)磁齒9交錯(cuò)設(shè)置在定子鐵心I上；定子鐵心I上交錯(cuò)設(shè)置6個(gè)電樞齒8和6個(gè)勵(lì)磁齒9，電樞齒8兩兩相對(duì)設(shè)置，電樞齒上匝繞電樞繞組4，勵(lì)磁齒上匝繞第一套勵(lì)磁繞組2和第二套勵(lì)磁繞組3，隔磁襯套6與電機(jī)軸7相連，扇型轉(zhuǎn)子鐵心5通過(guò)燕尾槽卡在隔磁襯套6中。勵(lì)磁繞組和電樞繞組均為集中式繞組在定子齒上，按照?qǐng)D2所示的布置方式。第一套勵(lì)磁繞組Lfl的6個(gè)勵(lì)磁繞組經(jīng)一定方式串聯(lián)，保證通直流電時(shí)，遵循右手定則；第二套勵(lì)磁繞組Lf2的6個(gè)勵(lì)磁繞組經(jīng)一定方式串聯(lián)，保證通直流電時(shí)，遵循右手定則；第一套勵(lì)磁繞組Lfl勵(lì)磁磁鏈方向與對(duì)應(yīng)的第二套勵(lì)磁繞組Lf2勵(lì)磁磁鏈方向相同或相反:方向相同時(shí)，電機(jī)工作在增磁狀態(tài)；方向相反時(shí)，電機(jī)工作在弱磁狀態(tài)。三相電樞繞組分別為^3，8、￥，(:、2。其中，A、B、C為同名端。相差180°機(jī)械角的兩個(gè)電樞繞組串聯(lián)為一相電樞繞組。其特征在于:所述的橋式整流電路為第四整流二極管D4和第一整流二極管Dl串聯(lián)，第五整流二極管D5和第二整流二極管D2串聯(lián)，第六整流二極管D6和第三整流二極管D3串聯(lián)，第四整流二極管D4的陽(yáng)極和第五整流二極管D5的陽(yáng)極、第六整流二極管D6的陽(yáng)極連接，第一整流二極管Dl的陰極和第二整流二極管D2的陰極、第三整流二極管D3的陰極連接；LA、LB、LC三相電樞繞組的輸入端連接在一起，LA、LB、LC三相繞組的輸出端分別與第一整流二極管Dl的陽(yáng)極、第二整流二極管D2的陽(yáng)極、第三整流二極管D3的陽(yáng)極連接，第一套勵(lì)磁繞組Lfl的一端與第三整流二極管D3的陰極連接，第一套勵(lì)磁繞組Lfl的另一端與輸出濾波電容C的一極連接，輸出濾波電容C的另一極與第六整流二極管D6的陽(yáng)極連接，第二套勵(lì)磁繞組Lf2的兩端與直流勵(lì)磁電壓源Uf連接；輸出濾波電容C兩端的電壓為輸出直流電壓Udc。第一套勵(lì)磁繞組Lfl、輸出濾波電容的C的位置可以交換。橋式整流電路的輸出端線連接第一套勵(lì)磁繞組Lfl再連接輸出濾波電容C的情況如圖3所示，第一套勵(lì)磁繞組Lfl、輸出濾波電容的C的位置可以交換；即橋式整流電路的兩輸出端分別連接輸出濾波電容C的兩端，輸出濾波電容C的的一端再連接第一套勵(lì)磁繞組Lfl的一端；Lfl的另一端與輸出濾波電容C的另一端為輸出直流電壓Udc;參照?qǐng)D4所示；。整流電路可以是不控整流電路， 也可以是可控整流電路。當(dāng)發(fā)電機(jī)為外接電氣負(fù)載供電時(shí)，第一套勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流取決于負(fù)載電流的大小，起到自勵(lì)作用，可顯著降低發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整率，提升發(fā)電機(jī)輸出功率。第一套勵(lì)磁繞組勵(lì)磁電流產(chǎn)生的勵(lì)磁磁勢(shì)與第二套勵(lì)磁繞組中勵(lì)磁電流產(chǎn)生的勵(lì)磁磁勢(shì)共同作用，為發(fā)電機(jī)提供工作磁場(chǎng)。第一套勵(lì)磁繞組有輸出濾波作用，有利于提高無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)的輸出電壓或輸出電流品質(zhì)。調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)弱，只需調(diào)節(jié)第二套勵(lì)磁繞組中的勵(lì)磁電流大小，而由于第一套勵(lì)磁繞組中勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁勢(shì)作用，使得第二套勵(lì)磁繞組所需外加的勵(lì)磁功率小、勵(lì)磁損耗低，降低了勵(lì)磁控制器容量?？梢?，本發(fā)明所涉及的復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)可靠性高、易于控制。
[0010]本發(fā)明可以應(yīng)用于其它復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，如:
a.定子齒數(shù)為12(6個(gè)電樞齒，6個(gè)勵(lì)磁齒)，轉(zhuǎn)子極數(shù)(分瓣導(dǎo)磁塊數(shù))為5;
b.定子齒數(shù)為12(6個(gè)電樞齒，6個(gè)勵(lì)磁齒)，轉(zhuǎn)子極數(shù)為7；
c.定子齒數(shù)為12(6個(gè)電樞齒，6個(gè)勵(lì)磁齒)，轉(zhuǎn)子極數(shù)為8；
d.定子齒數(shù)為12(6個(gè)電樞齒，6個(gè)勵(lì)磁齒)，轉(zhuǎn)子極數(shù)為10；
e.定子齒數(shù)為12(6個(gè)電樞齒，6個(gè)勵(lì)磁齒)，轉(zhuǎn)子極數(shù)為11；
f.定子齒數(shù)為24(12個(gè)電樞齒，12個(gè)勵(lì)磁齒)，轉(zhuǎn)子極數(shù)為10；
g.定子齒數(shù)為24(12個(gè)電樞齒，12個(gè)勵(lì)磁齒)，轉(zhuǎn)子極數(shù)為14；
h.定子齒數(shù)為24(12個(gè)電樞齒，12個(gè)勵(lì)磁齒)，轉(zhuǎn)子極數(shù)為16；
1.定子齒數(shù)為24(12個(gè)電樞齒，12個(gè)勵(lì)磁齒)，轉(zhuǎn)子極數(shù)為20；
j.定子齒數(shù)為24(12個(gè)電樞齒，12個(gè)勵(lì)磁齒)，轉(zhuǎn)子極數(shù)為22。[0011]上述拓?fù)渲?，a、b、e可使電機(jī)空載反電勢(shì)具有較高的正弦度，但是由于轉(zhuǎn)子極數(shù)為奇數(shù)，電機(jī)具有不對(duì)稱磁拉力；c、d結(jié)構(gòu)不存在轉(zhuǎn)子不對(duì)稱磁拉力,但是反電勢(shì)正弦對(duì)不如結(jié)構(gòu)a、b、e。f 一 j則可使電機(jī)在反電勢(shì)正弦的同時(shí)，不存在不對(duì)稱磁拉力。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，包括有復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī)、橋式整流電路及濾波電容；復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，定子、轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，其中所述定子由定子鐵心1、第一套勵(lì)磁繞組2及第二套勵(lì)磁3組成，所述轉(zhuǎn)子裝有轉(zhuǎn)軸7并且由轉(zhuǎn)子鐵心5和隔磁襯套6組成，嵌繞電樞繞組4的電樞齒8和嵌繞第一套勵(lì)磁繞組2及第二套勵(lì)磁3的勵(lì)磁齒9交錯(cuò)設(shè)置在定子鐵心I上；定子鐵心I上交錯(cuò)設(shè)置6個(gè)電樞齒8和6個(gè)勵(lì)磁齒9，電樞齒8兩兩相對(duì)設(shè)置，電樞齒上匝繞電樞繞組4，勵(lì)磁齒上匝繞第一套勵(lì)磁繞組2和第二套勵(lì)磁繞組3，隔磁襯套6與電機(jī)軸7相連，扇型轉(zhuǎn)子鐵心5通過(guò)燕尾槽卡在隔磁襯套6中，勵(lì)磁繞組和電樞繞組均為集中式繞組在定子齒上，第一套勵(lì)磁繞組Lfl的6個(gè)勵(lì)磁繞組經(jīng)一定方式串聯(lián)，保證通直流電時(shí)，遵循右手定則；第二套勵(lì)磁繞組Lf2的6個(gè)勵(lì)磁繞組經(jīng)一定方式串聯(lián)，保證通直流電時(shí)，遵循右手定則；第一套勵(lì)磁繞組Lfl勵(lì)磁磁鏈方向與對(duì)應(yīng)的第二套勵(lì)磁繞組Lf2勵(lì)磁磁鏈方向相同或相反:方向相同時(shí)，電機(jī)工作在增磁狀態(tài)；方向相反時(shí)，電機(jī)工作在弱磁狀態(tài)，三相電樞繞組分別為，A、X，B、Y，C、Z ;其中，A、B、C為同名端，相差180°機(jī)械角的兩個(gè)電樞繞組串聯(lián)為一相電樞繞組；其特征在于:所述的橋式整流電路為第四整流二極管D4和第一整流二極管Dl串聯(lián)，第五整流二極管D5和第二整流二極管D2串聯(lián)，第六整流二極管D6和第三整流二極管D3串聯(lián)，第四整流二極管D4的陽(yáng)極和第五整流二極管D5的陽(yáng)極、第六整流二極管D6的陽(yáng)極連接，第一整流二極管Dl的陰極和第二整流二極管D2的陰極、第三整流二極管D3的陰極連接；LA、LB、LC三相電樞繞組的輸入端連接在一起，LA、LB、LC三相繞組的輸出端分別與第一整流二極管Dl的陽(yáng)極、第二整流二極管D2的陽(yáng)極、第三整流二極管D3的陽(yáng)極連接，第一套勵(lì)磁繞組Lfl的一端與第三整流二極管D3的陰極連接，第一套勵(lì)磁繞組Lfl的另一端與輸出濾波電容C的一極連接，輸出濾波電容C的另一極與第六整流二極管D6的陽(yáng)極連接，第二套勵(lì)磁繞組Lf2的兩端與直流勵(lì)磁電壓源Uf連接；輸出濾波電容C兩端的電壓為輸出直流電壓Udc。
2.按照權(quán)利要求1所述的復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，其特征在于:第一套勵(lì)磁繞組Lfl、輸出濾波電容的C的位置可以交換；即橋式整流電路的兩輸出端分別線連接輸出濾波電容C的兩端，輸出濾波電容C的的一端再連接第一套勵(lì)磁繞組Lfl的一端；Lfl的另一端與輸出濾波電容C的另一端為輸出直流電壓Udc。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述橋式整流電路為不可控整流電路或者可控整流電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)勵(lì)雙勵(lì)磁繞組分瓣轉(zhuǎn)子磁通切換雙凸極無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，其特征在于:定子齒數(shù)和轉(zhuǎn)子極數(shù)拓展為:12/5，12/7，12/8，12/10，12/11，24/10，24/14，24/16，24/20，24/22，其中斜杠前面為定子齒數(shù)，斜杠后面為分瓣轉(zhuǎn)子極數(shù)。
【文檔編號(hào)】H02K19/30GK103929031SQ201310009524
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】張文昌, 談學(xué)超, 劉海鵬, 王勝平, 張軍剛, 于功山, 王懷杰 申請(qǐng)人:濟(jì)南吉美樂電源技術(shù)有限公司