專利名稱：新型組合勵(lì)磁稀土永磁發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及稀土永磁發(fā)電機(jī)，具體涉及一種組合勵(lì)磁稀土永磁同步發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
稀土永磁同步發(fā)電機(jī)是一種采用稀土永磁體勵(lì)磁的交流同步發(fā)電機(jī)。由于稀土永磁體的高磁能積和高矯頑力(特別是高內(nèi)稟矯頑力)，使得這種發(fā)電機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、特性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前，這種發(fā)電機(jī)發(fā)展迅速，大有取代電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的趨勢(shì)，尤其在當(dāng)前電能緊缺，用電受限的時(shí)期作為民用或小型獨(dú)立供電系統(tǒng)開發(fā)具有廣闊前景。
但是，稀土永磁發(fā)電機(jī)也存在明顯的固有缺點(diǎn)，即調(diào)壓能力較差，其原因是由于稀土永磁體的高內(nèi)稟矯頑力，使得其磁場(chǎng)無(wú)法調(diào)節(jié)，所以當(dāng)負(fù)載或轉(zhuǎn)速變化時(shí)，這類發(fā)電機(jī)保持恒壓是比較困難的。比如，發(fā)電機(jī)工作時(shí)，負(fù)載從空載到滿載過(guò)程中，由于負(fù)載電流而產(chǎn)生的電樞反應(yīng)具有去磁效應(yīng)，稀土永磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)被削弱，從而使輸出電壓下降，這一部分電壓降在永磁發(fā)電機(jī)中無(wú)法補(bǔ)償。為了克服上述缺點(diǎn)，李鐘明、劉衛(wèi)國(guó)等著，由國(guó)防工業(yè)出版社1999年7月出版的《稀土永磁電機(jī)》一書，第287～289頁(yè)介紹了一種組合勵(lì)磁調(diào)壓方式，這種發(fā)電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的主要部分由稀土永磁體建立，而電壓調(diào)節(jié)所需的磁場(chǎng)變化部分靠輔助的電勵(lì)磁繞組來(lái)實(shí)現(xiàn)，以此形成組合勵(lì)磁。這種組合勵(lì)磁調(diào)壓方式盡管有不少優(yōu)點(diǎn)，但仍然是以犧牲稀土永磁發(fā)電機(jī)的體積和重量為條件的，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本太高，所以應(yīng)該說(shuō)這種方案并沒(méi)有真正解決稀土永磁發(fā)電機(jī)的調(diào)壓?jiǎn)栴}。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種新型的組合勵(lì)磁稀土永磁發(fā)電機(jī)，該組合勵(lì)磁方式既能保持稀土永磁發(fā)電機(jī)輸出高質(zhì)量電壓波形，效率高的特點(diǎn)，又能達(dá)到一定的調(diào)壓精度，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單又不增加體積和重量。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種新型組合勵(lì)磁稀土永磁發(fā)電機(jī)，包括定子和稀土永磁轉(zhuǎn)子，其創(chuàng)新在于定子的繞組由主繞組和電容繞組兩部分組成，主繞組由線圈構(gòu)成，其兩端作為電壓輸出端，電容繞組由線圈與電容串聯(lián)閉合構(gòu)成；稀土永磁轉(zhuǎn)子上加設(shè)一負(fù)序勵(lì)磁的輔助磁場(chǎng)繞組，該輔助磁場(chǎng)繞組由線圈與二極管串聯(lián)閉合構(gòu)成，其輔助磁場(chǎng)的方向與稀土永磁轉(zhuǎn)子的方向一致。
上述技術(shù)方案中，為了充分利用定子上的有效空間，所述電容繞組設(shè)置在交軸方向上空置的定子槽中。
本實(shí)用新型工作原理是以稀土永磁磁場(chǎng)為主磁場(chǎng)，以電容(負(fù)序)勵(lì)磁磁場(chǎng)為輔助磁場(chǎng)，在原本稀土永磁發(fā)電機(jī)中空置的定子槽中(交軸方向上)設(shè)置電容(負(fù)序)勵(lì)磁的電容繞組，而在稀土永磁轉(zhuǎn)子上加設(shè)負(fù)序勵(lì)磁的輔助磁場(chǎng)繞組，以這個(gè)磁場(chǎng)繞組產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場(chǎng)為輔助磁場(chǎng)，將主磁場(chǎng)與輔助磁場(chǎng)疊加，從而形成一個(gè)合成磁場(chǎng)。
Φ合＝Φ主0+Φ輔0即成為稀土永磁加電容(負(fù)序)勵(lì)磁的組合勵(lì)磁稀土永磁同步發(fā)電機(jī)。
這種發(fā)電機(jī)在工作時(shí)，從空載到滿載由于電樞反應(yīng)的存在Φ主會(huì)產(chǎn)生一個(gè)-ΔΦ’主，而Φ輔卻會(huì)產(chǎn)生一個(gè)+ΔΦ’輔。
滿載時(shí)Φ合＝Φ主0-ΔΦ’主+Φ輔0+ΔΦ’輔＝Φ主0+Φ輔0+(ΔΦ’輔-ΔΦ’主)很顯然，這種組合勵(lì)磁發(fā)電機(jī)從空載到滿載主磁場(chǎng)的削弱程度得到了一定的補(bǔ)償，從而達(dá)到減小滿載時(shí)的壓降。
通過(guò)合理配置主、輔磁場(chǎng)的分配比例可以比較理想地實(shí)現(xiàn)部分調(diào)壓的目的。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、保持了稀土永磁發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)磁、電壓波形好、效率高的特點(diǎn)。
2、充分利用了有效材料及空間，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單又不增加體積、重量。
3、在一定范圍內(nèi)減小了滿載輸出電壓降，提高了輸出電壓精度，在一定程度上解決了調(diào)壓?jiǎn)栴}。


附圖1為本實(shí)用新型的電氣原理圖。
以上附圖中1、主繞組；2、稀土永磁體；3、轉(zhuǎn)子鐵心；4、轉(zhuǎn)子軸；5、輔助磁場(chǎng)繞組；6、二極管；7、電容繞組；8、電容。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例參見(jiàn)附圖1所示，一種新型組合勵(lì)磁稀土永磁發(fā)電機(jī)，由機(jī)座、定子和稀土永磁轉(zhuǎn)子組成。定子固定在機(jī)座上，定子由繞組和鐵心構(gòu)成，定子的繞組由主繞組1和電容繞組7兩部分組成，主繞組1由線圈Wa構(gòu)成，其兩端作為電壓輸出端，電容繞組7由線圈Wc與電容8串聯(lián)閉合構(gòu)成，電容繞組7設(shè)置在交軸方向上空置的定子槽中。稀土永磁轉(zhuǎn)子由稀土永磁體2和轉(zhuǎn)子鐵心3構(gòu)成，轉(zhuǎn)子上還加設(shè)一負(fù)序勵(lì)磁的輔助磁場(chǎng)繞組5，該輔助磁場(chǎng)繞組5由線圈WB與二極管6串聯(lián)閉合構(gòu)成，其輔助磁場(chǎng)的方向與稀土永磁轉(zhuǎn)子的方向一致。稀土永磁轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子軸4支承安裝在機(jī)座上。
權(quán)利要求1.一種新型組合勵(lì)磁稀土永磁發(fā)電機(jī)，包括定子和稀土永磁轉(zhuǎn)子，其特征在于定子的繞組由主繞組和電容繞組兩部分組成，主繞組由線圈構(gòu)成，其兩端作為電壓輸出端，電容繞組由線圈與電容串聯(lián)閉合構(gòu)成；稀土永磁轉(zhuǎn)子上加設(shè)一負(fù)序勵(lì)磁的輔助磁場(chǎng)繞組，該輔助磁場(chǎng)繞組由線圈與二極管串聯(lián)閉合構(gòu)成，其輔助磁場(chǎng)的方向與稀土永磁轉(zhuǎn)子的方向一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型組合勵(lì)磁稀土永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于所述電容繞組設(shè)置在交軸方向上空置的定子槽中。
專利摘要一種新型組合勵(lì)磁稀土永磁發(fā)電機(jī)，包括定子和稀土永磁轉(zhuǎn)子，其特征在于定子的繞組由主繞組和電容繞組兩部分組成，主繞組由線圈構(gòu)成，其兩端作為電壓輸出端，電容繞組由線圈與電容串聯(lián)閉合構(gòu)成；稀土永磁轉(zhuǎn)子上加設(shè)一負(fù)序勵(lì)磁的輔助磁場(chǎng)繞組，該輔助磁場(chǎng)繞組由線圈與二極管串聯(lián)閉合構(gòu)成，其輔助磁場(chǎng)的方向與稀土永磁轉(zhuǎn)子的方向一致。本方案利用稀土永磁體產(chǎn)生的主磁場(chǎng)與輔助磁場(chǎng)疊加效應(yīng)，使發(fā)電機(jī)從空載到滿載主磁場(chǎng)的削弱程度得到了一定的補(bǔ)償，從而達(dá)到減小滿載時(shí)的壓降，實(shí)現(xiàn)部分調(diào)壓的目的。
文檔編號(hào)H02K21/04GK2720713SQ20042007864
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月11日
發(fā)明者張紀(jì)益, 周炳興, 張世忠 申請(qǐng)人:蘇州百勝稀土動(dòng)力有限公司