一種模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)的制作方法
【專利摘要】一種模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，包括兩個(gè)勵(lì)磁線圈、勵(lì)磁磁軛、轉(zhuǎn)軸、兩個(gè)滑環(huán)、主電刷、次電刷、定子以及定子外殼，兩個(gè)勵(lì)磁線圈分內(nèi)外兩層繞制在勵(lì)磁磁軛上，兩個(gè)滑環(huán)依次安裝在轉(zhuǎn)軸上，兩個(gè)電刷安裝在定子外殼，通過兩個(gè)滑環(huán)分別為轉(zhuǎn)子內(nèi)的兩個(gè)勵(lì)磁線圈提供勵(lì)磁電流。通過控制兩個(gè)勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流可以實(shí)現(xiàn)混合勵(lì)磁電機(jī)工作狀態(tài)的模擬。本發(fā)明克服沒有混合勵(lì)磁試驗(yàn)樣機(jī)的困難，設(shè)計(jì)出模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，可作為混合勵(lì)磁原理性樣機(jī)應(yīng)用于混合勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)，從而驗(yàn)證電機(jī)理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)品試驗(yàn)結(jié)果的區(qū)別，減少樣機(jī)重復(fù)制造成本，大大縮短電機(jī)研制周期，節(jié)約研制費(fèi)用。
【專利說明】
一種模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，特別是一種模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，屬于汽車發(fā)電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，應(yīng)急通信、救護(hù)支援、高檔房車等特種車輛需求日益提高，這些特種車輛的用電設(shè)備通常都使用220V、50Hz的交流電。而傳統(tǒng)汽車自帶的發(fā)電機(jī)，由于其輸出功率低，且只提供電壓不大于42V直流電，無法滿足這些特種車輛的用電要求，只能安裝額外專用的車載發(fā)電機(jī)來滿足要求。車載專用發(fā)電機(jī)分為普通電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)，這兩種發(fā)電機(jī)都能滿足特種車輛設(shè)備大功率用電需求。電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)電壓的穩(wěn)定控制，缺點(diǎn)是電機(jī)勵(lì)磁部分銅耗較高，電機(jī)發(fā)熱較重;永磁發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)是功率密度大即相同功率條件下體積較小，方便實(shí)現(xiàn)狹小空間內(nèi)的安裝，且勵(lì)磁部分沒有銅耗，較電勵(lì)磁電機(jī)節(jié)能環(huán)保，缺點(diǎn)是只能在汽車駐車時(shí)恒定轉(zhuǎn)速下工作，難以實(shí)現(xiàn)行車狀態(tài)下電壓的穩(wěn)定控制。為了兼具兩種電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外競(jìng)相開展混合勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的研發(fā)，其即能提高功率密度、降低損耗，又能在行車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定控制。但是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)、控制方面一系列的問題尚未解決，所以目前還沒有可供參考的先例，亟需設(shè)計(jì)一款雙勵(lì)磁電機(jī)，用來模擬混合勵(lì)磁狀態(tài)的發(fā)電機(jī)，填補(bǔ)試驗(yàn)階段沒有原理性樣機(jī)的空白，促進(jìn)混合勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的研發(fā)進(jìn)度，節(jié)約經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，可作為混合勵(lì)磁原理性樣機(jī)應(yīng)用于混合勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)，減少樣機(jī)重復(fù)制造成本，縮短電機(jī)研制周期，節(jié)約研制費(fèi)用。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，包括主勵(lì)磁線圈、次勵(lì)磁線圈、勵(lì)磁磁軛、轉(zhuǎn)軸、主滑環(huán)、次滑環(huán)、主電刷、次電刷、定子以及定子外殼；主勵(lì)磁線圈繞制在勵(lì)磁磁軛上，次勵(lì)磁線圈繞制在主勵(lì)磁線圈外側(cè)，且主勵(lì)磁線圈和次勵(lì)磁線圈之間纏繞絕緣材料;轉(zhuǎn)軸依次穿過勵(lì)磁磁軛、主勵(lì)磁滑環(huán)和次勵(lì)磁滑環(huán)，且勵(lì)磁磁軛、主勵(lì)磁滑環(huán)和次勵(lì)磁滑環(huán)能夠隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主勵(lì)磁滑環(huán)與主勵(lì)磁線圈連接，次勵(lì)磁滑環(huán)與次勵(lì)磁線圈連接;主電刷、次電刷以及定子安裝在定子外殼上，且定子的中心線、勵(lì)磁磁軛的中心線與轉(zhuǎn)軸的中心線重合，主電刷、次電刷分別與外部電流連接，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，主勵(lì)磁滑環(huán)與主電刷接觸，實(shí)現(xiàn)為主勵(lì)磁線圈提供勵(lì)磁電流，次勵(lì)磁滑環(huán)與次電刷接觸，實(shí)現(xiàn)為次勵(lì)磁線圈提供勵(lì)磁電流。
[0005]所述主勵(lì)磁線圈匝數(shù)nl與次勵(lì)磁線圈匝數(shù)n2滿足nl/n2= k*(實(shí)際混合勵(lì)磁中永磁體磁勢(shì)/電勵(lì)磁最大磁勢(shì))汰的范圍為(0，1]。
[0006]所述主滑環(huán)內(nèi)徑比次滑環(huán)內(nèi)徑大0.1_，但主滑環(huán)與次滑環(huán)外徑一致。
[0007]所述主電刷與次電刷之間軸向距離等于主滑環(huán)與次滑環(huán)的軸向距離。
[0008]轉(zhuǎn)軸采用階梯軸結(jié)構(gòu)，勵(lì)磁磁軛、主勵(lì)磁滑環(huán)和次勵(lì)磁滑環(huán)位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸直徑依次降低，并且勵(lì)磁磁軛、主勵(lì)磁滑環(huán)和次勵(lì)磁滑環(huán)位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸周向做直紋滾花，確保勵(lì)磁磁軛、主滑環(huán)和次滑環(huán)的軸向定位和周向固定。
[0009]還包括爪極，且爪極分為左爪和右爪，轉(zhuǎn)軸依次穿過左爪、勵(lì)磁磁軛、右爪、主勵(lì)磁滑環(huán)和次勵(lì)磁滑環(huán)，爪極、主勵(lì)磁線圈、次勵(lì)磁線圈、勵(lì)磁磁軛、轉(zhuǎn)軸、主勵(lì)磁滑環(huán)和次勵(lì)磁滑環(huán)組成發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
[0010]轉(zhuǎn)軸采用階梯軸結(jié)構(gòu)，左爪、勵(lì)磁磁軛、右爪、主勵(lì)磁滑環(huán)和次勵(lì)磁滑環(huán)位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸直徑依次降低，并且左爪、勵(lì)磁磁軛、右爪、主勵(lì)磁滑環(huán)和次勵(lì)磁滑環(huán)位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸周向做直紋滾花，確保左爪、勵(lì)磁磁軛、右爪、主勵(lì)磁滑環(huán)和次勵(lì)磁滑環(huán)的軸向定位和周向固定。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012](I)本發(fā)明克服沒有混合勵(lì)磁試驗(yàn)樣機(jī)的困難，設(shè)計(jì)出模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，可作為混合勵(lì)磁原理性樣機(jī)應(yīng)用于混合勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)，本發(fā)明利用直流電流112產(chǎn)生的磁場(chǎng)來模擬永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，因?yàn)镮12通過直流電源提供，是連續(xù)可調(diào)的，所以若需要一定量磁動(dòng)勢(shì)的磁鋼，只需要調(diào)節(jié)112大小即可，調(diào)節(jié)到合適值后確保112恒定不變，便可以模擬磁鋼工作狀態(tài)，然后根據(jù)此時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)選取合適的磁鋼尺寸，從而驗(yàn)證電機(jī)理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)品試驗(yàn)結(jié)果的區(qū)別，促進(jìn)混合勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的研發(fā)進(jìn)度，減少樣機(jī)重復(fù)制造成本，大大縮短電機(jī)研制周期，節(jié)約研制費(fèi)用。
[0013](2)本發(fā)明轉(zhuǎn)軸采用階梯型結(jié)構(gòu)，使得左爪、磁軛、右爪、主滑環(huán)和次滑環(huán)都有各自的軸向定位面，不僅使裝配可以一步到位而且保證了裝配精確度，并在各定位面做周向直紋滾花，增加了轉(zhuǎn)軸與爪極、磁軛和滑環(huán)支架的摩擦力，使之隨轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)，提高了轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的穩(wěn)定性。
[0014](3)本發(fā)明的主勵(lì)磁線圈和次勵(lì)磁線圈中間纏繞聚酰亞胺薄膜，使得主勵(lì)磁線圈和次勵(lì)磁線圈從物理上隔開，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)線圈間的絕緣，有效防止了兩個(gè)線圈電流的互相影響，提高了雙勵(lì)磁模擬混合勵(lì)磁的精確度。
[0015](4)本發(fā)明所述主勵(lì)磁線圈匝數(shù)nl與次勵(lì)磁線圈匝數(shù)n2滿足nl/n2 = k，k的范圍為(0，1]，即模擬永磁體部分的主勵(lì)磁線圈nl匝數(shù)要小于或等于次勵(lì)磁線圈匝數(shù)n2，使得相同電流的情況下，模擬出的永磁體磁動(dòng)勢(shì)小于等于電勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)，這樣可以實(shí)現(xiàn)電勵(lì)磁對(duì)永磁體的完全弱磁，達(dá)到寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)電機(jī)可以由電勵(lì)磁完全控制的目的。
[0016](5)本發(fā)明主滑環(huán)內(nèi)徑比次滑環(huán)內(nèi)徑大0.1mm，既保證了在轉(zhuǎn)軸上的軸向定位和周向固定，又保證了兩個(gè)滑環(huán)尤其是主滑環(huán)的強(qiáng)度滿足要求。
[0017](6)本發(fā)明采用爪極發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁線圈平整纏繞在轉(zhuǎn)子軛上，相比于普通非爪極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，勵(lì)磁線圈沒有節(jié)距限制，不僅簡(jiǎn)化了勵(lì)磁線圈繞制方式，降低了線圈的端部銅耗，而且兩個(gè)勵(lì)磁線圈內(nèi)外繞制，也避免了普通結(jié)構(gòu)在交互繞制時(shí)兩個(gè)線圈因?yàn)榛ジ卸嗷ビ绊憽?br>【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的電機(jī)結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的人工模擬混合勵(lì)磁狀態(tài)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的勵(lì)磁電流自動(dòng)控制示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的增磁時(shí)磁路圖。
[0022]圖5為本發(fā)明的弱磁時(shí)磁路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明克服沒有混合勵(lì)磁試驗(yàn)樣機(jī)的困難，提出一種模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，如圖1所示，包括主勵(lì)磁線圈1、次勵(lì)磁線圈2、勵(lì)磁磁軛3、轉(zhuǎn)軸5、主滑環(huán)6、次滑環(huán)7、主電刷8、次電刷9、定子10以及定子外殼11;主勵(lì)磁線圈I繞制在勵(lì)磁磁軛3上，次勵(lì)磁線圈2繞制在主勵(lì)磁線圈I外側(cè)，且主勵(lì)磁線圈I和次勵(lì)磁線圈2之間纏繞絕緣材料(聚酰亞胺薄膜)；轉(zhuǎn)軸5依次穿過勵(lì)磁磁軛3、主勵(lì)磁滑環(huán)6和次勵(lì)磁滑環(huán)7，且勵(lì)磁磁軛3、主勵(lì)磁滑環(huán)6和次勵(lì)磁滑環(huán)7能夠隨轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，主勵(lì)磁滑環(huán)6與主勵(lì)磁線圈I連接，次勵(lì)磁滑環(huán)7與次勵(lì)磁線圈2連接;主電刷8、次電刷9以及定子10安裝在定子外殼11上，且定子的中心線、勵(lì)磁磁軛3的中心線與轉(zhuǎn)軸5的中心線重合，主勵(lì)磁線圈1、次勵(lì)磁線圈2、勵(lì)磁磁軛3、主勵(lì)磁滑環(huán)6和次勵(lì)磁滑環(huán)7組成雙勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。主電刷8與恒定直流電流I12連接，次電刷9與外部可調(diào)直流電流I34連接，轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，主勵(lì)磁滑環(huán)6與主電刷8接觸，實(shí)現(xiàn)為主勵(lì)磁線圈I提供勵(lì)磁電流，次勵(lì)磁滑環(huán)7與次電刷9接觸，實(shí)現(xiàn)為次勵(lì)磁線圈2提供勵(lì)磁電流。
[0024]主勵(lì)磁線圈I匝數(shù)nl與次勵(lì)磁線圈2匝數(shù)n2滿足nl/n2= k*實(shí)際混合勵(lì)磁中永磁體磁勢(shì)/電勵(lì)磁最大磁勢(shì)，沾勺范圍為(O，I ]。主滑環(huán)6內(nèi)徑比次滑環(huán)7內(nèi)徑大0.1mm，但主滑環(huán)6與次滑環(huán)7外徑一致。主電刷8與次電刷9之間軸向距離等于主滑環(huán)6與次滑環(huán)7的軸向距離。
[0025]轉(zhuǎn)軸5采用階梯軸結(jié)構(gòu)，勵(lì)磁磁軛3、主勵(lì)磁滑環(huán)6和次勵(lì)磁滑環(huán)7位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸5直徑依次降低，并且勵(lì)磁磁軛3、主勵(lì)磁滑環(huán)6和次勵(lì)磁滑環(huán)7位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸5周向做直紋滾花，確保勵(lì)磁磁軛3、主滑環(huán)6和次滑環(huán)7的軸向定位和周向固定。
[0026]該雙勵(lì)磁電機(jī)工作原理是:將勵(lì)磁線圈分為內(nèi)外兩層，主勵(lì)磁線圈(外層勵(lì)磁線圈)通入恒定直流電流Il2，模擬永磁體產(chǎn)生恒定磁場(chǎng);次勵(lì)磁線圈(內(nèi)層勵(lì)磁線圈)通入可調(diào)直流電流134，作為電勵(lì)磁部分?；旌蟿?lì)磁電機(jī)氣隙磁場(chǎng)由永磁體和電勵(lì)磁共同合成，其中永磁體部分磁場(chǎng)恒定不變，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載變化時(shí)，通過調(diào)節(jié)電勵(lì)磁磁場(chǎng)方向和大小來穩(wěn)定發(fā)電機(jī)的輸出電壓，從而保證系統(tǒng)輸出恒定的電壓值。
[0027]本發(fā)明還可以進(jìn)一步增加爪極4，形成爪極雙勵(lì)磁電機(jī)，爪極4分為左爪41和右爪42，轉(zhuǎn)軸5依次穿過左爪41、勵(lì)磁磁軛3、右爪42、主勵(lì)磁滑環(huán)6和次勵(lì)磁滑環(huán)7，爪極4、主勵(lì)磁線圈1、次勵(lì)磁線圈2和勵(lì)磁磁軛3組成發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。此時(shí)，轉(zhuǎn)軸5仍采用階梯軸結(jié)構(gòu)，左爪41、勵(lì)磁磁軛3、右爪42、主勵(lì)磁滑環(huán)6和次勵(lì)磁滑環(huán)7位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸5直徑依次降低，并且左爪41、勵(lì)磁磁軛3、右爪42、主勵(lì)磁滑環(huán)6和次勵(lì)磁滑環(huán)7位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸5周向做直紋滾花，確保左爪41、勵(lì)磁磁軛3、右爪42、主勵(lì)磁滑環(huán)6和次勵(lì)磁滑環(huán)7的軸向定位和周向固定。
[0028]混合勵(lì)磁電機(jī)中磁鋼的尺寸大小影響磁鋼的磁動(dòng)勢(shì)，最終影響合成磁勢(shì)，本發(fā)明的雙勵(lì)磁電機(jī)能夠消除混合勵(lì)磁發(fā)電機(jī)理論設(shè)計(jì)與實(shí)際產(chǎn)品存在差距，以該電機(jī)的實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果來指導(dǎo)理論設(shè)計(jì)。本發(fā)明利用直流電流112產(chǎn)生的磁場(chǎng)來模擬永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，因?yàn)镮12通過直流電源提供，是連續(xù)可調(diào)的，所以若需要一定量磁動(dòng)勢(shì)的磁鋼，只需要調(diào)節(jié)I12大小即可，調(diào)節(jié)到合適值后確保112恒定不變，便可以模擬磁鋼工作狀態(tài)，然后根據(jù)此時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)選取合適的磁鋼尺寸，大大縮短了研發(fā)周期和降低了試驗(yàn)成本。
[0029]人工模擬混合勵(lì)磁狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)如下:
[0030]如圖2所示，為本發(fā)明的人工模擬混合勵(lì)磁狀態(tài)示意圖，112由直流調(diào)壓電源12供電，通過主電刷為主勵(lì)磁線圈輸入恒定電流，模擬永磁狀態(tài)；134由另一直流電源13供電，通過次電刷為次勵(lì)磁線圈輸入可調(diào)電流，模擬電勵(lì)磁，雙勵(lì)磁電機(jī)的三相輸出連接交流負(fù)載箱14。
[0031 ]設(shè)定直流電源12提供的112恒定，改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載時(shí)，通過人工調(diào)節(jié)直流電源13的電壓值，從而改變I34使得輸出線電壓穩(wěn)定在既定值。若發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低且負(fù)載功率較高時(shí)，電機(jī)輸出線電壓會(huì)低于既定值，則需要增加I34電流值至正值，即增磁狀態(tài);若發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高且負(fù)載功率較小，電機(jī)輸出線電壓會(huì)高于既定值，則需要減小I34電流值至負(fù)值，即弱磁狀態(tài)。
[0032]如圖3所示，為本發(fā)明工作在增磁狀態(tài)時(shí)磁路圖，此時(shí)I12所提供的磁通磁路為:轉(zhuǎn)子軛4左爪4氣隙4定子鐵芯4氣隙4右爪—轉(zhuǎn)子軛，I34所提供的磁通磁路方向與112相同，兩者磁通在氣隙中疊加，總磁通值大于I12所產(chǎn)生的磁通，即為增磁狀態(tài)。
[0033]如圖4所示，為本發(fā)明工作在弱磁狀態(tài)時(shí)磁路圖，此時(shí)112所提供的磁通磁路仍然為:轉(zhuǎn)子軛—左爪—?dú)庀丁ㄗ予F芯—?dú)庀丁易ΑD(zhuǎn)子軛。但是I34所提供的磁通磁路為:轉(zhuǎn)子軛—右爪—?dú)庀丁ㄗ予F芯—?dú)庀丁笞ΑD(zhuǎn)子軛。兩者所產(chǎn)生的磁通方向相反，并且在在氣隙中疊加，總磁通值小于I12所產(chǎn)生的磁通，即為弱磁狀態(tài)。
[0034]進(jìn)一步的，可調(diào)電勵(lì)磁部分還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，如圖5所示，通過控制電路15為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制混合勵(lì)磁狀態(tài)，112仍然接恒定直流電源，I34接控制電路的勵(lì)磁回路，控制電路15的輸出與負(fù)載箱連接，通過電路自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁回路的勵(lì)磁電流，來實(shí)現(xiàn)變速、變負(fù)載時(shí)的十旦壓輸出。
[0035]設(shè)定直流電源12提供的I12恒定，改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載時(shí)，輸出電壓信號(hào)會(huì)反饋到控制電路15，通過輸出電壓與既定值比較，控制電路15會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)134使得輸出線電壓穩(wěn)定在既定值。若發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低且負(fù)載功率較高時(shí)，電機(jī)輸出線電壓會(huì)低于既定值，則控制電路15增加134電流值至正值，即增磁狀態(tài);若發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高且負(fù)載功率較小，電機(jī)輸出線電壓會(huì)高于既定值，則控制電路15減小I34電流值至負(fù)值，即弱磁狀態(tài)。當(dāng)I12確定時(shí)，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載改變，可以實(shí)現(xiàn)I34弱磁和增磁功能的自動(dòng)控制，從而使輸出線電壓穩(wěn)定在既定值，該功能即為最終雙勵(lì)磁電機(jī)控制電路需實(shí)現(xiàn)的主要功能。
[0036]本發(fā)明兩個(gè)勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，當(dāng)兩個(gè)勵(lì)磁電流同方向時(shí)，發(fā)電機(jī)工作在增磁狀態(tài)，當(dāng)兩個(gè)勵(lì)磁電流反方向時(shí)，發(fā)電機(jī)工作在弱磁狀態(tài)，這兩個(gè)工作狀態(tài)模擬了混合勵(lì)磁電機(jī)的工作狀態(tài)。本發(fā)明是在現(xiàn)有純電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上增加一路勵(lì)磁繞組，即在轉(zhuǎn)子內(nèi)部有兩個(gè)勵(lì)磁線圈，模擬混合勵(lì)磁電機(jī)的原理，可作為混合勵(lì)磁原理性樣機(jī)應(yīng)用于混合勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)，從而驗(yàn)證電機(jī)理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)品試驗(yàn)結(jié)果的區(qū)別，達(dá)到完善理論設(shè)計(jì)的目的，為最終的混合勵(lì)磁發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的本體設(shè)計(jì)和控制方案提供參考依據(jù)。同時(shí)在混合勵(lì)磁電機(jī)本體結(jié)構(gòu)研發(fā)的同時(shí)，其配套控制電路的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證工作可以同步展開。應(yīng)用本發(fā)明，能夠有效減少樣機(jī)重復(fù)制造成本，極大地縮短混合勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)周期，節(jié)約研制費(fèi)用。
[0037]本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，其特征在于:包括主勵(lì)磁線圈(I)、次勵(lì)磁線圈(2)、勵(lì)磁磁軛(3)、轉(zhuǎn)軸(5)、主滑環(huán)(6)、次滑環(huán)(7)、主電刷(8)、次電刷(9)、定子(10)以及定子外殼(11);主勵(lì)磁線圈(I)繞制在勵(lì)磁磁軛(3)上，次勵(lì)磁線圈(2)繞制在主勵(lì)磁線圈(I)外側(cè)，且主勵(lì)磁線圈(I)和次勵(lì)磁線圈(2)之間纏繞絕緣材料;轉(zhuǎn)軸(5)依次穿過勵(lì)磁磁軛(3)、主勵(lì)磁滑環(huán)(6)和次勵(lì)磁滑環(huán)(7)，且勵(lì)磁磁軛(3)、主勵(lì)磁滑環(huán)(6)和次勵(lì)磁滑環(huán)(7)能夠隨轉(zhuǎn)軸(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，主勵(lì)磁滑環(huán)(6)與主勵(lì)磁線圈(I)連接，次勵(lì)磁滑環(huán)(7)與次勵(lì)磁線圈⑵連接;主電刷(8)、次電刷(9)以及定子(10)安裝在定子外殼(11)上，且定子的中心線、勵(lì)磁磁軛(3)的中心線與轉(zhuǎn)軸(5)的中心線重合，主電刷(8)、次電刷(9)分別與外部電流連接，轉(zhuǎn)軸(5)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，主勵(lì)磁滑環(huán)(6)與主電刷(8)接觸，實(shí)現(xiàn)為主勵(lì)磁線圈(I)提供勵(lì)磁電流，次勵(lì)磁滑環(huán)(7)與次電刷(9)接觸，實(shí)現(xiàn)為次勵(lì)磁線圈(2)提供勵(lì)磁電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，其特征在于:所述主勵(lì)磁線圈(I)匝數(shù)nl與次勵(lì)磁線圈(2)匝數(shù)n2滿足nl/n2 = k*(實(shí)際混合勵(lì)磁中永磁體磁勢(shì)/電勵(lì)磁最大磁勢(shì))，k的范圍為(0，1]。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，其特征在于:所述主滑環(huán)(6)內(nèi)徑比次滑環(huán)(7)內(nèi)徑大0.1_，但主滑環(huán)(6)與次滑環(huán)(7)外徑一致。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，其特征在于:所述主電刷(8)與次電刷(9)之間軸向距離等于主滑環(huán)(6)與次滑環(huán)(7)的軸向距離。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，其特征在于:轉(zhuǎn)軸(5)采用階梯軸結(jié)構(gòu)，勵(lì)磁磁軛(3)、主勵(lì)磁滑環(huán)(6)和次勵(lì)磁滑環(huán)(7)位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸(5)直徑依次降低，并且勵(lì)磁磁軛(3)、主勵(lì)磁滑環(huán)(6)和次勵(lì)磁滑環(huán)(7)位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸(5)周向做直紋滾花，確保勵(lì)磁磁軛(3)、主滑環(huán)(6)和次滑環(huán)(7)的軸向定位和周向固定。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，其特征在于:還包括爪極(4)，且爪極(4)分為左爪(41)和右爪(42)，轉(zhuǎn)軸(5)依次穿過左爪(41)、勵(lì)磁磁軛(3)、右爪(42)、主勵(lì)磁滑環(huán)(6)和次勵(lì)磁滑環(huán)(7)，爪極(4)、主勵(lì)磁線圈(I)、次勵(lì)磁線圈(2)、勵(lì)磁磁軛(3)、轉(zhuǎn)軸(5)、主勵(lì)磁滑環(huán)(6)和次勵(lì)磁滑環(huán)(7)組成發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬混合勵(lì)磁的雙勵(lì)磁電機(jī)，其特征在于:轉(zhuǎn)軸(5)采用階梯軸結(jié)構(gòu)，左爪(41)、勵(lì)磁磁軛(3)、右爪(42)、主勵(lì)磁滑環(huán)(6)和次勵(lì)磁滑環(huán)(7)位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸(5)直徑依次降低，并且左爪(41)、勵(lì)磁磁軛(3)、右爪(42)、主勵(lì)磁滑環(huán)(6)和次勵(lì)磁滑環(huán)(7)位置處對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸(5)周向做直紋滾花，確保左爪(41)、勵(lì)磁磁軛(3)、右爪(42)、主勵(lì)磁滑環(huán)(6)和次勵(lì)磁滑環(huán)(7)的軸向定位和周向固定。
【文檔編號(hào)】H02P9/14GK105978286SQ201610415967
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】李建春, 翟秀果, 曹清, 呼銳銳, 杜鴻志
【申請(qǐng)人】北京航天控制儀器研究所