雙邊雙勵磁阻發電機的製作方法
2023-12-04 20:17:16
專利名稱：雙邊雙勵磁阻發電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種勵磁發電機，尤其是雙邊雙勵磁阻發電機。
背景技術：
目前，傳統的同步電機轉子上布有磁極，定子上布有繞阻，定轉子繞阻之間相互作用，產生電勢、電磁轉矩、從而將機械能轉換成電能，這種電機屬於雙邊勵磁類型。也有雙勵磁電機，但結構非常複雜，如法國克雷泰伊的瓦萊奧電機設備公司於1999年3月9日在中國申請實用新型專利的「具有雙勵磁的電機」(申請號99103939，審定公告號1093332，公開/公告號1228639，公開/公告日1999年9月15日，授權公告日2002年10月23日)，它包括一個定子和一個轉子，定子具有至少一個電樞繞組，轉子包括有選擇地建立閉合磁路的裝置，用於建立閉合磁路的裝置包括至少兩個永久勵磁磁鐵，它們建立兩個磁通，其具有相對方向的分量；以及至少一個勵磁繞組，它在各對接續的磁鐵之間，以可調方式產生兩個磁通分量，與該對磁鐵所建立的磁通相對，勵磁繞組的線安排在轉子槽中，各轉子槽位於兩個接續的轉子極之間。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種結構簡單、效率較高的雙邊雙勵磁阻發電機。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是定子上設置有一個全距線圈，定子內壁設有4個定子齒，定子輸出信號接負載；轉子外壁上設有6個與定子齒相配合轉子齒，轉軸上套裝有磁屏蔽金屬圓筒，轉子鐵心上對稱安裝有兩塊永磁體。定子和轉子由矽鋼片迭壓而成。其轉子鐵心採用雙凸極結構。
本實用新型的轉軸上套裝有磁屏蔽金屬圓筒，防止磁力線進入轉軸。定轉子由矽鋼片迭壓而成，轉子上沒有任何繞阻、滑環及換向器。它結構簡單，效率較高。
圖1是本實用新型的平面結構示意原理圖，表示定子齒A、轉子齒1相對正時的狀態參考圖，設定此時的轉子角θ＝0。
圖2是指當圖1所示結構的轉子角θ＝π/12時的定子和轉子的位置關係圖。
圖3是指當圖1所示結構的轉子角θ＝π/6時的定子和轉子的位置關係圖。
圖4是永磁體磁路的磁導分布波形圖。
圖5是繞阻磁鏈分布波形圖。
圖6是空載運行時繞阻產生的感應電勢波形圖。
圖7是定子繞阻產生的磁場磁路磁導波形圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
為了方便分析本實用新型的運行原理，先假設極尖的邊緣效應忽略不計，鐵心磁導率μFe＝∞，忽略所有的功耗，轉速為常數，旋轉方向為逆時鐘方向。
電機空載運行時的物理情況電機空載運行時，定子繞阻開路，電機的磁場由單勵磁永磁體產生，當轉子恆速旋轉時，由於定轉子間的相對位置變化，永磁體產生的磁場所經磁路變化。假設定子齒A、轉子齒1相對正時，設定轉子角θ＝0，如圖1所示，永磁體L的磁路有兩條，絕大部分磁力線磁路從永磁體L出發→轉子軛→轉子齒1′→氣隙→定子齒A′→定子軛→定子齒→氣隙→轉子齒1→永磁體L；另有一小部分磁力線磁路從永磁體L出發→轉子齒3′→氣隙→定子齒B′→定子軛→定子齒A→氣隙→轉子齒1→永磁體。永磁體R產生的磁力線磁路與永磁體L產生的磁力線磁路對稱。
在圖2中，所示轉子位置角θ為π/12。永磁體L與永磁體R各自產生的磁力線的磁路對稱，永磁體L的磁路從永磁體L出發→轉子齒3′→氣隙→定子齒B′→定子軛→定子齒A→氣隙→轉子齒1→永磁體L。
在圖3中，所示轉子位置角θ為π/6。永磁體L與永磁體R各自產生的磁力線的磁路仍然對稱，其所經路徑有兩條，其情形與圖1類似。
比較圖1、圖2、圖3的磁路可知，磁路有如下特點金屬圓筒起到了磁屏蔽作用，阻止永磁體產生的磁力線進入轉軸；與定子繞阻交鏈的磁通是變化的，即當θ＝π/12時，交鏈磁通為0；當θ＝0時，交鏈磁通最多；當θ＝π/12時，交鏈磁通反向最多。交鏈磁通的變化是周期性的，其原因是由於交鏈磁通磁力線總是選擇磁阻小的磁路通過。永磁體的磁導分布曲線如圖4；不計磁路飽和的影響，忽略漏磁影響，定子繞阻交鏈磁通分布如圖5所示。
當空載運行時，繞阻交鏈磁鏈變化，繞阻將產生感應電勢，在理想情況下，空載運行時繞阻產生的電感電勢波形如圖6所示。
當負載運行時的物理情況負載運行時，定子繞阻中將有電流通過，該電流產生磁通，磁通的方向與電流方向符合楞次定律規則，總是阻止交鏈磁通的變化。
在圖1位置時，繞阻產生的磁力線有兩部分，其中一部分磁力線路徑為定子齒A→氣隙→轉子齒1→轉子軛→氣隙→定子齒B→定子軛→定子齒A；另一部分磁力線路徑與之對稱分布。
在圖2位置時，線阻磁力線仍分為兩部分，其中一部分磁力線路徑為定子齒A→氣隙→轉子齒1→轉子軛→定子齒A；另一部分磁力線線路徑與之對稱。
在圖3位置時，繞阻磁力線仍分為兩部分，其路徑與圖1情況類似。
比較圖1、圖2、圖3瞬時定子繞阻產生的的磁場磁路分布情況可知，其磁路有下述特點金屬圓筒阻止了定子繞阻產生的磁力線進入轉軸；磁力線不經過磁阻很大的永磁體。定子繞阻產生的磁場磁路磁導是變化的，在圖2位置時，磁路磁導∧a最大，即當θ＝π/12時，∧a最大；當θ＝0時，∧a最小；θ＝π/12及θ＝0兩個位置下的∧a相等，定子繞阻磁導波形如圖7所示。
綜上所述，由於磁路磁阻的變化，定子繞組交鏈的磁鏈可周期性變化，從而導致繞組產生周期性變化電動勢。電機空載運行時，電動勢由轉子磁鋼產生；電機負載運行時，電動勢由轉子磁場與定子磁場共同產生。
權利要求1.一種雙邊雙勵磁阻發電機，其特徵是定子上設置有一個全距線圈，定子內壁設有4個定子齒，定子輸出信號接負載；轉子外壁上設有6個與定子齒相配合轉子齒，轉軸上套裝有磁屏蔽金屬圓筒，轉子鐵心上對稱安裝有兩塊永磁體。
2.根據權利要求1所述的雙邊雙勵磁阻發電機，其特徵是定子和轉子由矽鋼片迭壓而成。
3.根據權利要求1所述的雙邊雙勵磁阻發電機，其特徵是其轉子鐵心採用雙凸極結構。
專利摘要一種雙邊雙勵磁阻發電機。它主要是解決現在尚無雙邊雙勵磁電機或雙勵磁電機結構複雜等技術問題。其技術方案要點是定子上設置有一個全距線圈，定子內壁設有4個定子齒，定子輸出信號接負載；轉子外壁上設有6個與定子齒相配合轉子齒，轉軸上套裝有磁屏蔽金屬圓筒，轉子鐵心上對稱安裝有兩塊永磁體。轉子由矽鋼片迭壓而成，沒有任何繞阻、滑環或換向器。它結構簡單，效率高，適於推廣應用。
文檔編號H02K21/14GK2627723SQ0322764
公開日2004年7月21日 申請日期2003年5月13日 優先權日2003年5月13日
發明者李光中 申請人:湖南工程學院