專(zhuān)利名稱(chēng)：一種復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)新結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種具有穩(wěn)壓特性的、新型復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī) 新結(jié)構(gòu)，與汽油機(jī)或柴油機(jī)配套組成發(fā)電機(jī)組，可作為便攜電源及備用應(yīng)急電源使用。
背景技術(shù)：
目前，汽油發(fā)電機(jī)行業(yè)主流機(jī)型是以銅線和鋁線為主的有刷電勵(lì)磁類(lèi)型發(fā)電機(jī)， 功率范圍涵蓋IkW 20kW ；另外，對(duì)于功率為1 5kW的小型單相同步發(fā)電機(jī)組，還有一種 采用轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組感應(yīng)定子負(fù)載電流建立的負(fù)序磁場(chǎng)而進(jìn)行整流電勵(lì)磁的無(wú)刷電勵(lì)磁方 式。其中，采用AVR調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的有刷電勵(lì)磁單相或三相交流發(fā)電機(jī)是汽油發(fā)電機(jī)組的 主流勵(lì)磁方式，這種發(fā)電機(jī)的最大優(yōu)勢(shì)就是其磁場(chǎng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 調(diào)整，從而使單機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)可以在空載到額定負(fù)載的全范圍保持輸出電壓的穩(wěn)定。圖3是一種普遍采用的常規(guī)無(wú)刷全電勵(lì)磁類(lèi)型單相發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理示意圖，圖 中標(biāo)號(hào)1為定子鐵芯，標(biāo)號(hào)2為定子主繞組，標(biāo)號(hào)6為轉(zhuǎn)子鐵芯，標(biāo)號(hào)8為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，標(biāo)號(hào) 9為電勵(lì)磁繞組，標(biāo)號(hào)11為二極管，標(biāo)號(hào)13為定子副繞組，標(biāo)號(hào)14為電容器。在定子鐵芯 1和轉(zhuǎn)子鐵芯6上設(shè)置銅線或鋁線做成的定子單相主繞組2、副繞組12和勵(lì)磁繞組9，其中 定子主繞組2對(duì)外供給電力，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組9用來(lái)建立電機(jī)氣隙磁場(chǎng)，使電機(jī)產(chǎn)生電磁感 應(yīng)，定、轉(zhuǎn)子鐵芯屬于導(dǎo)磁部件，轉(zhuǎn)子鐵芯固定與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸8上。電機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子剩磁在副 繞組中逐步產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，副繞組與串接的電容14構(gòu)成單相電流回路，該單相電流將在氣 隙中分別產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向相反的正、負(fù)序磁場(chǎng)，而負(fù)序磁場(chǎng)將在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組9中感應(yīng)兩倍 頻率的交變電勢(shì)，通過(guò)串接于轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組兩端的二極管11構(gòu)成半波整流回路，在轉(zhuǎn)子勵(lì) 磁回路流過(guò)直流電流，從而產(chǎn)生維持空載電壓Un穩(wěn)定的空載氣隙磁場(chǎng)。電機(jī)負(fù)載時(shí)，定子 主繞組同樣流過(guò)單相負(fù)載電流，與空載時(shí)同樣的原理及電磁感應(yīng)過(guò)程，將在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組 中流過(guò)與定子負(fù)載電流成正比的負(fù)載勵(lì)磁電流，從而在電機(jī)氣隙中產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)充加強(qiáng)了的 負(fù)載磁場(chǎng)來(lái)維持發(fā)電機(jī)端電壓隊(duì)在一定范圍穩(wěn)定；其中，二極管11半波整流回路的接線方 向決定于電機(jī)磁場(chǎng)N、S極方向和電流方向。以上兩種全電勵(lì)磁方式的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁容量較 大，轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁回路的損耗比例占電機(jī)全部損耗的陽(yáng)％ 65%，因此發(fā)電機(jī)的能量效率難 以提高，而且該類(lèi)型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子用銅量也占電機(jī)全部用銅量的55 % 65 %，故其成本也較 高，銅、鋁等有色金屬的資源消耗也大。我國(guó)是世界上稀土永磁材料最豐富的國(guó)家，但同時(shí)也是銅、鋁等有色金屬資源貧 乏的國(guó)家；因此，大力發(fā)展稀土材料的應(yīng)用對(duì)我國(guó)有現(xiàn)實(shí)的意義。隨著控制技術(shù)的進(jìn)步，稀 土永磁電機(jī)在電動(dòng)機(jī)行業(yè)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，稀土永磁材料做成的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品， 其單位體積材料傳送的功率密度大，電機(jī)效率高而能耗小，顯示出其稀土電機(jī)巨大的優(yōu)越 性；但稀土永磁材料用到發(fā)電機(jī)領(lǐng)域卻一直受到電壓穩(wěn)定技術(shù)的瓶頸制約，由于永磁材料 制成的發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)無(wú)法調(diào)節(jié)，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)端電壓控制很困難，電機(jī)帶負(fù)載后電壓下降 很厲害，進(jìn)而影響永磁發(fā)電機(jī)組的發(fā)電質(zhì)量，限制了永磁材料在此類(lèi)發(fā)電機(jī)上的應(yīng)用范圍。 而且，按傳統(tǒng)電機(jī)慣例簡(jiǎn)單地采用稀土材料代替電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組，也并不能充分而徹底地利用稀土材料傳送高能量密度的優(yōu)點(diǎn)。因此，拓展稀土材料在獨(dú)立運(yùn)行的移動(dòng)電源 領(lǐng)域的應(yīng)用范圍就必須得解決以下技術(shù)難題一、為充分利用稀土材料的優(yōu)勢(shì)，必須研究設(shè) 計(jì)能傳送高功率密度的永磁發(fā)電機(jī)新型結(jié)構(gòu)；二、研究克服永磁電機(jī)無(wú)法調(diào)節(jié)磁場(chǎng)而穩(wěn)定 發(fā)電機(jī)電壓的技術(shù)途徑和有效方法。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有行業(yè)技術(shù)存在的問(wèn)題，本技術(shù)發(fā)明的目的在于提供一種采用“稀土永磁+ 感應(yīng)無(wú)刷電勵(lì)磁”的復(fù)合勵(lì)磁方式的單相同步發(fā)電機(jī)新結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的基本構(gòu)思是，采用分 布于轉(zhuǎn)子鐵芯表面的稀土永磁體形成的永久磁場(chǎng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)無(wú)刷電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)定子副繞 組與電容所組成的空載起勵(lì)回路以及轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，從而建立起發(fā)電機(jī)電磁感應(yīng)所需要的 基本氣隙磁場(chǎng)。由于永磁體的退磁曲線為直線，因而僅靠該永磁磁場(chǎng)難以維持單機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī) 負(fù)載端電壓在一定范圍穩(wěn)定，本發(fā)明利用傳統(tǒng)的無(wú)刷全電勵(lì)磁方式的特點(diǎn)，由分布于轉(zhuǎn)子 鐵芯表面的多片同極性稀土永磁體組成一個(gè)磁極而形成的每極下空載氣隙磁場(chǎng)建立起發(fā) 電機(jī)空載電壓，在轉(zhuǎn)子鐵芯每個(gè)磁極后極靴附近設(shè)置輔助電勵(lì)磁極，電勵(lì)磁極由勵(lì)磁繞組 和磁極鐵芯組成，與轉(zhuǎn)子鐵芯之間采用燕尾方式鉚壓連接，負(fù)載時(shí)嵌于定子鐵芯槽中的主 繞組流過(guò)單相電流，該單相電流建立的氣隙負(fù)序磁場(chǎng)在輔助電勵(lì)磁繞組中感應(yīng)交變電勢(shì)， 通過(guò)連接于該電勵(lì)磁繞組兩端的二極管進(jìn)行半波整流成直流勵(lì)磁電流，從而建立起隨定子 負(fù)載電流而變化的輔助氣隙磁場(chǎng)，彌補(bǔ)負(fù)載時(shí)的氣隙永磁磁場(chǎng)的不足并維持發(fā)電機(jī)端電壓 Un在一定范圍穩(wěn)定。這樣的技術(shù)處理既充分利用了稀土永磁體所具備高磁能積的特點(diǎn)， 又克服了全永磁式發(fā)電機(jī)不能通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁而穩(wěn)定電壓的缺點(diǎn)，使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁功率大大減 少，有效提高發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率，降低發(fā)電機(jī)的發(fā)熱損耗和溫升，同時(shí)還可以適當(dāng)減小 發(fā)電機(jī)的體積，減少材料消耗及單機(jī)成本，提高電機(jī)轉(zhuǎn)子可靠性和壽命。該新型復(fù)合勵(lì)磁 無(wú)刷單相發(fā)電機(jī)可與汽油機(jī)或柴油機(jī)配套組成內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力發(fā)電機(jī)組，作為便攜電源或備用 應(yīng)急單、三相電源使用，比傳統(tǒng)的全電勵(lì)磁機(jī)組整機(jī)可靠性高、電能效率高、燃油消耗節(jié)省、 CO2排放降低。為達(dá)到上述目的，以下結(jié)合圖1和圖2所示實(shí)施案例來(lái)闡明本發(fā)明涉及的發(fā)電機(jī) 技術(shù)方案和特點(diǎn)第一，發(fā)電所需磁場(chǎng)由兩部分組成一、轉(zhuǎn)子鐵芯上分布的多片同極性稀土永磁體 組成一個(gè)磁極提供發(fā)電機(jī)所需的每磁極下空載氣隙磁場(chǎng)，保證發(fā)電機(jī)定子主繞組感應(yīng)出額 定空載電壓；二、維持發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)端電壓在一定范圍穩(wěn)定所需的強(qiáng)勵(lì)磁場(chǎng)由設(shè)置在轉(zhuǎn)子 鐵芯順旋轉(zhuǎn)方向后極靴附近的電勵(lì)磁極上的勵(lì)磁繞組感應(yīng)負(fù)載時(shí)的負(fù)序磁場(chǎng)并經(jīng)二極管 半波整流后向電勵(lì)磁繞組提供直流勵(lì)磁電流而產(chǎn)生。第二，轉(zhuǎn)子鐵芯每個(gè)磁極極靴部位并排安裝有多片同極性稀土永磁體，永磁體采 用平板矩形結(jié)構(gòu)并內(nèi)嵌于每個(gè)磁極極靴部位的矩形槽中，每個(gè)磁極下同極性磁體排列數(shù)量 與尺寸根據(jù)發(fā)電機(jī)空載電壓所需的空載氣隙磁場(chǎng)大小、氣隙極弧系數(shù)和稀土永磁體的制造 工藝決定，其磁路結(jié)構(gòu)為“同極性磁體并聯(lián)、異極性磁體串聯(lián)”的復(fù)合磁路結(jié)構(gòu)。圖1為三 片同極性永磁體組成一個(gè)磁極的2極發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)案例，圖2為四片同極性永磁體組成一個(gè) 磁極的2極發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)案例。
4[0010]第三，在轉(zhuǎn)子鐵芯順旋轉(zhuǎn)方向的每個(gè)磁極后極靴附近設(shè)置輔助電勵(lì)磁極，電勵(lì)磁 極由勵(lì)磁繞組和磁極鐵芯組成，與轉(zhuǎn)子鐵芯之間采用燕尾方式鉚壓連接，勵(lì)磁繞組頭尾線 按磁場(chǎng)和電流方向由二極管連接形成半波整流電路；每磁極的同極性磁體之間設(shè)置有阻尼 銅條構(gòu)成改善電壓波形的阻尼繞組。第四，轉(zhuǎn)子鐵芯靠近驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸附近設(shè)置有起隔離汽油機(jī)動(dòng)力軸傳遞來(lái)的熱量作用 的空氣隔熱槽，同時(shí)在磁極之間的過(guò)渡部位設(shè)置有起刮風(fēng)散熱作用的散熱筋，在每磁極下 靠近稀土磁體附近設(shè)置有冷卻散熱孔。第五，定子結(jié)構(gòu)特征是定子鐵芯按單相電機(jī)磁路特點(diǎn)設(shè)計(jì)成可提高硅鋼板材料利 用率的扁圓形狀，定子主相繞組按可以減少高次諧波成分的120°相帶分布，定子上不需要 安裝空載起勵(lì)用的副繞組及串接電容所組成的空載起勵(lì)回路。采用上述技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果一、產(chǎn)品技術(shù)性能優(yōu)勢(shì)和效果本技術(shù)發(fā)明適用于1 5kW的、2 4極結(jié)構(gòu)的、內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力拖動(dòng)的單相交流同步 發(fā)電機(jī)組。該技術(shù)發(fā)明的產(chǎn)品由于電勵(lì)磁回路為輔助勵(lì)磁，所以轉(zhuǎn)子繞組的電阻發(fā)熱損耗得 以有效降低，從而使此類(lèi)發(fā)電機(jī)能量輸出效率比全電勵(lì)磁機(jī)組平均可以提高5 8 %以上， 其轉(zhuǎn)子繞組溫升也可以顯著下降。用此類(lèi)型發(fā)電機(jī)所組成的內(nèi)燃機(jī)組，可降低燃油消耗 5 8%以上，從而減少單位kW數(shù)的CO2排放量。由于轉(zhuǎn)子采用永磁+無(wú)刷輔助電勵(lì)磁方式，轉(zhuǎn)子與外電路無(wú)電連接，也無(wú)需電容 和AVR電勵(lì)磁調(diào)壓器等電子組件，從而杜絕了傳統(tǒng)有刷發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁主回路的絕緣擊 穿、匝間不良、AVR功率管等電子元件損壞等缺陷，發(fā)電機(jī)可靠性提高，壽命延長(zhǎng)。二、產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)成本優(yōu)勢(shì)和效果由于轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路無(wú)傳統(tǒng)有刷電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的電刷和集電環(huán)，定子也無(wú)需安裝主 繞組取樣信號(hào)、副繞組與電容，取消了傳統(tǒng)有刷電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的AVR勵(lì)磁調(diào)壓器等電子組 件，使得發(fā)電機(jī)定子制造工藝簡(jiǎn)化，有色金屬材料節(jié)省，機(jī)組整機(jī)成本下降，其綜合成本比 同容量的全電勵(lì)磁有刷機(jī)組相比平均可節(jié)約10%，因而其經(jīng)濟(jì)性十分顯著。

圖1是三片磁體組成一極的“復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)”的結(jié) 構(gòu)原理示意圖。圖2是四片磁體組成一極的“復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)”的結(jié) 構(gòu)原理示意圖。以上圖中1.定子鐵芯，2.定子主繞組，3.稀土永磁體，4.阻尼銅條與端環(huán)，5.冷 卻散熱孔，6.轉(zhuǎn)子鐵芯，7.散熱筋，8.驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，9.電勵(lì)磁繞組，10.磁極鐵芯，11. 二極管， 12.空氣隔熱槽。圖3是傳統(tǒng)的無(wú)刷全電勵(lì)磁類(lèi)型單相發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖中1.定子鐵芯，2.定子主繞組，6.轉(zhuǎn)子鐵芯，8.驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，9.電勵(lì)磁繞組， 11. 二極管，13.定子副繞組，14.電容器。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明在圖1和圖2所示實(shí)施例中，本發(fā)明所述的一種新型復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁式無(wú)刷 單相同步發(fā)電機(jī)新結(jié)構(gòu)定子鐵芯(1)及定子主繞組( 與傳統(tǒng)的有刷和無(wú)刷電勵(lì)磁單相同 步發(fā)電機(jī)基本相同，僅定子主繞組參數(shù)隨永磁材料性能而有所變化，且定子無(wú)需傳統(tǒng)發(fā)電 機(jī)的副繞組、電容或AVR勵(lì)磁調(diào)壓器，定子結(jié)構(gòu)和工藝更簡(jiǎn)單，因而完全可沿用現(xiàn)有的各系 列狀態(tài)定子沖片，便于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。本發(fā)明所述的復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁無(wú)刷單相發(fā)電機(jī)與傳統(tǒng)的有刷電勵(lì)磁發(fā)電機(jī) 所不同的在于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)首先，轉(zhuǎn)子鐵芯(6)每個(gè)磁極極靴部位并排安裝了多片同極性稀土永磁體(3)構(gòu) 成一個(gè)磁極，永磁體采用平板矩形結(jié)構(gòu)并內(nèi)嵌于極靴部位的矩形槽中，每個(gè)磁極下同極性 磁體排列數(shù)量與尺寸根據(jù)發(fā)電機(jī)空載電壓所需的空載氣隙磁場(chǎng)大小、氣隙極弧系數(shù)和稀土 永磁體的制造工藝決定，其磁路結(jié)構(gòu)為“同極性磁體并聯(lián)、異極性磁體串聯(lián)”的復(fù)合磁路結(jié) 構(gòu)。圖1給出了三片同極性永磁體組成一個(gè)磁極的2極發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)案例，圖2給出了四片 同極性永磁體組成一個(gè)磁極的2極發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)案例。以上描述的磁體排列方式和復(fù)合磁路 結(jié)構(gòu)并不僅僅局限于2極發(fā)電機(jī)，還完全可以推廣延伸至4極單相同步發(fā)電機(jī)。此種永磁 磁路結(jié)構(gòu)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子裝配工藝簡(jiǎn)單，磁鋼適合批量生產(chǎn)，材料利用率較高。第二，轉(zhuǎn)子鐵芯(6)采用0. 5mm厚硅鋼板沖制成鐵芯沖片結(jié)構(gòu)并與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸⑶ 疊壓成整體，鐵芯疊壓長(zhǎng)度隨發(fā)電機(jī)功率而變化，永磁體長(zhǎng)度與鐵芯長(zhǎng)度相同，每磁極的同 極性磁體之間設(shè)置有阻尼銅條(4)兩端與阻尼端環(huán)鉚接構(gòu)成阻尼繞組，以改善電壓波形并 軸向壓緊永磁體。第三，在轉(zhuǎn)子鐵芯(6)順旋轉(zhuǎn)方向的每極后極靴附近設(shè)置輔助電勵(lì)磁極，電勵(lì)磁 極由勵(lì)磁繞組(9)和磁極鐵芯(10)組成，與轉(zhuǎn)子鐵芯(6)之間采用燕尾方式鉚壓連接，磁 極鐵芯(10)采用0. 5mm厚硅鋼板沖制成鐵芯沖片結(jié)構(gòu)并鉚焊成整體；勵(lì)磁繞組頭尾線按磁 場(chǎng)和電流方向由二極管(11)連接形成半波整流電路，該電勵(lì)磁回路自成閉合電路，與外電 路無(wú)電聯(lián)結(jié)，在負(fù)載時(shí)起到輔助勵(lì)磁作用；該勵(lì)磁繞組與普通的線圈繞制、接線、浸漆等絕 緣處理工藝完全一樣。第四，轉(zhuǎn)子鐵芯(6)靠近驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸⑶附近設(shè)置有空氣隔熱槽(12)以隔離來(lái)自汽 油機(jī)動(dòng)力軸傳遞的熱量，同時(shí)在磁極之間的過(guò)渡部位設(shè)置有散熱筋(7)并起到刮風(fēng)散熱的 作用，在每磁極下靠近稀土磁體附近設(shè)置有冷卻散熱孔(5)，裝配后可保證發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn) 子永磁體工作溫度控制在允許范圍以?xún)?nèi)。以上所述的僅是本技術(shù)發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不 脫離本技術(shù)發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干結(jié)構(gòu)變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本技術(shù) 發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本技術(shù)發(fā)明實(shí)施的效果和實(shí)用性。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)新結(jié)構(gòu)，其特征是發(fā)電所需磁場(chǎng)由兩 部分組成一、轉(zhuǎn)子鐵芯(6)上分布的多片同極性稀土永磁體C3)組成一個(gè)磁極提供發(fā)電機(jī) 所需的每磁極下空載氣隙磁場(chǎng)，保證發(fā)電機(jī)定子主繞組( 感應(yīng)出額定空載電壓；二、維持 發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)端電壓在一定范圍穩(wěn)定所需的強(qiáng)勵(lì)磁場(chǎng)由設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯(6)順旋轉(zhuǎn)方向 后極靴附近的電勵(lì)磁極上的勵(lì)磁繞組(9)感應(yīng)負(fù)載時(shí)的負(fù)序磁場(chǎng)并經(jīng)二極管(11)半波整 流后向電勵(lì)磁繞組提供直流勵(lì)磁電流而產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)新結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特 征是轉(zhuǎn)子鐵芯(6)每個(gè)磁極極靴部位并排安裝有多片同極性稀土永磁體(3)，永磁體采用 平板矩形結(jié)構(gòu)并內(nèi)嵌于每個(gè)磁極極靴部位的矩形槽中，每個(gè)磁極下同極性磁體排列數(shù)量與 尺寸根據(jù)發(fā)電機(jī)空載電壓所需的空載氣隙磁場(chǎng)大小、氣隙極弧系數(shù)和稀土永磁體的制造工 藝決定，其磁路結(jié)構(gòu)為“同極性磁體并聯(lián)、異極性磁體串聯(lián)”的復(fù)合磁路結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)新結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特 征是在轉(zhuǎn)子鐵芯(6)順旋轉(zhuǎn)方向的每個(gè)磁極后極靴附近設(shè)置輔助電勵(lì)磁極，電勵(lì)磁極由勵(lì) 磁繞組(9)和磁極鐵芯(10)組成，與轉(zhuǎn)子鐵芯(6)之間采用燕尾方式鉚壓連接，勵(lì)磁繞組 頭尾線按磁場(chǎng)和電流方向由二極管(11)連接形成半波整流電路；每磁極的同極性磁體之 間設(shè)置有阻尼銅條(4)構(gòu)成改善電壓波形的阻尼繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)新結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特 征是轉(zhuǎn)子鐵芯(6)靠近驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸(8)附近設(shè)置有起隔離汽油機(jī)動(dòng)力軸傳遞來(lái)的熱量作用的 空氣隔熱槽(12)，同時(shí)在磁極之間的過(guò)渡部位設(shè)置有起刮風(fēng)散熱作用的散熱筋(7)，在每 磁極下靠近稀土磁體附近設(shè)置有冷卻散熱孔(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)新結(jié)構(gòu)，其定子結(jié) 構(gòu)特征是定子鐵芯(1)按單相電機(jī)磁路特點(diǎn)設(shè)計(jì)成可提高硅鋼板材料利用率的扁圓形狀， 定子主相繞組( 按可以減少高次諧波成分的120°相帶分布。
專(zhuān)利摘要一種采用“稀土永磁+感應(yīng)無(wú)刷電勵(lì)磁”的新型復(fù)合勵(lì)磁方式的永磁式無(wú)刷單相同步發(fā)電機(jī)新結(jié)構(gòu)，與汽油機(jī)配套組成內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組作為備用單相交流電源使用。其特征是該發(fā)電機(jī)由分布于轉(zhuǎn)子鐵芯6表面的多片同極性稀土永磁體3組成一個(gè)磁極而形成的每極下空載氣隙磁場(chǎng)建立起發(fā)電機(jī)空載電壓，負(fù)載時(shí)嵌于定子鐵芯1槽中的主繞組2流過(guò)單相電流，該單相電流建立的氣隙負(fù)序磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子磁極后極靴附近的電勵(lì)磁極上的勵(lì)磁繞組9中感應(yīng)交變電勢(shì)，通過(guò)連接于勵(lì)磁繞組兩端的二極管11進(jìn)行半波整流成直流勵(lì)磁電流，從而建立起隨定子負(fù)載電流而變化的輔助氣隙磁場(chǎng)，彌補(bǔ)負(fù)載時(shí)的氣隙永磁磁場(chǎng)的不足并維持發(fā)電機(jī)端電壓UN在一定范圍穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H02K1/27GK201887629SQ20102062432
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者余虹錦 申請(qǐng)人:余虹錦