專利名稱：雙凸極電機(jī)的復(fù)合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的雙凸極電機(jī)的復(fù)合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，屬于雙凸極電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組的連接型式。
背景技術(shù)：
美國威斯康星-麥迪遜大學(xué)的Lipo教授等在開關(guān)磁阻電機(jī)的基礎(chǔ)上增加了永磁勵(lì)磁，提出了永磁雙凸極電機(jī)。該電機(jī)屬于一種變磁阻電機(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)簡單，轉(zhuǎn)子上沒有繞組，可靠性高，另外，還具有功率密度高等優(yōu)點(diǎn)。電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)(“雙凸極無刷直流發(fā)電機(jī)”，中國發(fā)明專利申請日1999年6 月9日，授權(quán)公告號(hào)CN1099155C)以電勵(lì)磁繞組取代永磁體，使得電機(jī)的勵(lì)磁磁場可以調(diào)節(jié)。作發(fā)電機(jī)工作時(shí)，不需要轉(zhuǎn)子位置傳感器，且勵(lì)磁繞組僅需要單管變換器進(jìn)行供電，調(diào)節(jié)勵(lì)磁繞組電流可調(diào)節(jié)輸出電壓，故障時(shí)可滅磁，具有可靠性高的特點(diǎn)。作電動(dòng)機(jī)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)寬的調(diào)速性能。為了使電勵(lì)磁雙凸極發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流更小，可以采用混合勵(lì)磁的方案，如并列式雙凸極混合勵(lì)磁電機(jī)(雙凸極混合勵(lì)磁電機(jī)，中國發(fā)明專利申請日2003年11月19日， 授權(quán)公告號(hào)CN100361373C)、徑向磁鋼雙凸極混合勵(lì)磁電機(jī)(徑向磁鋼雙凸極混合勵(lì)磁電機(jī)，中國發(fā)明專利申請日2006年8月23日，授權(quán)公告號(hào)CN1004M967C)、徑向磁鋼雙凸極混合勵(lì)磁電機(jī)(徑向磁鋼雙凸極混合勵(lì)磁電機(jī)，中國發(fā)明專利申請日2006年8月23日， 授權(quán)公告號(hào)CN100438280C)。本發(fā)明力圖尋求一種外加可控勵(lì)磁電流更小的新的雙凸極電機(jī)結(jié)構(gòu)，并使發(fā)電機(jī)獲得更硬的外特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種外加勵(lì)磁功率小的雙凸極電機(jī)新勵(lì)磁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明包括的雙凸極電機(jī)的串勵(lì)結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成是將雙凸極電機(jī)的一部分或全部勵(lì)磁繞組串聯(lián)在電樞直流回路中，使得勵(lì)磁電流與電樞電流的變化方向相同。該拓?fù)溆糜诎l(fā)電機(jī)時(shí)，需要外加的勵(lì)磁功率小、外特性硬，在有永磁勵(lì)磁的一些場合甚至可以在取消外加勵(lì)磁的情況下，使得負(fù)載變動(dòng)時(shí)輸出電壓的變化很小。此外，由于串聯(lián)的勵(lì)磁繞組相當(dāng)于濾波電感，使得發(fā)電機(jī)需要的輸出電容減小。該拓?fù)溆糜陔妱?dòng)機(jī)時(shí)，隨著電樞電流的增大，勵(lì)磁電流也增加，使電機(jī)的機(jī)械特性曲線變硬。本發(fā)明包括的雙凸極電機(jī)的并勵(lì)結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成是將雙凸極電機(jī)的一部分或全部勵(lì)磁繞組并聯(lián)在電樞直流回路中，該拓?fù)溆糜诎l(fā)電機(jī)時(shí)，由于并勵(lì)部分的勵(lì)磁繞組由電樞繞組發(fā)出的電能供電，需要外加的勵(lì)磁功率小。該拓?fù)溆糜陔妱?dòng)機(jī)時(shí)，并勵(lì)部分的勵(lì)磁繞組由電樞電源供電，通常此電壓保持不變。本發(fā)明可以應(yīng)用于電勵(lì)磁雙凸極、混合勵(lì)磁雙凸極電機(jī)等具有勵(lì)磁繞組的雙凸極電機(jī)上。


圖1是具有勵(lì)磁繞組的雙凸極直流發(fā)電機(jī)的全部或部分勵(lì)磁繞組的連接示意圖。 L1, L2……LnR表電樞繞組，LsS串勵(lì)結(jié)構(gòu)勵(lì)磁繞組，Lfp為并勵(lì)勵(lì)磁繞組，C為輸出濾波電容。圖2是具有勵(lì)磁繞組的雙凸極電動(dòng)機(jī)的全部或部分勵(lì)磁繞組的連接示意圖。L1, L2……LnR表電樞繞組，Ls為串勵(lì)結(jié)構(gòu)勵(lì)磁繞組，Lfp為并勵(lì)勵(lì)磁繞組。圖3是具有勵(lì)磁繞組的三相雙凸極直流發(fā)電機(jī)的串勵(lì)結(jié)構(gòu)電路原理圖。La，Lb, Lc 代表三相電樞繞組，Lfl，Lf2……Lf8為全部或部分勵(lì)磁繞組，這些勵(lì)磁繞組可以按需要設(shè)置， 不需要的勵(lì)磁繞組可以取消，即將相應(yīng)的勵(lì)磁繞組Lfn(n為1，2，……8的自然數(shù))短路。C 為輸出濾波電容。圖4是具有勵(lì)磁繞組的三相雙凸極直流發(fā)電機(jī)的并勵(lì)結(jié)構(gòu)電路原理圖。La，Lb, Lc 代表三相電樞繞組，Lfp為全部或部分勵(lì)磁繞組。C為輸出濾波電容。圖5是具有勵(lì)磁繞組的三相雙凸極電動(dòng)機(jī)的串勵(lì)結(jié)構(gòu)電路原理圖。La，Lb, Lc代表三相電樞繞組，Lfl，Lf2……Lra為全部或部分勵(lì)磁繞組，Dfl，Df2……Df8為續(xù)流二極管，這些勵(lì)磁繞組可以按需要設(shè)置，不需要的勵(lì)磁繞組可以取消，即將相應(yīng)的勵(lì)磁繞組Lfn(n為1， 2，……8的自然數(shù))短路。C為輸出濾波電容。圖6是具有勵(lì)磁繞組的三相雙凸極電動(dòng)機(jī)的并勵(lì)結(jié)構(gòu)電路原理圖。La，Lb, Lc代表三相電樞繞組，Lfp為全部或部分勵(lì)磁繞組。C為輸出濾波電容。
具體實(shí)施例方式由圖1、3、4可知，本發(fā)明的雙凸極發(fā)電機(jī)的復(fù)合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用于不同的整流電路。在串勵(lì)結(jié)構(gòu)電路原理圖上，圖3中的串勵(lì)繞組Lfl，Lf2……Lra為全部或部分勵(lì)磁繞組，這些勵(lì)磁繞組可以按需要設(shè)置，不需要的勵(lì)磁繞組可以取消，即將相應(yīng)的串聯(lián)勵(lì)磁繞組 Lfn(η為1，2，……8的自然數(shù))短路。圖4的并勵(lì)連接結(jié)構(gòu)中，并勵(lì)繞組Lfp與整流器的輸出相并聯(lián)。雙凸極發(fā)電機(jī)的復(fù)勵(lì)方式還可以既有串勵(lì)繞組，又有并勵(lì)繞組，如圖1(c)，串勵(lì)繞組先和整流器連接后，再和并勵(lì)繞組并聯(lián)；如圖1(d)，并勵(lì)繞組先和整流器并聯(lián)后，再和串勵(lì)繞組連接。圖2、5、6是本發(fā)明的雙凸極電動(dòng)機(jī)的復(fù)合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)。在串勵(lì)結(jié)構(gòu)電路原理圖上， 圖5的串勵(lì)繞組Lfl，Lf2……Lra為全部或部分勵(lì)磁繞組，Dfl，Df2……Df8為續(xù)流二極管，這些勵(lì)磁繞組可以按需要設(shè)置，不需要的勵(lì)磁繞組可以取消，即將相應(yīng)的勵(lì)磁繞組Lfn(n為1， 2，……8的自然數(shù))短路。圖6的并勵(lì)連接結(jié)構(gòu)中，并勵(lì)繞組Lfp與整流器的輸出相并聯(lián)。 雙凸極電動(dòng)機(jī)的復(fù)勵(lì)方式還可以既有串勵(lì)繞組，又有并勵(lì)繞組，如圖2(c)，串勵(lì)繞組先和變換器連接后，再和并勵(lì)繞組并聯(lián)；如圖2(d)，并勵(lì)繞組先和變換器并聯(lián)后，再和串勵(lì)繞組連接。
權(quán)利要求
1.一種雙凸極發(fā)電機(jī)的串勵(lì)結(jié)構(gòu)，包括與電勵(lì)磁雙凸極發(fā)電機(jī)電樞繞組連接的橋式整流和星形整流電路，還包括與整流器中的一個(gè)或多個(gè)二極管相串聯(lián)的勵(lì)磁繞組，串勵(lì)繞組可以是雙凸極電機(jī)的部分勵(lì)磁繞組也可以是全部勵(lì)磁繞組。
2.一種雙凸極發(fā)電機(jī)的并勵(lì)結(jié)構(gòu)，包括與電勵(lì)磁雙凸極發(fā)電機(jī)電樞繞組連接的橋式整流和星形整流電路，還包括與整流輸出相并聯(lián)的勵(lì)磁繞組，并勵(lì)繞組可以是雙凸極電機(jī)的部分勵(lì)磁繞組也可以是全部勵(lì)磁繞組。
3.一種雙凸極發(fā)電機(jī)的復(fù)勵(lì)結(jié)構(gòu)，包括與電勵(lì)磁雙凸極電樞繞組連接的橋式整流和星形整流電路，還包括與整流器中的二極管相串聯(lián)的勵(lì)磁繞組以及與整流輸出相并聯(lián)的勵(lì)磁繞組。
4.一種雙凸極電動(dòng)機(jī)的串勵(lì)結(jié)構(gòu)，包括與電勵(lì)磁雙凸極電動(dòng)機(jī)電樞繞組連接的橋式逆變器電路，還包括與逆變器中的一個(gè)或多個(gè)功率管相串聯(lián)的勵(lì)磁繞組，為了提供續(xù)流通路， 串勵(lì)繞組需要和續(xù)流二極管反并聯(lián)。串勵(lì)繞組可以是雙凸極電機(jī)的部分勵(lì)磁繞組也可以是全部勵(lì)磁繞組。
5.一種雙凸極電動(dòng)機(jī)的并勵(lì)結(jié)構(gòu)，包括與電勵(lì)磁雙凸極電動(dòng)機(jī)電樞繞組連接的橋式逆變器電路，還包括與逆變器的直流母線相并聯(lián)的勵(lì)磁繞組。并勵(lì)繞組可以是雙凸極電機(jī)的部分勵(lì)磁繞組也可以是全部勵(lì)磁繞組。
6.一種雙凸極電動(dòng)機(jī)的復(fù)勵(lì)結(jié)構(gòu)。包括與電勵(lì)磁雙凸極電動(dòng)機(jī)電樞繞組連接的橋式逆變器電路，還包括與逆變器的直流母線相并聯(lián)的勵(lì)磁繞組以及與逆變器中的一個(gè)或多個(gè)功率管相串聯(lián)的勵(lì)磁繞組。
7.權(quán)利要求1，2，3，4，5，6所述結(jié)構(gòu)用于混合勵(lì)磁雙凸極電機(jī)。
全文摘要
一種雙凸極電機(jī)的復(fù)合勵(lì)磁結(jié)構(gòu)。對于雙凸極發(fā)電機(jī)，串勵(lì)結(jié)構(gòu)具有與整流器中的一個(gè)或多個(gè)二極管相串聯(lián)的勵(lì)磁繞組；并勵(lì)結(jié)構(gòu)具有與整流輸出相并聯(lián)的勵(lì)磁繞組；復(fù)勵(lì)結(jié)構(gòu)是串勵(lì)與并勵(lì)結(jié)構(gòu)的組合。對于雙凸極電動(dòng)機(jī)，串勵(lì)結(jié)構(gòu)具有與逆變器中的一個(gè)或多個(gè)功率管相串聯(lián)的勵(lì)磁繞組；并勵(lì)結(jié)構(gòu)具有與逆變器的直流母線相并聯(lián)的勵(lì)磁繞組；復(fù)勵(lì)結(jié)構(gòu)是串勵(lì)與并勵(lì)結(jié)構(gòu)的組合。串勵(lì)發(fā)電機(jī)需要外加的勵(lì)磁功率小、外特性硬、并可以減小輸出濾波電容；串勵(lì)電動(dòng)機(jī)具有機(jī)械特性硬的特點(diǎn)。并勵(lì)繞組的供電電壓基本不變。采用復(fù)勵(lì)結(jié)構(gòu)可綜合串勵(lì)結(jié)構(gòu)和并勵(lì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K3/28GK102510152SQ201110377378
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者嚴(yán)仰光, 劉星, 張磊, 杭靜宇, 陳志輝 申請人:南京航空航天大學(xué)