可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统技术方案

本发明专利技术涉及发电技术领域，尤其涉及一种可切换输出单相‑三相交流永磁发电机系统，包括动力输入单元、可变相位三相交流永磁发电机单元、伺服执行单元和电源输出及切换控制单元；所述动力输入单元机械连接可变相位三相交流永磁发电机单元的第三端并提供动力；所述伺服执行单元第一端机械连接可变相位三相交流永磁发电机单元的第一端，第二端电气连接电源输出及切换控制单元的第一端；所述可变相位三相交流永磁发电机单元的第二端电气连接电源输出及切换控制单元的第二端；所述电源输出及切换控制单元的第三端输出单相电或三相电。本发明专利技术省去了交流发电机的阻尼绕组，大大节省了能源消耗，且切换单相‑三相输出后不会影响总额定功率输出。

【技术实现步骤摘要】
可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统
本专利技术涉及发电
，尤其涉及一种可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统。
技术介绍
随着经济的发展，科学技术的提高，发电机负载类型也千变万化，现有的发电机要么是单相发电机，要么是三相发电机，或三相发电机带三分之一单相发电功率，并且现有的可移动三相四线制交流永磁发电机在使用时经常会出现负载不均衡甚至只需要用单相电的情况，在这种三相负载不均衡情况下发电所带来的弊病是效率明显下降，三相发电机只供单相电，除了发电效率严重下降外，其输出功率也只能达到原发电机额定功率的1/4左右。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统，其具体技术方案如下。可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统，包括动力输入单元、可变相位三相交流永磁发电机单元、伺服执行单元和电源输出及切换控制单元；所述动力输入单元机械连接可变相位三相交流永磁发电机单元的第三端并提供动力；所述伺服执行单元第一端机械连接可变相位三相交流永磁发电机单元的第一端，第二端电气连接电源输出及切换控制单元的第一端；所述可变相位三相交流永磁发电机单元的第二端电气连接电源输出及切换控制单元的第二端；所述电源输出及切换控制单元的第三端输出单相电或三相电。进一步的，所述可变相位三相交流永磁发电机单元由三个独立单相永磁发电机通过同一转轴依次串联安装构成，所述三个独立单相永磁发电机的永磁转子磁场强度相同且同相位，所述三个独立单相永磁发电机的定子分别安装固定于三个独立壳体中。进一步的，所述独立壳体包括固定壳体及依次设置在固定壳体一侧的第一旋转壳体和第二旋转壳体；所述第一旋转壳体和第二旋转壳体相对于固定壳体各自朝相反的方向旋转的角度范围为0度-120度，当所述独立壳体之间的角度差为0度时，三个独立单相永磁发电机输出电压为同电压同相位，且并联输出单相电；当所述独立壳体之间的角度各自相差120度时，三个独立单相永磁发电机输出电压相同，各自相位相差120度，将三个独立单相永磁发电机输出的0线并联，则输出三相四线制电压。进一步的，所述伺服执行单元，包括：伺服电机、第一传动轴、第二传动轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一旋转壳体齿轮和第二旋转壳体齿轮；所述伺服电机安装在固定壳体上，所述第一旋转壳体齿轮设置在第一旋转壳体外表面，所述第二旋转壳体齿轮设置在第二旋转壳体外表面，所述第一齿轮与第二齿轮和第一旋转壳体齿轮同时啮合连接，所述第一传动轴连接第一齿轮和伺服电机，所述第二传动轴连接第二齿轮和第三齿轮，所述第三齿轮与第二旋转壳体啮合连接。进一步的，所述伺服电机通过电源输出及切换控制单元的驱动指令进行旋转，带动第一传动轴及第一齿轮同步旋转的同时，还带动第一旋转壳体齿轮及第二齿轮以相反方向旋转，所述第二齿轮通过连接的第二传动轴带动第三齿轮旋转，所述第三齿轮带动第二旋转壳体齿轮以第一旋转壳体齿轮相反的方向同步旋转且旋转的角度相等。进一步的，所述电源输出及切换控制单元，包括：电源、MCU、伺服电机驱动接口、限位传感器、操作输入接口以及发电机电源检测及切换装置，所述电源提供MCU、伺服电机驱动接口、限位传感器、操作输入接口以及发电机电源检测及切换装置的电能并受MCU控制管理，所述MCU分别连接控制伺服电机驱动接口、限位传感器、操作输入接口和发电机电源检测及切换装置，所述限位传感器分别设置安装在第一旋转壳体和第二旋转壳体的0度和120度位置上，保证电源输出及切换控制单元收到信号后控制伺服电机停止转动，所述伺服电机驱动接口用于收发伺服电机与MCU之间的指令数据，所述操作输入接口用于收发切换单相-三相的指令数据，所述发电机电源检测及切换装置用于收发MCU的指令数据后进行单相-三相切换输出。本专利技术的优点：由于是三个独立的的单相发电机构成三相电输出，对于三相负载不均衡不会造成磁场相互干扰，省去了交流发电机的阻尼绕组，因此在负载不均衡的状态下仍可以保持90%以上的效率，大大节省了能源消耗；另外可移动发电机通常负载不一定是三相，也有需要供单相电的需求，这样将发电机定子相位差调整0度，三个发电机并联输出，不会影响总额定功率输出。附图说明图1是本专利技术的系统结构框图示意图；图2是本专利技术的可变相位三相交流永磁发电机的结构示意图；图3是本专利技术的可变相位三相交流永磁发电机输出三相电状态时的轴向示意图；图4是图2的俯视示意图；图5是本专利技术的电源输出及切换控制单元框图示意图；图中，1-伺服电机，2-第一传动轴，3-第一齿轮，4-第一旋转壳体齿轮，5-第二传动轴，6-第三齿轮，7-第二旋转壳体齿轮，8-定子，9-永磁转子，10-转轴，11-第二旋转壳体，12-第一旋转壳体，13-固定壳体，14-第二齿轮。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和技术效果更加清楚明白，以下结合说明书附图，对本专利技术进行进一步详细说明。如图1所示，可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统，包括动力输入单元、可变相位三相交流永磁发电机单元、伺服执行单元和电源输出及切换控制单元；所述动力输入单元机械连接可变相位三相交流永磁发电机单元的第三端并提供动力；所述伺服执行单元第一端机械连接可变相位三相交流永磁发电机单元的第一端，第二端电气连接电源输出及切换控制单元的第一端；所述可变相位三相交流永磁发电机单元的第二端电气连接电源输出及切换控制单元的第二端；所述电源输出及切换控制单元的第三端输出单相电或三相电。如图2-4所示，所述可变相位三相交流永磁发电机单元由三个独立单相永磁发电机通过同一转轴10依次串联安装构成，所述三个独立单相永磁发电机的永磁转子9磁场强度相同且同相位，所述三个独立单相永磁发电机的定子8分别安装固定于三个独立壳体中。所述独立壳体包括固定壳体及依次设置在固定壳体13一侧的第一旋转壳体12和第二旋转壳体11，所述第一旋转壳体12和第二旋转壳体11均可相对于固定壳体13各自朝相反的方向旋转0度-120度；当所述独立壳体之间的角度差为0度时，三个独立单相永磁发电机输出电压为同电压同相位，且并联输出单相电；当所述独立壳体之间的角度各自相差120度时，三个独立单相永磁发电机输出电压相同，但各自相位相差120度，将三个独立单相永磁发电机输出的0线并联，则输出三相四线制电压。所述伺服执行单元，包括：伺服电机1、第一传动轴2、第二传动轴5、第一齿轮3、第二齿轮14、第三齿轮6、第一旋转壳体齿轮4和第二旋转壳体齿轮7。所述伺服电机1安装在固定壳体13上，所述第一旋转壳体齿轮4设置在第一旋转壳体12外表面，所述第二旋转壳体齿轮7设置在第二旋转壳体11外表面，所述第一齿轮3与第二齿轮14和第一旋转壳体齿轮4同时啮合连接，所述第一传动轴2连接第一齿轮3和伺服电机1，所述第二传动轴5连接第二齿轮14和第三齿轮6，所述第三齿轮6与第二旋转壳体11啮合连接，所述伺服电机1通过电源输出及切换控制单元的驱动指令进行旋转，带动第一传动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统，包括动力输入单元、可变相位三相交流永磁发电机单元、伺服执行单元和电源输出及切换控制单元；其特征在于，所述动力输入单元机械连接可变相位三相交流永磁发电机单元的第三端并提供动力；所述伺服执行单元第一端机械连接可变相位三相交流永磁发电机单元的第一端，第二端电气连接电源输出及切换控制单元的第一端；所述可变相位三相交流永磁发电机单元的第二端电气连接电源输出及切换控制单元的第二端；所述电源输出及切换控制单元的第三端输出单相电或三相电。/n

【技术特征摘要】
1.可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统，包括动力输入单元、可变相位三相交流永磁发电机单元、伺服执行单元和电源输出及切换控制单元；其特征在于，所述动力输入单元机械连接可变相位三相交流永磁发电机单元的第三端并提供动力；所述伺服执行单元第一端机械连接可变相位三相交流永磁发电机单元的第一端，第二端电气连接电源输出及切换控制单元的第一端；所述可变相位三相交流永磁发电机单元的第二端电气连接电源输出及切换控制单元的第二端；所述电源输出及切换控制单元的第三端输出单相电或三相电。


2.如权利要求1所述的可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统，其特征在于，所述可变相位三相交流永磁发电机单元由三个独立单相永磁发电机通过同一转轴（10）依次串联安装构成，所述三个独立单相永磁发电机的永磁转子（9）磁场强度相同且同相位，所述三个独立单相永磁发电机的定子（8）分别安装固定于三个独立壳体中。


3.如权利要求2所述的可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统，其特征在于，所述独立壳体包括固定壳体（13）及依次设置在固定壳体（13）一侧的第一旋转壳体（12）和第二旋转壳体（11）；所述第一旋转壳体（12）和第二旋转壳体（11）相对于固定壳体（13）各自朝相反的方向旋转的角度范围为0度-120度，当所述独立壳体之间的角度差为0度时，三个独立单相永磁发电机输出电压为同电压同相位，且并联输出单相电；当所述独立壳体之间的角度各自相差120度时，三个独立单相永磁发电机输出电压相同，各自相位相差120度，将三个独立单相永磁发电机输出的0线并联，则输出三相四线制电压。


4.如权利要求3所述的可切换输出单相-三相交流永磁发电机系统，其特征在于，所述伺服执行单元，包括：伺服电机（1）、第一传动轴（2）、第二传动轴（5）、第一齿轮（3）、第二齿轮（14）、第三齿轮（6）、第一旋转壳体齿轮（4）和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈益民，
申请(专利权)人：杭州锦辉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33