混合励磁补偿脉冲发电机制造技术

混合励磁补偿脉冲发电机，涉及混合励磁的发电机，属于电机领域。目的是解决现有补偿脉冲发电机电励磁结构复杂、永磁励磁输出不能调节问题。本发明专利技术的定子铁心沿轴向分成两段，在两段定子铁心之间设置励磁绕组，并分别固定在定子背轭内壁，定子铁心内设置电枢绕组，主轴上固定转子背轭，其外表面固定转子铁心，转子铁心外表面分成的两个区均沿圆周交错排布永磁体和铁磁体，同区上永磁体极性相同，不同区极性相反，沿轴向永磁体－铁磁体间隔排列，其外表面设置有铝补偿筒。另一方案转子铁心外表面分成的两个区均沿圆周交错排布永磁体及永磁体和铁磁体组合块，相邻永磁体极性相反，沿轴向按永磁体－铁磁体－永磁体间隔排列，且间隔排列的永磁体极性相同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混合励磁的发电机，属于电机领域。
技术介绍
补偿脉冲发电机是惯性储能电机。作为一种新型脉冲能源，补偿脉冲发 电机基于电磁感应和磁通压縮两个原理工作，集惯性存储、机电能量转换和 脉冲成形于一体，具有单元件的综合优势。补偿脉冲发电机具有比功率 高、比储能高、重复频率高和高使用寿命等综合指标优势。现有的补偿脉冲发电机，其励磁磁场的产生方式有两种， 一种为电励磁， 一种为永磁体励磁对于电励磁方式，存在的问题是电机结构复杂，有电刷 结构，电刷的磨损和烧蚀会降低电机的可靠性，并增加其维护费用；永磁体 励磁方式存在的问题是其输出不能随着负载的需求来进行调节。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有的补偿脉冲发电机单一电励磁结构复杂，有电 刷和滑环结构；单一永磁励磁输出不能随负载的需求调节的问题，设计了混 合励磁补偿脉冲发电机。本专利技术包括定子、转子、主轴和铝补偿筒，所述定子包括定子背轭、定 子铁心、励磁绕组和电枢绕组，转子固定在定子内部，由主轴固定位置，所 述转子包括永磁体、铁磁体、转子铁心和转子背轭，定子铁心沿轴向均分成 两段，两段定子铁心分别固定在定子背轭的内壁上，在两段定子铁心之间设 置有环形的励磁绕组，励磁绕组环绕粘于定子背轭的内壁上，两段定子铁心 的内壁上设置有电枢绕组，主轴上固定有转子背轭，转子背轭的外表面固定 有转子铁心，转子铁心的外表面沿轴向均分成两个区域，每个区域设置的永 磁体和铁磁体均沿铁心转子的圆周交错排布，相同区域永磁体的极性相同， 不同区域永磁体的极性相反，永磁体和铁磁体沿轴向在铁心转子外表面间隔 排列，即永磁体-铁磁体，永磁体和铁磁体的外表面设置有铝补偿筒，电枢绕 组与铝补偿筒之间留有气隙。本专利技术还提供另一种技术方案，本专利技术包括定子、转子、主轴和铝补偿 筒，所述定子包括定子背轭、定子铁心、励磁绕组和电枢绕组，转子固定在 定子内部，由主轴固定位置，所述转子包括永磁体、铁磁体、转子铁心和转 子背轭，定子铁心沿轴向均分成两段，两段定子铁心分别固定在定子背轭的 内壁上，在两段定子铁心之间设置有环形的励磁绕组，励磁绕组环绕粘于定 子背轭的内壁上，两段定子铁心的内壁上设置有电枢绕组，主轴上固定有转 子背轭，转子背轭的外表面固定有转子铁心，转子铁心的外表面沿轴向均分 成两个区域，每个区域设置的永磁体及永磁体和铁磁体组合块均沿转子铁心 的圆周交错排布，相邻永磁体的极性相反，永磁体和铁磁体沿轴向在转子铁 心外表面间隔排列，即永磁体-铁磁体-永磁体，且间隔排列永磁体的极性相同， 永磁体和铁磁体外表面设置有铝补偿筒，电枢绕组与铝补偿筒之间留有气隙。本专利技术的优点是实现了无刷化，简化了电机结构，大大提高了电机的可 靠性，减少了电机的维护费用，并且也提高了电机的效率，缓解了电励磁压力；电机的输出波形灵活多变；电机的比功率高。 附图说明图l是本专利技术的结构示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3是图1的 B-B剖视图，图4是图1的C-C剖视图，图5是实施方式二的结构示意图， 图6是每对极每相电枢绕组接线示意图。具体实施例方式具体实施方式一下面结合图1 图4、图6说明本实施方式，本实施方式由定子、转子、主轴9和铝补偿筒10组成，所述定子由定子背轭l、定子 铁心2、励磁绕组3和电枢绕组4组成，转子固定在定子内部，由主轴9固定 位置，所述转子由永磁体5、铁磁体6、转子铁心7和转子背轭8组成，定子 铁心2沿轴向均分成两段，两段定子铁心2分别固定在定子背轭1的内壁上， 在两段定子铁心2之间设置有环形的励磁绕组3，励磁绕组3环绕粘于定子背 轭1的内壁上，两段定子铁心2的内壁上设置有电枢绕组4，主轴9上固定有 转子背轭8，转子背轭8的外表面固定有转子铁心7，转子铁心7的外表面沿 轴向均分成两个区域，每个区域设置的永磁体5和铁磁体6均沿铁心转子7 的圆周交错排布，相同区域永磁体5的极性相同，不同区域永磁体5的极性相反，永磁体5和铁磁体6沿轴向在铁心转子7外表面间隔排列，即永磁体 5-铁磁体6，永磁体5和铁磁体6的外表面设置有铝补偿筒10，电枢绕组4 与铝补偿筒10之间留有气隙。定子铁心2主要作为磁路的通道，所以一定要用导磁性能好的硅钢片， 而由于转子磁场是切割定子铁心2的，所以在定子铁心2中将通过交变的磁 场，交变磁场在导体表面会产生涡流和磁滞损耗，为了有效地降低这种有功 损耗，防止定子铁心2过热， 一般将硅钢片做成小片叠压而成，而且片间还 用绝缘漆进行绝缘。作为转子，由于定子电流产生的磁场与转子转速相一致，定子电流产生 的旋转磁场是与转子相对静止的，没有磁力线的切割运动，因此转子表面也 就不会通过交变的磁场，不会产生磁滞和涡流损耗，所以转子不用采用硅钢 片叠压而成；另外，由于转子旋转速度非常高，转子表面受到很大的离心力 的作用，转子铁芯7采用整体锻造的钢体。定子背轭1和转子背轭8由良好的导磁材料构成，提供电机轴向励磁磁 路。如果轴向磁路构成采用硅钢片的话，由于叠片系数的存在就会造成轴向 磁路存在一定的气隙，这样电机所需要的励磁就会增加，因此，本专利技术的定 子背轭1和转子背轭8都采用整体锻造结构，用来提供电机电励磁和永磁体5 的轴向励磁磁路。铁磁体6是本专利技术中电励磁回路的重要组成部分，它使电励磁磁路能够 和永磁体5的磁路分开。在电机对负载放电时，铝补偿筒10由于涡流效应产生补偿电流，此补偿 电流产生的磁场与电枢反应磁场相互作用，阻止电枢反应磁场穿过铝补偿筒 10，电枢反应磁通被压縮在铝补偿筒10与电枢绕组4之间的气隙中，从而使 电机电枢绕组4的暂态电感大大降低，电机输出强脉冲功率。铝补偿筒10的 厚度可以是均匀的，也可以是不均匀的，通过厚度的不同选择，可以获得不 同的补偿效果和不同的电流脉冲波形。如果铝补偿筒10是均匀的，无论转子 处于何种位置，电枢反应磁通都得到同样的补偿而使电枢绕组4具有恒定的 低电感，它近似等于电枢绕组4的漏电感。显然，当气隙磁场为正弦分布时， 此专利技术产生的电流脉冲波形近似为正弦波。如果铝补偿筒IO厚度不均匀时，转子处于不同位置时，电枢绕组4得到的补偿程度不同，从而可以通过铝补 偿筒10的合理设计，获得不同的电流脉冲波形。电枢绕组4为单相、两相或多相同心式绕组，如图6所示，电枢绕组4 的每对极每相绕组由单层铜板沿外边缘形状由外向内切割成连续的条状结 构，电枢绕组4的每对极每相绕组的端部焊接引出线，使绕组的电感和电阻 小，而且工艺简单。工作原理补偿脉冲发电机中放电绕组的电流等级要比励磁电流大得多，传统的电 励磁为了减小电刷的负荷，往往采用转场式，励磁绕组3都是放在转子上， 由电刷将电励磁引入到转子励磁绕组3。在本专利技术中，转子上设置了永磁体5励磁，并且将励磁绕组3放在两段 定子铁心2中间，省去了复杂的电刷结构。当励磁绕组3通直流电时，励磁 电流所产生的电励磁磁通回路为定子铁心2 (径向)一定子背轭l (轴向) —定子铁心2 (径向)一气隙(径向)一铝补偿筒IO (径向)一铁磁体6 (径 向)一转子铁心7 (径向)一转子背轭8 (轴向)一转子铁心7 (径向)一铁 磁体6 (径向)一铝补偿筒IO (径向)一气隙(径向)一定子铁心2 (径向)； 永磁体5产生的磁通路径为永磁体5的N极(径向)一铝补偿筒IO 本文档来自技高网...

【技术保护点】
混合励磁补偿脉冲发电机，它包括定子、转子、主轴（９）和铝补偿筒（１０），所述定子包括定子背轭（１）、定子铁心（２）、励磁绕组（３）和电枢绕组（４），转子固定在定子内部，由主轴（９）固定位置，所述转子包括永磁体（５）、铁磁体（６）、转子铁心（７）和转子背轭（８），定子铁心（２）沿轴向均分成两段，两段定子铁心（２）分别固定在定子背轭（１）的内壁上，在两段定子铁心（２）之间设置有环形的励磁绕组（３），励磁绕组（３）环绕粘于定子背轭（１）的内壁上，两段定子铁心（２）的内壁上设置有电枢绕组（４），主轴（９）上固定有转子背轭（８），转子背轭（８）的外表面固定有转子铁心（７），转子铁心（７）的外表面沿轴向均分成两个区域，每个区域设置的永磁体（５）和铁磁体（６）均沿铁心转子（７）的圆周交错排布，相同区域永磁体（５）的极性相同，不同区域永磁体（５）的极性相反，永磁体（５）和铁磁体（６）沿轴向在铁心转子（７）外表面间隔排列，即永磁体（５）－铁磁体（６），永磁体（５）和铁磁体（６）的外表面设置有铝补偿筒（１０），电枢绕组（４）与铝补偿筒（１０）之间留有气隙。

【技术特征摘要】
1. 混合励磁补偿脉冲发电机，它包括定子、转子、主轴(9)和铝补偿筒(10)，所述定子包括定子背轭(1)、定子铁心(2)、励磁绕组(3)和电枢绕组(4)，转子固定在定子内部，由主轴(9)固定位置，所述转子包括永磁体(5)、铁磁体(6)、转子铁心(7)和转子背轭(8)，定子铁心(2)沿轴向均分成两段，两段定子铁心(2)分别固定在定子背轭(1)的内壁上，在两段定子铁心(2)之间设置有环形的励磁绕组(3)，励磁绕组(3)环绕粘于定子背轭(1)的内壁上，两段定子铁心(2)的内壁上设置有电枢绕组(4)，主轴(9)上固定有转子背轭(8)，转子背轭(8)的外表面固定有转子铁心(7)，转子铁心(7)的外表面沿轴向均分成两个区域，每个区域设置的永磁体(5)和铁磁体(6)均沿铁心转子(7)的圆周交错排布，相同区域永磁体(5)的极性相同，不同区域永磁体(5)的极性相反，永磁体(5)和铁磁体(6)沿轴向在铁心转子(7)外表面间隔排列，即永磁体(5)-铁磁体(6)，永磁体(5)和铁磁体(6)的外表面设置有铝补偿筒(10)，电枢绕组(4)与铝补偿筒(10)之间留有气隙。2、 根据权利要求1所述的混合励磁补偿脉冲发电机，其特征在于电枢绕 组(4)为单相、两相或多相形式。3、 根据权利要求1所述的混合励磁补偿脉冲发电机，其特征在于电枢绕 组(4)为无槽电枢绕组或有槽电枢绕组。4、 根据权利要求1所述的混合励磁补偿脉冲发电机，其特征在于定子铁 心(2)由硅钢片叠加而成，转子铁心(7)、定子背轭(1)和转子背轭(8)采用整体锻 造的钢体。5、 混合励磁补偿脉冲发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔淑梅，程树康，罗成，吴绍朋，宋立伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]