本发明专利技术实施例公开了一种集成补偿绕组的磁路解耦型混合励磁电机，涉及混合励磁电机，能够提高磁路解耦型混合励磁发电机功率输出能力。本发明专利技术包括：磁路解耦型混合励磁电机由永磁电机和电励磁电机组成；磁路解耦型混合励磁电机连接桥式不控整流电路，桥式不控整流电路和励磁电源都接入绕组模块，绕组模块由励磁、电励磁电机电枢、补偿和永磁电机电枢绕组组成；永磁电机电枢绕组和补偿绕组采用星型绕组结构，电励磁电机电枢绕组采用开绕组结构；永磁电机电枢绕组输出端与电励磁电机电枢绕组输入端相连，电励磁电机电枢绕组输出端通过桥式不控整流电路输出直流电功率；补偿绕组输出端同时与永磁电机电枢绕组输出端和电励磁电机电枢绕组输入端相连。电机电枢绕组输入端相连。电机电枢绕组输入端相连。
【技术实现步骤摘要】
一种集成补偿绕组的磁路解耦型混合励磁电机
[0001]本专利技术涉及混合励磁电机
，尤其涉及一种集成补偿绕组的磁路解耦型混合励磁电机。
技术介绍
[0002]在直流发电系统中，永磁发电机具有功率密度高、效率高的优势。但永磁体价格昂贵，增加了发电系统成本，且由于永磁电机磁场调节困难，需要配合可控整流单元实现发电系统稳压输出，发电控制方法复杂，系统可靠性低。通过在永磁电机中引入电励磁部分，可以构成混合励磁电机。与永磁发电机相比，混合励磁发电机中用不控整流单元取代可控整流单元，仅需调节直流励磁电流可实现发电系统调压以及电机故障灭磁，无需转子位置检测，简化了发电控制，同时有效提高了系统可靠性。
[0003]磁路解耦型混合励磁发电机在保证混合励磁电机结构简单可靠的同时，具有调磁效率高、双向调磁范围宽、永磁体退磁风险小等优势，在直流发电系统中具有重要的应用前景。但由于永磁磁路与电励磁磁路特性的差异，磁路解耦型混合励磁发电机负载时的电枢反应会导致其永磁电机与电励磁电机中产生无功功率流动。无功功率的产生制约了该类混合励磁电机的功率输出能力，削弱了其在直流发电系统中的优势。
[0004]因此，如何在不增加电机结构复杂度、且不增加控制方式的繁琐程度的同时，还能够提高磁路解耦型混合励磁发电机功率输出能力，成为了需要研究的方向。
技术实现思路
[0005]本专利技术的实施例提供一种集成补偿绕组的磁路解耦型混合励磁电机，能够提高磁路解耦型混合励磁发电机功率输出能力。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：
[0007]所述磁路解耦型混合励磁电机由永磁电机和电励磁电机组成；所述磁路解耦型混合励磁电机连接桥式不控整流电路，所述桥式不控整流电路和励磁电源都接入绕组模块，所述绕组模块由励磁绕组(3)、电励磁电机电枢绕组(4)、补偿绕组(5)和永磁电机电枢绕组(9)共四套绕组组成，其中，所述桥式不控整流电路直接接入电励磁电机电枢绕组(4)，所述励磁电源接入励磁绕组(3)；永磁电机电枢绕组(9)和补偿绕组(5)采用星型绕组结构，电励磁电机电枢绕组(4)采用开绕组结构；永磁电机电枢绕组(9)输出端与电励磁电机电枢绕组(4)输入端相连，电励磁电机电枢绕组(4)输出端通过所述桥式不控整流电路输出直流电功率；补偿绕组(5)输出端同时与永磁电机电枢绕组(9)输出端和电励磁电机电枢绕组(4)输入端相连。永磁电机电枢绕组(9)输出端、电励磁电机电枢绕组(4)输出端和补偿绕组(5)输出端为同名端。
[0008]补偿绕组(5)通过与永磁电机电枢绕组(9)的电路耦合产生超前相位的补偿电流，其中，该超前相位的补偿电流通过补偿绕组(5)与电励磁电机电枢绕组(4)的磁路耦合作用于所述电励磁电机的磁场。永磁电机电枢绕组(9)的空载电压高于补偿绕组(5)的空载电
压。
[0009]励磁绕组(3)为直流绕组。可选的，若所述电励磁电机采用电励磁磁阻电机，所述永磁电机采用永磁磁阻电机，则电励磁电机电枢绕组(4)、补偿绕组(5)和励磁绕组(3)均绕制于电励磁电机定子(1)上；补偿绕组(5)和电励磁电机电枢绕组(4)共用电励磁电机磁路，所述电励磁电机磁路包括所述电励磁电机的定子磁路和转子磁路；永磁电机电枢绕组(9)绕制于永磁电机定子(6)上，永磁体(8)安装于永磁电机定子(6)上。
[0010]可选的，若所述电励磁电机采用电励磁同步电机，所述永磁电机采用永磁同步电机，则补偿绕组(5)和电励磁电机电枢绕组(4)均绕制于电励磁电机定子(1)上，补偿绕组(5)和电励磁电机电枢绕组(4)共用电励磁电机磁路；励磁绕组(3)绕制于电励磁电机转子(2)上；永磁电机电枢绕组(9)绕制于永磁电机定子(6)上，永磁体(8)安装于永磁电机转子(7)上。
[0011]可选的，若所述电励磁电机采用电励磁磁阻电机，所述永磁电机采用永磁同步电机，则电励磁电机电枢绕组(4)、补偿绕组(5)和励磁绕组(3)均绕制于电励磁电机定子(6)上；电励磁电机电枢绕组(4)和补偿绕组(5)共用电励磁电机磁路；永磁电机电枢绕组(9)绕制于永磁电机定子(6)上，永磁体(8)安装于永磁电机转子(7)上。
[0012]另外，电励磁电机转子(2)和永磁电机转子(7)平行安装在转轴(12)上。
[0013]本专利技术实施例提供的集成补偿绕组的磁路解耦型混合励磁电机，通过引入补偿绕组，有效抑制磁路解耦型混合励磁电机中无功功率的产生，达到提高该类混合励磁电机功率输出的目的。具体的，在磁路解耦型混合励磁发电机引入补偿绕组，此方法在不改变电机结构、不引入外部附加部件、不增加发电系统与控制方法复杂度的前提下，有效抑制磁路解耦型混合励磁电机中由于电枢反应导致的无功功率，从而提高其功率输出能力，方法简单有效且不增加电机成本，容易实现。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0015]图1a为本专利技术实施例提供的总体架构示意图；
[0016]图1b为本专利技术实施例提供的具有补偿绕组的磁路解耦型混合励磁发电机绕组连接框图。
[0017]图2为本专利技术实施例提供的具有补偿绕组的磁路解耦型混合励磁发电机中的电励磁电机结构示意图(a)和永磁电机结构示意图(b)。
[0018]图3为本专利技术实施例提供的具有补偿绕组的磁路解耦型混合励磁发电机中的电励磁电机结构示意图(a)和永磁电机结构示意图(b)。
[0019]图4为本专利技术实施例提供的具有补偿绕组的磁路解耦型混合励磁发电机中的电励磁电机结构示意图(a)和永磁电机结构示意图(b)。
[0020]图5为本专利技术实施例中对应的磁路解耦型混合励磁电机截面示意图，对应图2中体现的发电机方案。
[0021]图6为本专利技术中的桥式不控整流电路结构图。
[0022]附图中的各个标号分别表示：1
‑
电励磁电机定子，2
‑
电励磁电机转子，3
‑
励磁绕组，4
‑
电励磁电机电枢绕组，5
‑
补偿绕组，6
‑
永磁电机定子，7
‑
永磁电机转子，8
‑
永磁电机永磁体，9
‑
永磁电机电枢绕组，10
‑
机壳，11
‑
端盖，12
‑
转轴。
具体实施方式
[0023]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。下文中将详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集成补偿绕组的磁路解耦型混合励磁电机，其特征在于，所述磁路解耦型混合励磁电机由永磁电机和电励磁电机组成；所述磁路解耦型混合励磁电机连接桥式不控整流电路，所述桥式不控整流电路和励磁电源都接入绕组模块，所述绕组模块由励磁绕组(3)、电励磁电机电枢绕组(4)、补偿绕组(5)和永磁电机电枢绕组(9)共四套绕组组成，其中，所述桥式不控整流电路直接接入电励磁电机电枢绕组(4)，所述励磁电源接入励磁绕组(3)；永磁电机电枢绕组(9)和补偿绕组(5)采用星型绕组结构，电励磁电机电枢绕组(4)采用开绕组结构；永磁电机电枢绕组(9)输出端与电励磁电机电枢绕组(4)输入端相连，电励磁电机电枢绕组(4)输出端通过所述桥式不控整流电路输出直流电功率；补偿绕组(5)输出端同时与永磁电机电枢绕组(9)输出端和电励磁电机电枢绕组(4)输入端相连；永磁电机电枢绕组(9)输出端、电励磁电机电枢绕组(4)输出端和补偿绕组(5)输出端为同名端。2.根据权利要求1所述的集成补偿绕组的磁路解耦型混合励磁电机，其特征在于，补偿绕组(5)通过与永磁电机电枢绕组(9)的电路耦合产生超前相位的补偿电流，其中，该超前相位的补偿电流通过补偿绕组(5)与电励磁电机电枢绕组(4)的磁路耦合作用于所述电励磁电机的磁场。3.根据权利要求2所述的集成补偿绕组的磁路解耦型混合励磁电机，其特征在于，永磁电机电枢绕组(9)的空载电压高于补偿绕组(5)的空载电压。4.根据权利要求1所述的集成补偿绕组的磁路解耦型混合励磁电机，其特征在于，励磁绕组(3)为直流绕组。5.根据权利要求1所述的集成补偿绕组的磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾相培，张卓然，孙林楠，虞诗佳，于立，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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