本发明专利技术公开了一种单相磁阻发电机，包括由硅钢片叠压制成凸极磁极结构的定子、转子组成；定子磁极上有集中电枢绕组，绕组依电枢绕组的Ｎ、Ｓ极性串联或并联构成一相；转子上设有和定子极数相等的旋转磁极，磁极有绕组励磁磁极或永磁磁极以及永磁励磁混合磁极；转子相邻磁极绕组串联或并联构成Ｎ、Ｓ多组；定转子极数由２极、４极…ｎ极组成，且偶数极即对极组成；定转子由不同极对数组成，定转子极对数必须相等；由于采用了定转子等极数技术，转子可采用不同形式的励磁磁极和永磁磁极，以及永磁＋电励磁混合磁极，使定子绕组均同时得到了利用，并利用绕组串并联动态组合使输出电压调节方便提高绕组的利用率，增强发电机功率密度和发电机性能及效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发电机
，尤其涉及单相磁阻发电机。
技术介绍
现有的开关磁阻电机(SRM)系双凸极磁极结构的电动机，它的定 子、转子都为凸极式均由普通硅钢片叠压制成，在定子磁极上绕有集中 绕组，而转子既无绕组也无永磁体；该电机按相数可分为单相、两相、 三相、四相和多相开关磁阻电机，又以三相6/4极结构，12/8极结构和 四相8/6极结构居多；开关磁阻电机的优点是结构简单，容易制造， 运行效率高，功率因数高，启动电流小，启动转矩大，过载能力强，同 时在宽调速范围内都具有高效率。其转子无线圈绕组，故增加了开关磁 阻电机发电机的复杂性，定子绕组既是励磁绕组又是发电绕组，当依次 给各相绕组通电，电机才会产生电磁转矩，使电机连续旋转，在电动机 状态时电流是单向的。然而，现有技术的开关磁阻电机(SRM)由机械 驱动在开关磁阻发电机(简称SRG)状态时励磁是单向可控分时性的， 而发电是单向分时性不可控的，并且发电状态电流也是单向的；更重要 的是原有的开关磁阻电机SRM转换为开关磁阻发电机SRG状态下输出 的是直流电能而不是交流电能。由于开关磁阻电机双凸极磁极结构存在差极即定转子磁极不相等， 定子磁极数大于转子磁极数，以及在发电状态也需要开关管控制定子绕 组的励磁电流并控制其励磁控制角的时间，这样增加了制造成本和运行 成本1/3-2/5，并且励磁方式是分相分阶段励磁的方式,也就是说开关磁 阻电机在可逆状态作为发电运行中它的控制更复杂，在电机旋转一周时 通过电子控制功率管分相励磁分时性的轮流励磁分相发电，如控制的好4最多二相发电，由于励磁占据了一定的时间，所以影响了发电效率。本人已申请的为《开关磁阻电机发电机》，专利申请号200810017433.2的专利技术专利，与我现申请的专利技术专利技术完全不同， 己申请的专利技术技术在转子不励磁的状态下通过电子控制定子绕组通电 产生旋转磁场作为电动机使用，由机械驱动旋转力的作用下通过励磁产 生电能输出，并且定转子磁极数不相等，转子磁极少于定子磁极数，可 以由不同相数不同极数组成，转子只能是带有绕组的磁极转子组成，而 不能采用定转子等极技术，也不能采用永磁转子更不能采用爪极转子， 而且控制技术比较复杂，开关磁阻电机由机械驱动在转子励磁绕组情况 下便成为发电机。
技术实现思路
鉴于已有技术的不足之处，本专利技术的目的是提供一种提高发电效 率，降低制造应用成本的单相磁阻发电机。实现解决技术问题的技术方案是 一种单相磁阻发电机，包括主要 由凸极磁极结构的定子、转子组成；定子部分包括定子外壳(1)、定子磁轭(2)、定子电枢绕组(3)、定子磁极(4)以及底座(40)等，转 子部分包括转子磁极(5)、转子励磁绕组(6)、转子磁轭(9)、转子轴 (11)以及前后轴承(29)、 (34)等；定子凸极上有集中电枢绕组，绕 组依电枢绕组的N、 S极性串联或并联构成一相；所述转子上设有和定子极数相等的旋转磁极，磁极有绕组电励磁磁 极或永磁磁极以及永磁电励磁混合磁极。所述转子上绕组为励磁绕组，其结构分为磁极励磁绕组，爪极励磁绕组，永磁磁极式隐极式磁极以及爪极永磁励磁混合绕组和磁极永磁励磁混合绕组；并可分为内转子和外转子式，可将电枢绕组置于定子亦可置于转子，可适用于不同的场合。所述转子励磁装置安装在电机轴上，电机轴上有出线孔(10)，将 发电机的励磁绕组用导线经出线孔(10)的转子励磁引线通过V+滑环导 电铜镙杆(15)和V-滑环导电铜镙杆(14)与旋转的正、负励磁滑环(22) (23)连接，正、负励磁滑环之间设有绝缘套(13)，绝缘套内有金属 固定套(12)通过固定键槽(7)固定在转子轴非轴伸端(11)即非负 载端并与电机轴同步旋转；正、负励磁碳刷盒架(19)、 (21)通过支承固定镙杆(24)及法兰盘固定镙杆(26)与后外轴承盖(27)制造为一 体连接在后端盖(30)上，支承固定镙杆(24)上设有绝缘管(25); 正、负励磁滑环(22) (23)分别与正、负励磁碳刷(18) (20)接触并 与碳刷架盒内的碳刷(18) (20)对应安装；正、负碳刷盒与碳刷架连 为一体，正、负碳刷架相互绝缘并固定于后端盖(30)静止不旋转。所述转子相邻磁极绕组串联构成N、 S、 N、 S……多组，也可并联为 N、 S、 N、 S、 N、 S、……多组。所述定子绕组可组成单相串联或单相并联、亦可部分串联后再并联 来完成不同电压的输出和不同电流的输出，根椐不同频率的输出可运行 于不同的转速。所述定转子极数由2极、4极、6极、8极、10、 12极……n极组成， 并且都是偶数极组成，即对极组成，以适应不同的转速。所述定转子可由不同极对数组成，定转子极对数必须相等。所述定子凸磁极上套有电枢绕组，其绕组相邻的两个磁极上电枢绕 组反相串联构成一组绕组，同时转子绕组反相串联或并联成N极或S极。由上述结构可见，本专利技术是一种新的磁路设计，使得本专利技术具有现 有技术所不具备的以下优点1、 本专利技术打破常规在开关磁阻电机转子上加装了励磁绕组或永磁磁极， 发电机性能和效率得到了有效提高；所有定子磁极绕组均同时在发电状 态，并使定子的两个区域都得到利用，使发电功率密度有较大的增加， 效率有大为提高，也使定子绕组所有绕组均得到同时利用，所以提高发 电机功率密度；利用绕组串并联的动态组合使输出电压调节更为方便并 能提高绕组的利用率。同时，使发电机在发电状态下省去了定子电枢绕 组电子控制装置，而只有转子可调直流电源励磁装置，没有开关功耗(不 需要电枢电子开关管控制)，因而降低了设备成本1/3-2/5，提高了设备 的可靠性；使其没有了开关间歇期，解决了定子绕组电感在发电状态整 流续流效率不高的影响；本专利技术输出的电能是交流电能，使其输出应用 再不需要逆变装置，可直接变压输送交流电能。2、 本专利技术设置内转子和外转子的转子形式，当采用外转子时；1)、电 枢绕组置于外转子需要滑环供电，内定子励磁磁极不需要滑环；2)、励磁磁极置于外转子时，只适用于凸极磁极，并且外转子需要滑环；永磁 式外转子不需要滑环；但外转子不适用于爪极转子；此时可将爪极置于 内定子并且内定子不需要滑环而外转子需要滑环(一般外转子都适用于 小功率发电机)。3、 本专利技术的磁路设计新颖，可有效地增强工作气隙间的磁通密度，保 证磁间隙内的强磁作用和功率密度，不产生单边磁拉力，并且不产生振 动。4、 本专利技术与现有开关磁组电机(SRM)相比，提高了发电功率，并提 高了功率密度，能使输出电压可调，输出电流可调，使功率因数和效率 得到提高，可以很容易地实现调节驱动机械的转速，可调节发电机的输 出频率。附图说明图la单相6/6双凸极电励磁式等极式内转子发电机剖面原理示意图图lb单相6/6双凸极电励磁式等极式内转子发电机整体结构连接示意图图2a单相6/6双凸极电励磁式等极式外转子发电机剖面原理示意图 图2b单相6/6双凸极电励磁式等极式外转子发电机整体结构连接示意图 图3a单相6/6双凸极电励磁式等极式内转子发电机定子电枢绕组3路并 联接线示意图图3b单相6/6双凸极电励磁式等极式内转子发电机定子电枢绕组l路串 联接线示意图图3c单相6/6双凸极电励磁式等极式内转子发电机转子磁极绕组接线示 意图图4a单相8/8双凸极永本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单相磁阻发电机，包括由凸极磁极结构的定子、转子组成；定子部分包括定子外壳（１）、定子磁轭（２）、定子电枢绕组（３）、定子磁极（４）以及底座（４０），转子部分包括转子磁极（５）、转子励磁绕组（６）、转子磁轭（９）、转子轴（１１）以及前后轴承（２９）、（３４）；定子凸极磁极上有集中电枢绕组，绕组依电枢绕组的Ｎ、Ｓ极性串联或并联构成一相；其特征在于： ａ、所述转子上设有和定子极数相等的旋转磁极，磁极有绕组电励磁磁极或永磁磁极以及永磁电励磁混合磁极； ｂ、所述转子上绕 组为励磁绕组，其结构分为磁极励磁绕组，爪极励磁绕组，永磁磁极式隐极式磁极以及爪极永磁励磁混合绕组和磁极永磁励磁混合绕组；并可分为内转子和外转子式，可将电枢绕组置于定子亦可置于转子； ｃ、所述转子励磁装置安装在电机轴上，电机轴上有出线孔 （１０），将发电机的励磁绕组用导线经出线孔（１０）的转子励磁引线通过Ｖ＋滑环导电铜镙杆（１５）和Ｖ－滑环导电铜镙杆（１４）与旋转的正、负励磁滑环（２２）（２３）连接，正、负励磁滑环之间设有绝缘套（１３）、绝缘套内有金属固定套（１２）通过固定键槽（７）固定在转子轴非轴伸端（１１）即非负载端并与电机轴同步旋转；正、负励磁碳刷盒架（１９）、（２１）通过支承固定镙杆（２４）及法兰盘固定镙杆（２６）与后外轴承盖（２７）制造为一体连接在后端盖（３０）上，支承固定镙杆（２４）上设有绝缘管（２５）；正、负励磁滑环（２２）（２３）分别与正、负励磁碳刷（１８）（２０）接触并与碳刷架盒内的碳刷（１８）（２０）对应安装；正、负碳刷盒与碳刷架连为一体，正、负碳刷架相互绝缘并固定于后端盖（３０）静止不旋转。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张世清，张红梅，
申请(专利权)人：张世清，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]
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