双等极双段定转子磁阻发电机制造技术

本发明专利技术涉及一种双等极双段定转子磁阻发电机，包括由硅钢片叠压制成凸极磁极或隐极结构的两段定转子组成；定子凸极磁极上设有电枢集中绕组或分层绕组，绕组依电枢绕组的Ｎ、Ｎ极性串联或并联构成一相，电枢绕组的Ｓ、Ｓ极性串联或并联构成另一相；转子上设有和定子极数相等的旋转磁极转子相邻磁极绕组串联或并联构成Ｎ、Ｓ多组；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，且转子励磁装置安装在电机轴；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。本发明专利技术采用定转子等极数技术，同时利用绕组串并联动态组合，不但方便了输出电压调节，提高了绕组的利用率，而且增强了发电机的功率密度及效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发电机
，涉及一种磁阻发电机，尤其涉及一种双等极双段定 转子磁阻发电机。
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、转子均由普 通硅钢片叠压制成凸极式，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。因其 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，如控制的好最多二相发 电，由于分时励磁占据了一定的时间，发电功率仅为电机功率的60%，所以影响了发电效 率。本人已申请的专利技术专利《开关磁阻电机发电机》(申请号200810017433. 2)是在转 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，定子磁极大于转子 磁极数，可以由不同相数不同极数组成，属于分相发电技术，转子只能是带有绕组的电激磁 极转子组成，而不能采用永磁磁极。由于依据开关磁阻电机不同相数和定转差极技术，发出 的电能与现有用电系统不兼容，只能经整流器转化成直流电才能应用，而且控制技术比较 复杂，制造成本高。本人已申请的专利技术专利《单相磁阻发电机》(申请号200810018034. 8)体积小、重 量轻，由于采用了定转子等极技术，并不需用电子控制，所以只能作单相交流发电机而不能 一机两用。但该发电机定转子均为凸极，转子可采用永磁磁极，转子磁极可采用带激磁绕 组的电励磁极、永磁电激磁合型、爪极混合型等，应用非常灵活，并能满足不同功率、不同电 压、不同频率的需要，输出功率大，输出电压正弦波形好，经整流输出直流电压脉动小，在微 型小功率、多极数、中高速运行时效果好。但在中功率、少极数、运行在低速时效果就不那么完美了，尤其是采用了定转子等极技术提高功率输出后，定转子等极技术的磁极相当于定 转子N、S、N、S磁路在静止磁极闭合状态，所以形成静态阻力特别大，从而造成发电启动阻 力大、低速耗能大、低速噪声大、高速噪声小、低速振动大、高速振动小。经测试发现，其振 动的振幅噪声的大小与极数多少有关，极数越少振幅越大，噪声越大；振动的频率与转速有 关，转速越低振幅越高，噪声越大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种发电效率更高、应用广泛、制造成本低的 双等极双段定转子磁阻发电机。为解决上述问题，本专利技术所述的一种双等极双段定转子磁阻发电机，包括呈凸极 磁极结构的二段定子和转子；所述定子包括定子外壳、第一段定子磁轭、第二段定子磁轭、 第一段定子电枢集中绕组、第二段定子电枢集中绕组、第一段定子磁极、第二段定子磁极以 及机座；所述转子包括第一段转子永磁磁极、第二段转子永磁磁极、第一段电励磁转子磁 极、第二段电励磁转子磁极、第一段电励磁转子励磁绕组、第二段电励磁转子励磁绕组、第 一段转子磁轭、第二段转子磁轭、转子轴、第一段转子磁轭固定键槽、第二段转子磁轭固定 键槽、第一段转子轴孔、第二段转子轴孔以及前轴承、后轴承；所述定子凸极磁极上设有电 枢集中绕组或分层绕组，绕组依电枢绕组的N、N极性串联或并联构成一相，电枢绕组的S、S 极性串联或并联构成另一相，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、所述转子可分为内转子和外转子式，其上绕组为励磁绕组，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；C、所述转子励磁装置安装在电机轴上，电机轴上有电机旋转轴电励磁出线孔，将 发电机的励磁绕组用电励磁旋转供电滑环组件转子励磁绕组引出线经电机旋转轴电励磁 出线孔的转子励磁引线通过电励磁旋转供电滑环组件V+导电铜镙杆和电励磁旋转供电滑 环组件V-导电铜镙杆与旋转的电励磁旋转供电滑环组件V+旋转滑环、电励磁旋转供电滑 环组件V-旋转滑环连接，电励磁旋转供电滑环组件V+旋转滑环、电励磁旋转供电滑环组 件V-旋转滑环之间设有电励磁旋转供电滑环组件滑环绝缘套，电励磁旋转供电滑环组件 滑环绝缘套内有电励磁旋转供电滑环组件金属固定套通过转子轴的固定键槽固定在转子 轴非轴伸端即非负载端并与电机轴同步旋转；电励磁旋转供电滑环组件V+供电碳刷盒、电 励磁旋转供电滑环组件V-供电碳刷盒通过电励磁旋转供电滑环组件供电碳刷架支承镙杆 及法兰盘与电励磁旋转供电滑环组件安装支承固定法兰盘带轴承外盖制造为一体连接在 后端盖上，电励磁旋转供电滑环组件供电碳刷架支承镙杆上设有电励磁旋转供电滑环组件 供电碳刷架支承镙杆绝缘套管；电励磁旋转供电滑环组件V+旋转滑环、电励磁旋转供电滑 环组件V-旋转滑环分别与电励磁旋转供电滑环组件V+供电碳刷、电励磁旋转供电滑环组 件V-供电碳刷接触并与电励磁旋转供电滑环组件V+供电碳刷盒、电励磁旋转供电滑环组 件V-供电碳刷盒的碳刷对应安装；电励磁旋转供电滑环组件V+供电碳刷盒、电励磁旋转供 电滑环组件V-供电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静止不旋转。所述两段定子、转子均为隐极磁极结构，该隐极磁极上设有电枢集中绕组。所述同段转子相邻磁极绕组反极性串联构成N、S、N、S……多组，也可隔极同极性 并联为N、N、S、S、……多组。两段转子激磁绕组可同极性并联运行，也可同极性串联运行。所述定子绕组可组成每相绕组多组反极性串联或同极性并联，亦可部分反极性串 联后再同极性并联。所述定转子极数由2极、4极、6极、8极、10、12极……η极组成，并且都是偶数极 组成，即对极组成。定转子可由不同极对数组成，定转子极对数必须相等，两段定子、转子的两段长度 必须相等；其中两段转子铁心极齿对齐，第一段定子磁极中心与第二段定子磁极互差1/2 极距角，即第一段与第二段定子电枢输出电压互差90度相位角；两段定子铁心极齿对齐， 第一段转子永磁磁极中心与第二段转子永磁磁极互差1/2极距角，即第一段与第二段转子 电枢输出电压互差90度相位角。所述两段转子永磁磁极均采用直长条形磁极或斜面长条形磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双等极双段定转子磁阻发电机，包括呈凸极磁极结构的二段定子和转子；所述定子包括定子外壳（１）、第一段定子磁轭（２）、第二段定子磁轭（９）、第一段定子电枢集中绕组（３）、第二段定子电枢集中绕组（１０）、第一段定子磁极（４）、第二段定子磁极（１１）以及机座（４３）；所述转子包括第一段转子永磁磁极（５）、第二段转子永磁磁极（１２）、第一段电励磁转子磁极（１６）、第二段电励磁转子磁极（１８）、第一段电励磁转子励磁绕组（１７）、第二段电励磁转子励磁绕组（１９）、第一段转子磁轭（６）、第二段转子磁轭（１３）、转子轴（４１）、第一段转子磁轭固定键槽（７）、第二段转子磁轭固定键槽（１４）、第一段转子轴孔（８）、第二段转子轴孔（１５）以及前轴承（３９）、后轴承（３０）；所述定子凸极磁极上设有电枢集中绕组或分层绕组，绕组依电枢绕组的Ｎ、Ｎ极性串联或并联构成一相，电枢绕组的Ｓ、Ｓ极性串联或并联构成另一相，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、所述转子可分为内转子和外转子式，其上绕组为励磁绕组，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；ｃ、所述转子励磁装置安装在电机轴上，电机轴上有电机旋转轴电励磁出线孔（５３），将发电机的励磁绕组用电励磁旋转供电滑环组件转子励磁绕组引出线（５４）经电机旋转轴电励磁出线孔（５３）的转子励磁引线通过电励磁旋转供电滑环组件Ｖ＋导电铜镙杆（５５）和电励磁旋转供电滑环组件Ｖ－导电铜镙杆（５０）与旋转的电励磁旋转供电滑环组件Ｖ＋旋转滑环（５６）、电励磁旋转供电滑环组件Ｖ－旋转滑环（５７）连接，电励磁旋转供电滑环组件Ｖ＋旋转滑环（５６）、电励磁旋转供电滑环组件Ｖ－旋转滑环（５７）之间设有电励磁旋转供电滑环组件滑环绝缘套（５１），电励磁旋转供电滑环组件滑环绝缘套（５１）内有电励磁旋转供电滑环组件金属固定套（５２）通过转子轴（４１）的固定键槽固定在转子轴（４１）非轴伸端即非负载端并与电机轴同步旋转；电励磁旋转供电滑环组件Ｖ＋供电碳刷盒（５８）、电励磁旋转供电滑环组件Ｖ－供电碳刷盒（５９）通过电励磁旋转供电滑环组件供电碳刷架支承镙杆（６０）及法兰盘与电励磁旋转供电滑环组件安装支承固定法兰盘带轴承外盖（６２）制造为一体连接在后端盖（３３）上，电励磁旋转供电滑环组件供电碳刷架支承镙杆（６０）上设有电励磁旋转供电滑环组件供电碳刷架支承镙杆绝缘套管（６１）；电励磁旋转供电滑环组件Ｖ＋旋转滑环（５６）、电励磁旋转供电滑环组件Ｖ－旋转滑环（５７）分别与电励磁旋转供电滑环组件Ｖ＋供电碳刷（４６）、电励磁旋转供电滑环组件Ｖ－供电碳刷（４８）接触并与电励磁旋转供电滑环组件Ｖ＋供电碳刷盒（５８）、电励磁旋转供电滑环组件Ｖ－供电碳刷盒（５９）的碳刷对应安装；电励磁旋转供电滑环组件Ｖ＋供电碳刷盒（５８）、电励磁旋转供电滑环组件Ｖ－供电碳刷盒（５９）与碳刷架连为一体，正、负碳刷架相互绝缘并固定于后端盖（３３）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