專利名稱：電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋轉電源，尤其是一種電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機。
背景技術：
隨著稀土永磁材料的迅猛發(fā)展，稀土永磁材料在電機領域已開始應用，稀土永磁材料制成的永磁交流發(fā)電機具有體積小、重量輕、效率高等特點，但發(fā)電電壓不可調，必須研究一種電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機，該電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機是一種交流發(fā)電機，通過永磁實現(xiàn)交流發(fā)電，通過調磁使發(fā)電電壓可調且穩(wěn)定精度高。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機，它包括永磁調磁卷鐵芯支架、永磁調磁卷鐵芯、永磁調磁感應繞組、扇形永磁塊、永磁導環(huán)、調磁導環(huán)、帶風扇非導磁支架、永磁調磁轉子、調磁線圈、調磁機座、轉軸、軸承和防護罩，其特征是沿軸向按永磁調磁卷鐵芯支架、帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯、氣隙、永磁調磁轉子、 氣隙、帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯、永磁調磁卷鐵芯支架依次排列連接，沿徑向按扇形永磁塊、調磁導環(huán)、調磁線圈、調磁機座依次排列連接，一個發(fā)電機有二個永磁調磁卷鐵芯，所述永磁調磁卷鐵芯是用一定寬度的硅鋼帶卷制成圓環(huán)形狀而成，沿徑向用絕緣環(huán)隔離分成二段，厚的一段為永磁段卷鐵芯，薄的一段為調磁段卷鐵芯，永磁調磁卷鐵芯一側面沿徑向開有半開口梨形槽，沿周向均勻分布N個半開口梨形槽，槽中嵌有一套三相或單相永磁調磁感應繞組和調磁源繞組，組成帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯，永磁調磁感應繞組導體嵌在永磁段和調磁段卷鐵芯槽中，繞組匝數(shù)按正弦規(guī)律分布，一個永磁調磁卷鐵芯槽號按順時針方向編號，另一個永磁調磁卷鐵芯槽號按逆時針方向編號，永磁調磁感應繞組按編號方向依次排列在永磁調磁卷鐵芯槽中，二個帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯置于永磁調磁轉子的兩側，且其槽口朝向永磁調磁轉子，同時二側永磁調磁卷鐵芯的槽號要對齊固定于調磁機座兩端，二側永磁調磁卷鐵芯中的永磁調磁感應繞組可按電勢方向相同進行并聯(lián)或按電勢方向疊加進行串聯(lián)，2P個扇形永磁塊、永磁導環(huán)、調磁導環(huán)與帶風扇非導磁支架組成永磁調磁轉子，用永磁導環(huán)、調磁導環(huán)與鋁合金壓制而成，永磁導環(huán)和調磁導環(huán)用導磁材料制作，調磁導環(huán)兩側面有P個交錯分布的扇形凸極，單側只有P/2個扇形凸極，永磁導環(huán)位于中間，調磁導環(huán)位于外圈，緊靠永磁導環(huán)兩側與調磁導環(huán)扇形凸極對應有能對稱嵌裝2P個扇形永磁塊的槽，鋁合金部分的內環(huán)和外圈壓制成軸流風扇，形成帶風扇非導磁支架，扇形永磁塊對稱分布，扇形永磁塊的磁通方向垂直扇形面， 永磁調磁轉子二側面的磁性方向相同，同一側面相鄰扇形永磁塊的磁性方向按N極和S極依次排列，扇形永磁塊數(shù)量P根據(jù)發(fā)電機需要確定，可構成50Hz或400Hz交流電輸出的永磁交流發(fā)電機，永磁磁通是從扇形永磁塊N極出發(fā)，穿過氣隙，經(jīng)卷鐵芯的齒軛齒，到同側相鄰扇形永磁塊S極，形成永磁磁通回路，調磁磁通經(jīng)調磁機座、永磁調磁卷鐵芯支架的調磁段、永磁調磁卷鐵芯調磁段的軛齒、氣隙、永磁調磁轉子的調磁導環(huán)扇形凸極，到另一側的調磁導環(huán)扇形凸極、氣隙、永磁調磁卷鐵芯調磁段的齒軛、永磁調磁卷鐵芯支架的調磁段、回到調磁機座，形成調磁磁通回路。本實用新型的技術效果是1、電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機利用扇形永磁塊的永磁磁場實現(xiàn)交流發(fā)電，輸出三相或單相的50Hz或400Hz交流電源；2、利用調磁線圈的電磁磁場，使永磁發(fā)電電壓可調且穩(wěn)定精度高，小于1%，電壓波形正弦性好，供電品質優(yōu)良； 3、無勵磁機和旋轉整流器能實現(xiàn)無刷化，無轉子磁場繞組能實現(xiàn)發(fā)電電壓穩(wěn)定可調；4、發(fā)電機效率高、體積小、重量輕。

圖1為電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機結構圖。圖2為電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機原理圖。圖3為永磁調磁卷鐵芯結構圖。圖4為永磁調磁感應繞組分布圖。圖5為永磁調磁轉子結構圖。在圖中，1一永磁調磁支架，2—永磁調磁卷鐵芯，3—永磁調磁感應繞組，4一扇形永磁塊，5—永磁導環(huán)，6—調磁導環(huán)，7—帶風扇非導磁支架，8—永磁調磁轉子，9一調磁線圈，10—調磁機座，11一轉軸，12—軸承，13—防護罩，Wl—永磁調磁感應繞組，WE—調磁線圈，WS—調磁源繞組。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機，它由永磁調磁卷鐵芯支架1、永磁調磁卷鐵芯2、永磁調磁感應繞組3、 扇形永磁塊4、永磁導環(huán)5、調磁導環(huán)6、帶風扇非導磁支架7、永磁調磁轉子8、調磁線圈9、 調磁機座10、轉軸11、軸承12和防護罩13組成，沿軸向按永磁調磁卷鐵芯支架、帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯、氣隙、永磁調磁轉子、氣隙、帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯、永磁調磁卷鐵芯支架依次排列連接，沿徑向按扇形永磁塊、調磁導環(huán)、調磁線圈、 調磁機座依次排列連接，一個發(fā)電機有二個永磁調磁卷鐵芯，永磁調磁卷鐵芯是用一定寬度的硅鋼帶卷制成圓環(huán)形狀而成，沿徑向用絕緣環(huán)隔離分成二段，厚的一段為永磁段卷鐵芯，薄的一段為調磁段卷鐵芯，永磁調磁卷鐵芯一側面沿徑向開有半開口梨形槽，沿周向均勻分布N個半開口梨形槽，槽中嵌有一套三相或單相永磁調磁感應繞組和調磁源繞組，組成帶永磁調磁感應繞組的卷鐵芯，永磁調磁感應繞組導體嵌在永磁段和調磁卷鐵芯槽中， 其匝數(shù)按正弦規(guī)律分布，一個永磁調磁卷鐵芯槽號按順時針方向編號，另一個永磁調磁卷鐵芯槽號按逆時針方向編號，永磁調磁感應繞組按編號方向依次排列在永磁調磁卷鐵芯槽中，二個永磁調磁卷鐵芯置于永磁調磁轉子的兩側，且其槽口朝向永磁調磁轉子，同時二側永磁調磁卷鐵芯的槽號要對齊固定于調磁機座兩端，二側永磁調磁卷鐵芯中的永磁調磁感應繞組可按電勢方向相同進行并聯(lián)或按電勢方向疊加進行串聯(lián)，2P個扇形永磁塊、永磁導環(huán)、調磁導環(huán)與帶風扇非導磁支架組成永磁調磁轉子，用永磁導環(huán)、調磁導環(huán)與鋁合金壓制而成，永磁導環(huán)和調磁導環(huán)用導磁材料制作，調磁導環(huán)兩側面有P個交錯分布的扇形凸極，單側只有P/2個扇形凸極，永磁導環(huán)位于中間，調磁導環(huán)位于外圈，緊靠永磁導環(huán)兩側與調磁導環(huán)扇形凸極對應有能對稱嵌裝2P個扇形永磁塊的槽，鋁合金部分的內環(huán)和外圈壓制成軸流風扇，形成帶風扇非導磁支架，起固定扇形永磁塊、永磁導環(huán)和調磁導環(huán)的作用，又可對永磁調磁感應繞組和永磁調磁卷鐵芯進行通風散熱，扇形永磁塊對稱分布，扇形永磁塊的磁通方向垂直扇形面，永磁調磁轉子二側面的磁性方向相同，同一側面相鄰扇形永磁塊的磁性方向按N極和S極依次排列，扇形永磁塊數(shù)量P根據(jù)發(fā)電機需要確定，永磁調磁永磁轉子6套在轉軸11中部，轉軸11 二端套有軸承12，軸承12外套有永磁調磁卷鐵芯支架1，永磁調磁卷鐵芯2同軸心焊在永磁調磁卷鐵芯支架1內側，永磁調磁卷鐵芯支架 1通過同軸心圓止口用螺栓將調磁機座10緊固中間，調磁線圈9做成圓環(huán)形固定于調磁機座10內圓中部，用螺釘將防護罩13固定在永磁調磁卷鐵芯支架1的外側，防護罩13開有通風孔，永磁調磁卷鐵芯支架1沿徑向分成二段，永磁段以內用非導磁金屬材料制作，調磁段以外用導磁金屬材料制作，調磁機座10用導磁金屬材料制作，防護罩13用非導磁金屬材料制作。當發(fā)動機驅動電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機達到額定轉速后，永磁調磁轉子二側面的永磁調磁卷鐵芯槽中的永磁調磁感應繞組切割永磁磁場，感應出三相或單相的50Hz 或400Hz交流電源，其永磁磁通是從扇形永磁塊N極出發(fā)，穿過氣隙，經(jīng)卷鐵芯的齒軛齒，到同側相鄰扇形永磁塊S極，形成永磁磁通回路，調磁線圈通直流電產(chǎn)生調磁磁通，電壓調節(jié)器AVR連接有永磁調磁感應繞組W1、勵磁源繞組WS和調磁線圈TO，電壓調節(jié)器AVR依據(jù)發(fā)電電壓變化來調節(jié)調磁線圈的電流大小，可穩(wěn)定調節(jié)發(fā)電電壓，調磁磁通經(jīng)調磁機座、永磁調磁卷鐵芯支架的調磁段、永磁調磁卷鐵芯調磁段的軛齒、氣隙、永磁調磁轉子的調磁導環(huán)扇形凸極，到另一側的調磁導環(huán)扇形凸極、氣隙、永磁調磁卷鐵芯調磁段的齒軛、永磁調磁卷鐵芯支架的調磁段、回到調磁機座，形成調磁磁通回路。
權利要求1. 一種電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機，它包括永磁調磁卷鐵芯支架、永磁調磁卷鐵芯、永磁調磁感應繞組、扇形永磁塊、永磁導環(huán)、調磁導環(huán)、帶風扇非導磁支架、永磁調磁轉子、調磁線圈、調磁機座、轉軸、軸承和防護罩，其特征是沿軸向按永磁調磁卷鐵芯支架、帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯、氣隙、永磁調磁轉子、氣隙、帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯、永磁調磁卷鐵芯支架依次排列連接，沿徑向按扇形永磁塊、調磁導環(huán)、調磁線圈、調磁機座依次排列連接，一個發(fā)電機有二個永磁調磁卷鐵芯，所述永磁調磁卷鐵芯是用一定寬度的硅鋼帶卷制成圓環(huán)形狀而成，沿徑向用絕緣環(huán)隔離分成二段，厚的一段為永磁段卷鐵芯，薄的一段為調磁段卷鐵芯，永磁調磁卷鐵芯一側面沿徑向開有半開口梨形槽，沿周向均勻分布N個半開口梨形槽，槽中嵌有一套三相或單相永磁調磁感應繞組和調磁源繞組，組成帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯，永磁調磁感應繞組導體嵌在永磁段和調磁段卷鐵芯槽中，繞組匝數(shù)按正弦規(guī)律分布，一個永磁調磁卷鐵芯槽號按順時針方向編號，另一個永磁調磁卷鐵芯槽號按逆時針方向編號，永磁調磁感應繞組按編號方向依次排列在永磁調磁卷鐵芯槽中，二個帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯置于永磁調磁轉子的兩側，且其槽口朝向永磁調磁轉子，同時二側永磁調磁卷鐵芯的槽號要對齊固定于調磁機座兩端，二側永磁調磁卷鐵芯中的永磁調磁感應繞組可按電勢方向相同進行并聯(lián)或按電勢方向疊加進行串聯(lián)，2P個扇形永磁塊、永磁導環(huán)、調磁導環(huán)與帶風扇非導磁支架組成永磁調磁轉子，用永磁導環(huán)、調磁導環(huán)與鋁合金壓制而成，永磁導環(huán)和調磁導環(huán)用導磁材料制作，調磁導環(huán)兩側面有P個交錯分布的扇形凸極，單側只有P/2個扇形凸極，永磁導環(huán)位于中間，調磁導環(huán)位于外圈，緊靠永磁導環(huán)兩側與調磁導環(huán)扇形凸極對應有能對稱嵌裝 2P個扇形永磁塊的槽，鋁合金部分的內環(huán)和外圈壓制成軸流風扇，形成帶風扇非導磁支架， 扇形永磁塊對稱分布，扇形永磁塊的磁通方向垂直扇形面，永磁調磁轉子二側面的磁性方向相同，同一側面相鄰扇形永磁塊的磁性方向按N極和S極依次排列，可構成50Hz或400Hz 交流電輸出的永磁交流發(fā)電機，永磁磁通是從扇形永磁塊N極出發(fā)，穿過氣隙，經(jīng)卷鐵芯的齒軛齒，到同側相鄰扇形永磁塊S極，形成永磁磁通回路，調磁磁通經(jīng)調磁機座、永磁調磁卷鐵芯支架的調磁段、永磁調磁卷鐵芯調磁段的軛齒、氣隙、永磁調磁轉子的調磁導環(huán)扇形凸極，到另一側的調磁導環(huán)扇形凸極、氣隙、永磁調磁卷鐵芯調磁段的齒軛、永磁調磁卷鐵芯支架的調磁段、回到調磁機座，形成調磁磁通回路。
專利摘要一種電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機，沿軸向按永磁調磁卷鐵芯支架—帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯—氣隙—永磁調磁轉子—氣隙—帶永磁調磁感應繞組的永磁調磁卷鐵芯—永磁調磁卷鐵芯支架依次排列，沿徑向按扇形永磁塊—調磁導環(huán)—調磁線圈—調磁機座依次排列。本實用新型的技術效果是1、電壓可調卷鐵芯永磁交流發(fā)電機利用扇形永磁塊的永磁磁場實現(xiàn)交流發(fā)電，輸出三相或單相的50Hz或400Hz交流電源；2、利用調磁線圈的電磁磁場，使永磁發(fā)電電壓可調且穩(wěn)定精度高，小于1%，電壓波形正弦性好，供電品質優(yōu)良；3、無勵磁機和旋轉整流器能實現(xiàn)無刷化，無轉子磁場繞組能實現(xiàn)發(fā)電電壓穩(wěn)定可調；4、發(fā)電機效率高、體積小、重量輕。
文檔編號H02K1/24GK202121392SQ201120126230
公開日2012年1月18日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權日2011年4月26日
發(fā)明者徐劍萍 申請人:徐劍萍