專利名稱：一種補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)。
補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)是1978年由美國(guó)Texas大學(xué)機(jī)電研究中心W.F.Weldon等人發(fā)明，1980年獲得美國(guó)專利，見Weldon W.F.et.al.Compensated pulsed Alternator，U.S.patent 4200831 April，29，1980。此后，許多作者又對(duì)補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)作了進(jìn)一步介紹，見M.L.Spann.et al.Compulsator Research At the University of Texas At Austin-AnOverview.IEEE Trans.Magn.，1989，25(1).
補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)(CPA)與常規(guī)電機(jī)最主要的區(qū)別在于利用了補(bǔ)償(屏蔽)原理，即通過補(bǔ)償壓縮電樞繞組產(chǎn)生的磁通，達(dá)到減小電樞繞組電感的目的。為實(shí)現(xiàn)最大補(bǔ)償效果，補(bǔ)償元件應(yīng)當(dāng)盡可能靠近電樞繞組。當(dāng)電機(jī)對(duì)負(fù)載放電時(shí)，補(bǔ)償元件產(chǎn)生補(bǔ)償電流抵消電樞反應(yīng)磁場(chǎng)，使電樞電流磁通壓縮，極大地降低了電樞繞組暫態(tài)電感，從而輸出強(qiáng)功率脈沖。補(bǔ)償電機(jī)脈沖放電時(shí)，在轉(zhuǎn)子表面感應(yīng)反向電流。為了降低電感，反向電流和導(dǎo)體厚度之間的氣隙應(yīng)當(dāng)盡量減小。因?yàn)檠a(bǔ)償電機(jī)是多級(jí)電機(jī)，補(bǔ)償方式可以有多種形式，補(bǔ)償程度依賴于電樞繞組和補(bǔ)償元件的相對(duì)空間位置和大小，也可作到電感隨轉(zhuǎn)子位置周期變化，電感變化的不同方式是實(shí)現(xiàn)不同脈沖波形和提高脈沖功率的最主要方法。因此，根據(jù)CPA補(bǔ)償方式的不同，補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)分為三種類型即被動(dòng)式、主動(dòng)式和選擇被動(dòng)式，它們可以分別得到不同的脈沖波形。被動(dòng)式補(bǔ)償采用導(dǎo)電屏蔽筒固套于轉(zhuǎn)子表面，當(dāng)電樞繞組放電時(shí)，由于屏蔽筒感應(yīng)渦流，阻止磁通透入轉(zhuǎn)子，磁通被壓縮在氣隙中，磁阻變大，從而使電樞繞組暫態(tài)電感減小，由于在整個(gè)電機(jī)氣隙內(nèi)都得到均勻補(bǔ)償，因而電感為一常值，輸出電壓近似一正弦脈沖。主動(dòng)式補(bǔ)償繞組與電樞繞組通過電刷、滑環(huán)相串聯(lián)，補(bǔ)償繞組隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電樞繞組電流與補(bǔ)償繞組電流磁通同向時(shí)，互感最大，輸出電流最小，當(dāng)兩者反向時(shí)，互感最小，輸出電流最大。隨著轉(zhuǎn)子位置不斷變化，電感周期性變化，這種補(bǔ)償方式可以獲得尖頂?shù)拿}沖波形。選擇被動(dòng)式與被動(dòng)補(bǔ)償相比可稱為局部補(bǔ)償，補(bǔ)償繞組在選定區(qū)域短接或利用非均勻補(bǔ)償筒，通過感應(yīng)作用，抵銷電樞繞組磁通，減小電樞繞組電感，這種補(bǔ)償方式每360度電角度補(bǔ)償兩次，可以獲得平頂脈沖電流波形，以犧牲峰值功率為代價(jià)。
對(duì)于補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)而言，其電樞繞組中間部分繞組位于定子鐵芯，為方便起見，稱為鐵芯繞組，這部分繞組在補(bǔ)償電機(jī)中受到補(bǔ)償元件屏蔽作用，瞬態(tài)電感大大降低，可達(dá)到微亨量級(jí)；電樞繞組兩個(gè)端部部分繞組位于定子電芯之外，稱為端部繞組，多個(gè)線圈的磁鏈相互匝鏈，產(chǎn)生端部漏電感，同時(shí)這部分繞組處于鐵磁環(huán)境中，由于磁屏蔽作用，實(shí)際端部繞組漏電感比計(jì)算數(shù)值還要大，其量值接近或超過鐵芯部分繞組電感，這一部分電感對(duì)于電機(jī)功率輸出完全是無(wú)效部分，它降低了電機(jī)電壓輸出，因而限制了電機(jī)電流和功率輸出，不利于脈沖電機(jī)小型化，但至今還沒有任何文獻(xiàn)談及端部繞組漏電感的解決方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)采取了一定的技術(shù)措施降低端部繞組漏電感，從而提高功率輸出，使電機(jī)小型化。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，由轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁線圈、轉(zhuǎn)子表面的補(bǔ)償元件、定子以及定子上的電樞繞組構(gòu)成，其特征為在電樞端部繞組套有導(dǎo)電材料做成的屏蔽盒。
所述的補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，所述屏蔽盒可以套于每極電樞端部繞組，屏蔽盒可為中空的“回”字形狀，中空部分容納端部繞組。
上述補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子表面的補(bǔ)償元件可以為固套于轉(zhuǎn)子表面的導(dǎo)電屏蔽筒。所述導(dǎo)電屏蔽筒還可以為表面有間隔空槽的鼠籠狀屏蔽筒。
上述補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子表面的補(bǔ)償元件也可以為補(bǔ)償繞組，補(bǔ)償繞組與電樞繞組通過電刷、滑環(huán)相串聯(lián)。所述補(bǔ)償繞組通過電刷、滑環(huán)與電樞繞組相串聯(lián)的同時(shí)，還可以通過電刷、滑環(huán)在選定區(qū)域短接。
本發(fā)明是在目前補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)補(bǔ)償措施基礎(chǔ)上進(jìn)一步采取措施，對(duì)于目前的被動(dòng)式、主動(dòng)式和選擇被動(dòng)式三種補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)都有實(shí)用價(jià)值，可以使目前的補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)內(nèi)電感降低50％以上，因而具有提高脈沖功率輸出，使電機(jī)小型化的效果。
表1給出兩臺(tái)不同參數(shù)無(wú)槽被動(dòng)補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)應(yīng)用本發(fā)明前后端部漏電感變化情況，說明本發(fā)明的實(shí)施效果。
表1補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)端部繞組漏電感降低數(shù)據(jù)比較


圖1為電樞端部繞組加屏蔽盒的示意圖.
圖2為圖1A～A斷面的示意圖.
兩幅圖中，1為電樞繞組，2為電機(jī)定子鐵芯，3為套于端部繞組的屏蔽盒，為制作方便起見，該屏蔽盒可以由對(duì)稱的兩部分構(gòu)成，套于端部繞組后再將其對(duì)接處接縫焊死。
權(quán)利要求
1.一種補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，由轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁線圈、轉(zhuǎn)子表面的補(bǔ)償元件、定子以及定子上的電樞繞組構(gòu)成，其特征為在電樞端部繞組套有導(dǎo)電材料做成的屏蔽盒。
2.如權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征為所述屏蔽盒套于每極電樞端部繞組，屏蔽盒為中空的“回”字形狀，中空部分容納端部繞組。
3.如權(quán)利要求1或2所述的補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征為所述轉(zhuǎn)子表面的補(bǔ)償元件是固套于轉(zhuǎn)子表面的導(dǎo)電屏蔽筒。
4.如權(quán)利要求3所述的補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，基特征為所述導(dǎo)電屏蔽筒為表面有間隔空槽的鼠籠狀屏蔽筒。
5.如權(quán)利要求1或2所述的補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征為所述轉(zhuǎn)子表面的補(bǔ)償元件為補(bǔ)償繞組，補(bǔ)償繞組與電樞繞組通過電刷、滑環(huán)相串聯(lián)。
6.如權(quán)利要求5所述的補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征為所述補(bǔ)償繞組通過電刷、滑環(huán)在選定區(qū)域短接。
全文摘要
一種補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī),由轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁線圈、轉(zhuǎn)子表面的補(bǔ)償元件、定子以及定子上的電樞繞組構(gòu)成,每級(jí)電樞端部繞組套有導(dǎo)電材料做成的屏蔽盒,屏蔽盒為中空的“回”字形狀,中空部分容納電樞端部繞組。本發(fā)明適用目前各類補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī),使其內(nèi)電感降低50%以上,具有提高脈沖功率輸出,使電機(jī)小型化的效果。
文檔編號(hào)H02K39/00GK1253406SQ9912004
公開日2000年5月17日 申請(qǐng)日期1999年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月10日
發(fā)明者劉克富, 潘垣, 李朗如 申請(qǐng)人:華中理工大學(xué)