一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]橫向磁通電機(jī)最早由德國的H.Weh教授提出的。橫向磁通電機(jī)由于其電路和磁路在空間上相互獨(dú)立，設(shè)計靈活，克服了傳統(tǒng)徑向磁通旋轉(zhuǎn)電機(jī)尺寸相互制約的缺點。此外，該電機(jī)各相之間獨(dú)立，易于實現(xiàn)多相、多極結(jié)構(gòu)，可缺相運(yùn)行，能夠較好地提高電機(jī)的容錯能力。目前，橫向磁通電機(jī)多為橫向磁通永磁電機(jī)，永磁發(fā)電機(jī)由于永磁體存在，使得永磁電機(jī)不易被控制，而且永磁體存在退磁現(xiàn)象，隨著劇烈的機(jī)械振動可能產(chǎn)生不可逆退磁，電機(jī)穩(wěn)定性低，甚至造成無法使用。電機(jī)的功率因數(shù)恒定對發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)的運(yùn)行特性起著至關(guān)重要的作用。本實用新型的一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)，采用無刷勵磁方式，克服了已有電機(jī)的諸多不足，采用單相勵磁方式實現(xiàn)電機(jī)的恒功率因數(shù)控制，同時簡化了定子上勵磁線圈連線，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單堅固，降低了系統(tǒng)成本，適用范圍廣等優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)，該單相橫向磁通發(fā)電機(jī)具有恒功率因數(shù)控制、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、維護(hù)方便、使用壽命長、可靠性高、適用場合廣等優(yōu)點。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)，該磁通發(fā)電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子(I)、電樞繞組(2)、勵磁繞組(3)、定子(4);具體而言，轉(zhuǎn)子(I)的外表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有轉(zhuǎn)子凸極(6)，定子(4)的內(nèi)表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有定子凸極(5);所述定子凸極(5)的數(shù)量與轉(zhuǎn)子凸極(6)的數(shù)量相等且一一對應(yīng)；轉(zhuǎn)子凸極(6)和定子凸極(5)之間存在氣隙。
[0005]定子⑷固定在發(fā)電機(jī)外殼⑶上，轉(zhuǎn)子⑴與傳動軸(9)相連，轉(zhuǎn)子⑴安裝在定子(4)內(nèi)部，轉(zhuǎn)子(I)隨傳動軸(9)轉(zhuǎn)動；線圈支架(7)固定在沿定子(4)周向的兩定子凸極(5)之間；電樞繞組(2)同樣繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式電樞繞組；勵磁繞組(3)繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式勵磁繞組；電樞繞組(2)和勵磁繞組⑶共同繞制在線圈支架(7)上，勵磁繞組⑶繞制在電樞繞組(2)外圍。
[0006]一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)，該磁通發(fā)電機(jī)為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子(I)、電樞繞組(2)、勵磁繞組(3)、定子(4);具體而言，轉(zhuǎn)子(I)的外表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有轉(zhuǎn)子凸極出)，定子(4)的內(nèi)表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有定子凸極(5);所述定子凸極(5)的數(shù)量與轉(zhuǎn)子凸極(6)的數(shù)量相等且對應(yīng)；轉(zhuǎn)子凸極(6)和定子凸極(5)之間存在氣隙。
[0007]定子⑷固定在發(fā)電機(jī)外殼⑶上，轉(zhuǎn)子⑴與傳動軸(9)相連，轉(zhuǎn)子⑴安裝在定子(4)外部，轉(zhuǎn)子(I)隨傳動軸(9)轉(zhuǎn)動；線圈支架(7)固定在沿定子(4)周向的兩定子凸極(5)之間；勵磁繞組(3)繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式勵磁繞組；電樞繞組(4)同樣繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式電樞繞組；電樞繞組(2)和勵磁繞組(3)共同繞制在線圈支架(7)上，電樞繞組(2)繞制在勵磁繞組(3)外圍。
[0008]所述轉(zhuǎn)子(1)、定子(4)由電工硅鋼片疊壓而成。
[0009]所述線圈支架(7)為不銹鋼材料制成。
[0010]由上述技術(shù)方案可知，本實用新型只有一個單相集中式勵磁繞組，控制簡單，只要勵磁繞組一通電，所有的轉(zhuǎn)子凸極都產(chǎn)生N/S磁極，無需永磁體，降低成本，提高了效率。通過控制所述單相勵磁電流的大小能夠?qū)崿F(xiàn)對所述發(fā)電機(jī)的無功功率的控制，再配合發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測，即可實現(xiàn)對所述發(fā)電機(jī)的恒功率因數(shù)的閉環(huán)控制。本實用新型可以是外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，也可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，且電樞繞組是一個獨(dú)立線圈，省去了傳統(tǒng)的槽型結(jié)構(gòu)電樞繞組結(jié)構(gòu)，制作簡單，適用場合廣。本實用新型的發(fā)電機(jī)中，定子和轉(zhuǎn)子均由硅鋼片壓制而成。加工簡單，結(jié)構(gòu)牢靠，材料和制作成本低。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的內(nèi)轉(zhuǎn)子一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)的主視圖；
[0012]圖2為本實用新型的內(nèi)轉(zhuǎn)子一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)的側(cè)視圖；
[0013]圖3為本實用新型的內(nèi)轉(zhuǎn)子一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)的剖面圖；
[0014]圖4為本實用新型的外轉(zhuǎn)子一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)的主視圖；
[0015]圖5為本實用新型的外轉(zhuǎn)子一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)的側(cè)視圖；
[0016]圖6為本實用新型的外轉(zhuǎn)子一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)的剖面圖；
[0017]圖中:1、轉(zhuǎn)子，2、電樞繞組，3、勵磁繞組，4、定子，5、定子凸極，6、轉(zhuǎn)子凸極，7、線圈支架，8、發(fā)電機(jī)外殼，9、傳動軸。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖1-6對本實用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0019]實施例一
[0020]一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)，該磁通發(fā)電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子(I)、電樞繞組(2)、勵磁繞組(3)、定子(4);具體而言，轉(zhuǎn)子(I)的外表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有轉(zhuǎn)子凸極出)，定子(4)的內(nèi)表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有定子凸極(5);所述定子凸極(5)的數(shù)量與轉(zhuǎn)子凸極(6)的數(shù)量相等且對應(yīng)；轉(zhuǎn)子凸極(6)和定子凸極(5)之間存在氣隙。
[0021]定子⑷固定在發(fā)電機(jī)外殼⑶上，轉(zhuǎn)子⑴與傳動軸(9)相連，轉(zhuǎn)子⑴安裝在定子(4)內(nèi)部，轉(zhuǎn)子(I)隨傳動軸(9)轉(zhuǎn)動；線圈支架(7)固定在沿定子(4)周向的兩定子凸極(5)之間；勵磁繞組(3)繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式勵磁繞組；電樞繞組(2)同樣繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式電樞繞組；電樞繞組(2)和勵磁繞組⑶共同繞制在線圈支架(7)上，勵磁繞組⑶繞制在電樞繞組(2)外圍。
[0022]發(fā)電機(jī)工作時，勵磁繞組(3)通入電流會在相鄰轉(zhuǎn)子凸極(6)上形成N/S交替的磁極，轉(zhuǎn)子隨著傳動軸轉(zhuǎn)動，定子凸極(5)與轉(zhuǎn)子凸極(6)交替正對，這時電樞繞組(2)中的磁通量會交替變化，即電樞繞組(2)會感生出電動勢。通過控制勵磁電流的大小即可控制所述發(fā)電機(jī)的無功功率，進(jìn)而配合轉(zhuǎn)子(I)轉(zhuǎn)速的檢測就能實現(xiàn)對所述發(fā)電機(jī)的恒功率因數(shù)控制。
[0023]實施例二
[0024]—種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)，該磁通發(fā)電機(jī)為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子(I)、電樞繞組(2)、勵磁繞組(3)、定子(4);具體而言，轉(zhuǎn)子(I)的外表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有轉(zhuǎn)子凸極出)，定子(4)的內(nèi)表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有定子凸極(5);所述定子凸極(5)的數(shù)量與轉(zhuǎn)子凸極(6)的數(shù)量相等且對應(yīng)；轉(zhuǎn)子凸極(6)和定子凸極(5)之間存在氣隙。
[0025]定子⑷固定在發(fā)電機(jī)外殼⑶上，轉(zhuǎn)子⑴與傳動軸(9)相連，轉(zhuǎn)子⑴安裝在定子(4)外部，轉(zhuǎn)子(I)隨傳動軸(9)轉(zhuǎn)動；線圈支架(7)固定在沿定子(4)周向的兩定子凸極(5)之間；勵磁繞組(3)繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式勵磁繞組；電樞繞組(2)同樣繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式電樞繞組；電樞繞組(2)和勵磁繞組(3)共同繞制在線圈支架(7)上，電樞繞組(2)繞制在勵磁繞組(3)外圍。
[0026]發(fā)電機(jī)工作時，勵磁繞組(3)通入電流會在相鄰轉(zhuǎn)子凸極(6)上形成N/S交替的磁極，轉(zhuǎn)子隨著傳動軸轉(zhuǎn)動，定子凸極(5)與轉(zhuǎn)子凸極(6)交替正對，這時電樞繞組(2)中的磁通量會交替變化，即電樞繞組(2)會感生出電動勢。通過控制勵磁電流的大小即可控制所述發(fā)電機(jī)的無功功率，進(jìn)而配合轉(zhuǎn)子(I)轉(zhuǎn)速的檢測就能實現(xiàn)對所述發(fā)電機(jī)的恒功率因數(shù)控制。
[0027]以上所述為本實用新型的較佳實施方式，本實用新型的保護(hù)范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型所揭示的內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入本權(quán)力要求書記載的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)，其特征在于:該磁通發(fā)電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子(1)、電樞繞組(2)、勵磁繞組(3)、定子(4);具體而言，轉(zhuǎn)子(I)的外表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有轉(zhuǎn)子凸極出)，定子(4)的內(nèi)表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有定子凸極(5);所述定子凸極(5)的數(shù)量與轉(zhuǎn)子凸極(6)的數(shù)量相等且 對應(yīng)；轉(zhuǎn)子凸極(6)和定子凸極(5)之間存在氣隙； 定子⑷固定在發(fā)電機(jī)外殼⑶上，轉(zhuǎn)子⑴與傳動軸(9)相連，轉(zhuǎn)子⑴安裝在定子(4)內(nèi)部，轉(zhuǎn)子(I)隨傳動軸(9)轉(zhuǎn)動；線圈支架(7)固定在沿定子(4)周向的兩定子凸極(5)之間；電樞繞組(2)同樣繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式電樞繞組；勵磁繞組(3)繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式勵磁繞組；電樞繞組(2)和勵磁繞組(3)共同繞制在線圈支架(7)上，勵磁繞組(3)繞制在電樞繞組(2)外圍。
2.—種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)，其特征在于:該磁通發(fā)電機(jī)為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子(1)、電樞繞組(2)、勵磁繞組(3)、定子(4);具體而言，轉(zhuǎn)子(I)的外表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有轉(zhuǎn)子凸極出)，定子(4)的內(nèi)表面上均勻?qū)ΨQ設(shè)置有定子凸極(5);所述定子凸極(5)的數(shù)量與轉(zhuǎn)子凸極(6)的數(shù)量相等且 對應(yīng)；轉(zhuǎn)子凸極(6)和定子凸極(5)之間存在氣隙； 定子⑷固定在發(fā)電機(jī)外殼⑶上，轉(zhuǎn)子⑴與傳動軸(9)相連，轉(zhuǎn)子⑴安裝在定子(4)外部，轉(zhuǎn)子(I)隨傳動軸(9)轉(zhuǎn)動；線圈支架(7)固定在沿定子(4)周向的兩定子凸極(5)之間；勵磁繞組(3)繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式勵磁繞組；電樞繞組(4)同樣繞制在所述線圈支架(7)上形成單相集中式電樞繞組；電樞繞組(2)和勵磁繞組(3)共同繞制在線圈支架(7)上，電樞繞組(2)繞制在勵磁繞組(3)外圍。
【專利摘要】一種單相橫向磁通發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子、勵磁繞組、電樞繞組，且為雙凸極結(jié)構(gòu)。定子和轉(zhuǎn)子上均設(shè)有凸極，定子和轉(zhuǎn)子上凸極數(shù)相同。電樞繞組和勵磁繞組集中式繞制在線圈支架上，線圈支架固定在定子上。轉(zhuǎn)子可以是外轉(zhuǎn)子，構(gòu)成外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)，也可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子，構(gòu)成內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)。通過控制勵磁電流的大小控制所述電機(jī)無功功率的大小，再配合所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的檢測，即可實現(xiàn)對所述發(fā)電機(jī)的恒功率因數(shù)的閉環(huán)控制。該發(fā)電機(jī)具有恒功率因數(shù)控制，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低廉，應(yīng)用場合廣泛等優(yōu)點。
【IPC分類】H02K3-04, H02K1-14, H02K1-24
【公開號】CN204465161
【申請?zhí)枴緾N201520184855
【發(fā)明人】李明赫, 張龍喜
【申請人】北京建筑大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月30日