[发明专利]双等极双段定转子磁阻发电机

说明书

技术领域

本发明属于发电机技术领域，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。

背景技术

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。

本人已申请的发明专利《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。

本人已申请的发明专利《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。

发明内容

本发明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，本发明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；