[发明专利]一种新型结构的复合励磁无刷单相同步发电机

权利要求书

1.一种具有高功率密度和复励稳压特性的、新型结构的复合励磁无刷单相同步发电机，其特征是：一、发电机采用“内外双定子+空心永磁转子”结构，内、外定子铁芯(2)和(5)上嵌装独立的单相绕组(3)、(4)，转子为无磁轭铁芯的永磁式空心圆桶形结构，安装于内外两定子之间，与双定子间均有气隙，发电机磁路为多片并排安装构成一磁极的同极性永磁体6的两异极性面直接串联两台定子而闭合的复合磁路结构；二、发电机采用“稀土永磁+感应无刷电励磁”的复合励磁方式，发电所需磁场由两部分组成：多片并排安装的同极性稀土永磁体(6)提供每磁极下能保证内外定子单相绕组感应出额定空载电压的空载气隙磁场Φ₀，维持负载端电压在一定范围稳定所需的强励磁场Φ_b由设置在空心永磁转子顺旋转方向后极靴附近槽中的电励磁绕组(10)感应负载时的负序磁场并经二极管(11)半波整流后向电励磁绕组提供直流励磁电流而产生。

2.根据权利要求1所述的新型结构的复合励磁无刷单相同步发电机，其转子结构特征是：圆桶形的空心永磁转子异极性永磁体之间无转子磁轭铁芯联接磁路，永磁体(6)为平板矩形结构并内嵌入由铁磁材料制成的磁极导磁环(9)的矩形方槽内，磁体排列方式为多片同极性磁体组成一个磁极，磁路为同极性磁体并联、异极性磁体串联的复合磁路结构，组成每个磁极的同极性磁体并联个数与尺寸决定于电机磁极数和极弧系数、发电所需的磁通量以及永磁体制造工艺要求；各异极性磁极之间采用不导磁的不锈钢连接环(8)铆焊成整体圆桶形状，圆桶形的空心永磁转子沿轴向两端装有前后旋转支架(14)和(15)并通过滚动轴承与内定子支撑轴(1)连接。

3.根据权利要求1所述的新型结构的复合励磁无刷单相同步发电机，其结构特征是空心永磁转子磁极导磁环(9)为非对称结构，在顺旋转方向的每个磁极导磁环(9)的后极靴附近设置有嵌线槽，槽中安装有电励磁绕组(10)，该绕组头尾线按磁场和电流方向由二极管(11)连接形成半波整流电路。

4.根据权利要求1所述的新型结构的复合励磁无刷单相同步发电机，其内定子绕组(3)和外定子绕组(4)接成单相交流电路结构对外电阻性负载供电，其外定子铁芯(5)按单相磁路原理设计成截边的腰圆形状，内外定子单相绕组分布均按120°相带设计布置。