[实用新型]新型永磁副励磁机转子结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及永磁发电机领域，尤其是汽轮发电机的无刷励磁系统配套用永磁副励磁机的转子结构。

背景技术

上世纪九十年代以前，100MW及以上汽轮发电机采用四极小型隐极式叠片转子同步发电机当励磁机，而采用副励磁机作为主励磁机供电电源。早期，采用感应子电机作为副励磁机，这种电机起动时，需要外界的起励电源，机组运行时，由可控的自励恒压装置维持恒压运行。由于感应子副励磁机带的是可控整流负荷，以及转子凸齿及横轴电枢反应的影响，致使电压波形畸变较大；由于转子凸齿和气流的作用，电机噪声较大，还由于自励恒压装置的存在，增加了励磁控制系统不可靠因素。

上世纪九十年代以后，普遍采用永磁机作为副励磁机，用于无刷励磁，可以克服可控硅自并励励磁系统短路导致的电压严重下降的缺点；为了提高励磁控制系统运行的可靠性，减少汽轮发电机突然失去励磁运行给电力系统带来危害，采用永磁式发电机作为副励磁机，从而显著地提高汽轮发电机组的可靠性。

永磁式副励磁机有如下优点：

    1、采用永磁式转子，无需外界励磁，可省去励磁绕组、电刷和滑环，因而电机结构简单，转子也就不存在失磁问题，不受外界干扰，运行可靠性高。

2、无需起励及自励恒压装置，操作及控制设备简单，运行维护工作量小。

3、电动势波形好，发热小，噪声低，效率高。

当前永磁副励磁机的结构主要有两种，一为爪极式，一为永磁体绑扎式。 

如图1、图2所示，爪极式永磁副励磁机转子是由两个带爪的法兰盘101、102和一个轴向充磁的圆环103组成，两个带爪的法兰盘的爪数相等（等于极数的一半），左右两个法兰盘对合，爪极相互错开，沿圆周均布。永磁体103夹在两个带爪法兰盘中间，一个法兰盘上爪为N极，另一个法兰盘上爪为S极，形成极性相异、相互错开的多极转子，法兰盘上的爪起极靴的作用。图示为16极转子。为了避免磁分路，转轴应采用非磁性钢，如果转轴上套有非磁性环（通常为黄铜）那么转轴也可采用磁性钢制造。这种电机存在以下缺点：爪极的结构复杂，制造困难且费工时；当发电机转速高或容量大，爪极所受的离心力很大，需要采用专门的紧固措施，并适当增大转子气隙；爪极和法兰盘所占转子体积的比例较大；与其他永磁电机相比，电机质量增加；爪极中的脉动损耗较大，使效率下降。

图3所示为绑扎式永磁副励磁机转子的结构，由极靴201、永磁体202、无纬玻璃丝带203、非磁性材料204、磁性材料衬套205、转轴206组成，这种电机存在如下缺点：（1）转子外包扎无纬玻璃丝带，包扎的厚度至少3mm，相当于增大了气隙，这增加了气隙磁压降，增大了漏磁系数，降低了永磁材料利用率；（2）非磁性填充材料204，一般用铜材或铝材，加工工艺复杂；（3）定转子之间气隙小，外包的无纬玻璃丝带203容易受到擦伤，造成事故。

实用新型内容

本申请人针对上述两种主要结构的工艺性差，漏磁系数大，经济性差等不足之处，提供一种零部件加工方便、装配操作方便、性能良好、稳定可靠的新型永磁副励磁机转子结构，以满足汽轮发电机系统高稳定性要求的特点。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种新型永磁副励磁机转子结构，在环形磁轭内部设置有转轴，在环形磁轭外周通过不锈钢螺钉将永磁体与极靴锁紧在磁轭上。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型采用不锈钢螺钉将极靴和永磁体直接耙合在磁轭上，相比于现有的绑扎式永磁副励磁机的转子结构，取消了无纬玻璃丝带与非磁性填充材料，不仅零部件加工方便、装配操作方便，而且气隙小，漏磁系数小，磁钢利用率高，性能良好、稳定可靠。

附图说明

图1为爪极式永磁副励磁机转子的剖视图。

图2为图1的主视图，局部剖视。

图3为绑扎式永磁副励磁机转子的剖视图。

图4为本实用新型的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图4所示，本实用新型所述的新型永磁副励磁机转子结构在环形磁轭4内部设置有转轴5，在环形磁轭4外周通过不锈钢螺钉3将永磁体2与极靴1锁紧在磁轭4上，不锈钢螺钉3的数量根据机械强度计算确定。

本实用新型采用不锈钢螺钉将极靴和永磁体直接耙合在磁轭上，相比于现有的绑扎式永磁副励磁机的转子结构，取消了无纬玻璃丝带与非磁性填充材料，不仅零部件加工方便、装配操作方便，而且气隙小，漏磁系数小，磁钢利用率高，性能良好、稳定可靠。