[发明专利]具有复励特性的凸极式永磁发电机

说明书

技术领域

本发明涉及发电机领域，具体涉及一种具有复励特性的凸极式永磁发电机。

背景技术

永磁同步发电机具有结构简单、运行可靠、效率高等诸多优点，但由于转子上磁钢的磁场是恒定的，从而不同负载时的气隙磁通量是恒定的，导致了发电机的固有电压调整率高，因此以往的永磁发电机通常在15～25%甚至更高，并且要想降低固有电压调整率必须投入更大的成本，从而限制了推广应用。在目前要求较高的应用场合，除了增大永磁体磁化方向长度和加粗绕组线径等措施来降低固有电压调整率外，还需采用稳压模块或变频器来调节输出电压，使成本大为上升，不能普及应用。

在普通的永磁发电机中，空载时的气隙磁势就是磁钢磁势，为矩形。负载时，交轴电枢反应磁通穿过永磁体经铁芯、气隙闭合，且前半边极与磁钢磁通反向，后半边极同向。于是，交轴电枢反应磁通与磁钢磁通的合成使磁钢下气隙中的磁通分布发生了改变，由矩形波变成为斜坡波。虽然一个极下的磁通总量不变，但合成气隙磁场发生畸变，而且是负载越大，畸变越严重，从而恶化了发电机的输出波形。

发明内容

本发明目的是：针对上述问题，本发明提供一种具有复励特性的凸极式永磁发电机，该发电机具有良好的电压调整率，同时其输出波形也明显优于普通永磁发电机。

本发明的技术方案是：所述的具有复励特性的凸极式永磁发电机，包括转子和定子，所述转子上设有若干个由永磁体和软磁体组合而成的组合磁极。

所述永磁体为磁钢，所述软磁体为软铁。

该凸极式永磁发电机可以是内转子外定子式结构，所述转子包括转子轴以及固定套设在该转子轴上的转子铁芯，所述转子铁芯上固定设置有若干个对称分布的、且位于该转子铁芯外侧面上的所述永磁体，在所述转子的旋转方向上、紧挨每个永磁体的后侧均设置有一个与所述转子铁芯相固定的所述软磁体。

所述永磁体为截面呈圆弧形的瓦片形结构，通过磁钢胶粘结固定在所述转子铁芯上；所述转子铁芯为软铁材质，所述软磁体与所述转子铁芯为一体结构。

在所述转子的旋转方向上、所述软磁体的宽度为所述组合磁极宽度的1/8～1/5。

所述转子铁芯上开设有若干个轴向的通风散热孔。

该凸极式永磁发电机也可以是外转子内定子式结构，所述转子包括转子轴以及固定在该转子轴上的转子机壳，所述转子机壳上固定设置有若干个对称分布的、且位于该转子机壳内侧面上的所述永磁体，在所述转子的旋转方向上、紧挨每个永磁体的后侧均设置有一个与所述转子机壳相固定的所述软磁体。

所述软磁体粘结固定在所述转子机壳上。

在所述转子的旋转方向上、所述软磁体的宽度为所述组合磁极宽度的1/8～1/5。

所述转子上开设有若干个轴向的通风散热孔。

本发明的优点是：本发明这种凸极式永磁发电机的转子上设置了由磁钢制成的永磁体和由软铁制成的软磁体组合而成的组合式磁极结构，利用了输出绕组的交轴电枢反应磁势，使原本恒定励磁的发电机具有了复励特性，能随着负载的增大而自动增强励磁磁场，从而使发电机具有复励特性，即使不增大永磁体磁化方向长度和加粗线径也能具有良好的电压调整率，电压调整率可达到5～10%左右。而且本发明这种永磁发电机的输出波形明显优于传统的永磁发电机。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例一这种具有复励特性的凸极式永磁发电机的结构示意图，图中弧线箭头表示转子的旋转方向。

图2为本发明实施例二这种具有复励特性的凸极式永磁发电机的结构示意图，图中弧线箭头表示转子的旋转方向。

图3为图2的A-A向剖视图；

其中：1-永磁体，2-软磁体，3-转子轴，4-转子铁芯，5-通风散热孔，6-转子机壳，7-保持架。

具体实施方式

实施例一：

图1出示了本发明这种具有复励特性的凸极式永磁发电机一个具体实施例，它是一款内转子外定子式2极发电机，该发电机包括凸极式转子和嵌有漆包线绕组的隐极式定子（其中定子的结构图中未画出）。其中定子的结构与普通发电机基本相同，但定子尺寸取值则适合于复励特性的要求。

该发电机的转子包括转子轴3以及固定套设在该转子轴3上的转子铁芯4，所述转子铁芯4上固定设置有两个对称分布的、且位于该转子铁芯外侧面上的永磁体1，在所述转子的旋转方向上、紧挨每个永磁体的后侧均设置有一个与所述转子铁芯4相固定的软磁体2。每个永磁体1和紧挨该永磁体的软磁体2构成一个组合磁极，共两个组合磁性。