[发明专利]一种新型直流发电机

说明书

本发明涉及直流发电机技术领域，涉及一种新型直流发电机，其中，所述转子转动设置于所述定子内，所述第一电刷和第二电刷合拢包裹设置于定子上；所述定子绕组缠绕固定于所述定子上；所述励磁磁极缠绕固定于所述转子上；所述引导磁极固定设置于所述定子内且位于所述转子的同一水平线后端；所述引导磁极的磁极对数与所述励磁磁极的磁极对数一致。本发明改变了现有直流发电机的结构，克服了现有直流发电机在工作时因换向器与电刷之间的摩擦火花而限制直流发电机容量的缺陷；且由于感应电动势直接从定子绕组定向输出，不需要换向过程，克服了现有发电机输出端的感应电动势在换向瞬间幅值波动较大的缺陷，从而达到提高发电机发电效率的目的。

技术领域

本发明涉及自励异步发电机技术领域，更具体地说，涉及一种新型直流发电机。

背景技术

现有的直流发电机，其工作原理为：发电机定子通以励磁电流，产生磁通；原动机带动转子转动，转子导体切割定子磁场，在转子绕组中感应产生交变电动势，然后通过换向器和电刷转换为正、负电刷上引出的直流电动势。专利《CN201110148070.8》公开了一种直流电机，包括直流发电机和直流电动机。主要由机壳、左右端盖、磁极及其激磁线圈、左滑环、右滑环等组成，在电机轴上固定有至少两个电枢，每个电枢均有绝缘材料制成的大圆盘、薄铁板围成的圆铁盒和电枢导线，每个电枢上的电枢导线连接成以圆铁盒左端盖为螺芯的环形螺线管，相邻电枢之间的电枢导线为串连。由于磁力线与圆铁盒的转动平面垂直，所以无论电机轴转到什么位置，位于圆铁盒左端盖左表面上的电枢导线始终切割磁力线，所以，切割磁力线的效率高、均衡。用于直流发电机，产生的是均衡的直流电势；用于直流电动机，则输出转矩均衡。专利《CN201410743181.7》公开了本发明涉及一种直流发电机，包括控制器、换流器和同步电机，所述同步电机包括定子绕组和转子绕组，其特征在于，所述换流器为所述同步电机的定子绕组提供三相交流励磁电流，所述控制器用于控制所述换流器和所述同步电机。本发明的直流发电机将定子作为励磁绕组并使用可控的三相交流电作为励磁电源，转子作为电枢绕组；通过调节交流电的频率、相位和幅值，使得转子在不使用换向器的情况下产生直流电能。上述专利由此带来的两个问题是：（1）发电机输出端的直流电动势在换向瞬间幅值波动较大。（2）换向器和电刷为机械结构，发电机工作时换向器和电刷产生摩擦。当输出功率过大时电刷处会产生火花，对发电机的安全稳定运行造成威胁，因此限制了直流发电机的容量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型直流发电机及方法，以解决现有直流电机换向瞬间幅值波动大且容量受换向器和电刷影响的缺陷。

本发明提供了一种新型直流发电机，包括有定子、转子、第一电刷以及第二电刷；所述转子转动设置于所述定子内，所述第一电刷和第二电刷合拢包裹设置于定子上；还包括有引导磁极、定子绕组以及励磁磁极；所述定子绕组缠绕固定于所述定子上；所述励磁磁极缠绕固定于所述转子上；所述引导磁极固定设置于所述定子内且位于所述转子的同一水平线后端；所述引导磁极的磁极对数与所述励磁磁极的磁极对数一致。

作为本发明的优选方案，该引导磁极包括有引导壳体以及均匀环设于引导壳体上的若干个磁极方向一致的引导磁极对数，每个所述引导磁极对数包括有引导磁铁和引导线圈；所述引导磁铁固定在所述引导壳体上，所述引导线圈环设于所述引导磁铁上。

作为本发明的优选方案，引导线圈由外部直流电源供电。其中，所述引导线圈上的直流电流的大小受到外部直流电源控制器的控制。

作为本发明的优选方案，励磁磁极包括有励磁壳体以及均匀环设于励磁壳体上的若干个磁极方向一致的励磁磁极对数，每个所述励磁磁极对数包括有励磁磁铁和励磁线圈；所述励磁磁铁固定在所述励磁壳体上，所述励磁线圈环设于所述励磁磁铁上。

作为本发明的优选方案，外部直流电经第一电刷流入至励磁线圈中，或外部直流电经第二电刷流入至励磁线圈中。所述励磁线圈中的直流电流的大小受到外部直流电源控制器的控制。