[实用新型]一种并联式混合励磁无刷同步发电机

说明书

本实用新型公开了一种并联式混合励磁无刷同步发电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯和设置在其中的电枢绕组和定子辅助励磁绕组，转子包括磁极铁芯和设置在其中的转子励磁绕组和永磁体，转子励磁绕组直接短接，转子励磁绕组在定子辅助励磁绕组电流感应下产生感应励磁电流，感应励磁电流产生的气隙磁场与永磁体构成的气隙磁场呈并联关系。励磁控制系统通过控制定子辅助励磁绕组通入电流方向和大小，进而控制转子励磁绕组感应励磁电流方向和大小，使转子励磁绕组产生的气隙磁场方向与永磁体的相同或相反，实现气隙磁场的调节。本实用新型集成了感应励磁同步发电机调磁方便、永磁同步发电机效率高、功率密度高的优点，大大增强了电机的输出能力。

技术领域

本实用新型涉及同步发电机技术领域，特别是涉及一种并联式混合励磁无刷同步发电机。

背景技术

励磁系统是供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备的统称，是同步发电机正常工作不可缺少的组成部分，发电机的功率密度、输出特性以及效率特性都与励磁方式相关。根据获得磁场方式的不同，励磁方式分为电励磁、感应励磁和永磁体励磁。

电励磁是同步发电机转子上的励磁绕组，获得可调节的直流电流，产生同步发电机的气隙磁场。感应励磁是同步发电机定转子上分别放置辅助绕组和励磁绕组，电机转动后，辅助绕组通过电流，短接的励磁绕组产生感生励磁电流，励磁绕组不接任何电源，绕组直接短接或通过二级管短接。感应励磁方式无刷、无励磁机，因此反应速度快，可靠性好，结构简单，维护方便。所以说，电励磁与感应励磁同步发电机，具有励磁绕组，在励磁控制系统的作用下，可根据负载的变化实时调整励磁电流的大小，进而灵活调节电机的气隙磁场。但感应励磁同步发电机中励磁能量的传递多了一个环节，发电机定子主绕组的部分容量被定子辅助励磁绕组所占用，在相同体积或相同有效材料的情况下，感应励磁式同步发电机容量小，效率低。

永磁体励磁省去了励磁绕组和励磁控制系统，电机体积小、简单结构、功率密度高、效率高，特别适用于航空航天及其他要求高可靠性和高功率密度的场合，在风力发电机领域，永磁同步发电机的比例也在逐步增加。但永磁同步发电机由永磁体所提供的磁场不可调节，在变频、变速、变负载的工况下，不能实时调节磁场，在很大程度上影响了永磁发电机的输出电压调节率特性。并且因为加工工艺、永磁材料的分散性、永磁材料的温度系数等因素，永磁同步发电机存在磁场难以调节、不能满足对电压稳态调整率要求较高的特殊应用场合。

由此可见，上述现有的同步发电机在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的并联式混合励磁无刷同步发电机，使其将感应励磁与永磁发电机相结合，组合成感应励磁式并联无刷励磁发电机，使得并联混合励磁发电机可以无刷化励磁，实时灵活调节发电机气隙磁场，从而调整发电机输出电压，既具有感应励磁同步发电机良好的气磁场调节性能，又具有高效率、高功率密度、高可靠性的特点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种并联式混合励磁无刷同步发电机，使其将感应励磁与永磁发电机结合起来，实现并联混合励磁发电机可以无刷化励磁，还可以实时灵活调节发电机气隙磁场，从而调整发电机输出电压，既具有感应励磁同步发电机良好的气磁场调节性能，又具有高效率、高功率密度、高可靠性的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种并联式混合励磁无刷同步发电机，包括定子和转子，所述定子包括定子铁芯和设置在所述定子铁芯中的电枢绕组和定子辅助励磁绕组，所述转子包括磁极铁芯、转子励磁绕组和永磁体，所述磁极铁芯通过转子衬套与发电机转轴联接且随转轴旋转，所述磁极铁芯上设置有多组永磁体槽及转子槽，所述永磁体槽里放置所述永磁体，所述转子槽里绕制所述转子励磁绕组，每个所述转子槽里的转子励磁绕组直接短接，所述转子励磁绕组在所述定子辅助励磁绕组电流感应下产生感应励磁电流，所述感应励磁电流产生的气隙磁场与永磁体构成的气隙磁场呈并联关系。