[发明专利]一种磁场调制混合励磁横向磁通直线发电机

说明书

本发明公开一种磁场调制混合励磁横向磁通直线发电机，发电机包括外定子，所述外定子的内部中空，外定子内套装有内定子，内定子与外定子之间形成复合磁场，内定子与外定子之间设有阵列分布的动子，动子沿直线往复运动切割内定子与外定子之间的磁感线，动子包括阵列分布的磁性片和阵列分布的抗磁性片组成，磁性片与抗磁性片间隔排列，每条动子的错位排布不同。本发明发电机通过设置磁性片和抗磁性片间隔分布的动子，实现磁场调制效应，在低速下提高磁场调制直线电机电枢绕组的磁场变换速度，提高电机输出端电压，通过动子沿直线运动，使得外定子和内定子之间的磁性片和抗磁性片的间隔变化，形成正弦磁链，得到三相正弦反电动势。

技术领域

本发明涉及一种发电机，具体是一种磁场调制混合励磁横向磁通直线发电机。

背景技术

近年来，直线发电机被广泛应用于直驱式波浪发电系统，从而减少中间传动机构，提高了系统效率。为了取得较高的功率密度，直驱式波浪发电系统常采用变磁阻永磁直线发电机，如游标混合永磁直线发电机、磁通反向永磁直线发电机和横向磁通永磁直线发电机。由于直驱式波浪发电是一种典型的低速变频应用场合，上述直线发电机采用多极设计时都会遇到功率密度低、效率低等问题。

与磁齿轮电机类似，磁场调制横向磁通永磁直线发电机因为“磁齿轮效应”，能够取得高功率密度，比较适合用于直驱式波浪发电系统中。然而，由于直驱式波浪发电运行速度随波浪实时变化，纯永磁励磁发电机在每个运动周期端部，出现输出功率低落，从而造成输出电能质量稳定性下降的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁场调制混合励磁横向磁通直线发电机，通过设置磁性片和抗磁性片间隔分布的动子，实现磁场调制效应，在低速下提高磁场调制直线电机电枢绕组的磁场变换速度，提高电机输出端电压，通过动子沿直线运动，使得外定子和内定子之间的磁性片和抗磁性片的间隔变化，形成正弦磁链，得到三相正弦反电动势，通过励磁绕组进行磁场调制，得到可控调制磁场。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种磁场调制混合励磁横向磁通直线发电机，发电机包括外定子，所述外定子的内部中空，外定子内套装有内定子，内定子与外定子之间形成复合磁场，内定子与外定子之间设有阵列分布的动子，动子沿直线往复运动切割内定子与外定子之间的磁感线。

所述动子包括阵列分布的磁性片和阵列分布的抗磁性片组成，磁性片与抗磁性片间隔排列，每条动子的错位排布不同。

进一步的，每条所述动子的各磁性片的长度加上各抗磁性片的长度等于12/11外定子的长度。

进一步的，所述外定子包括外定子铁芯，外定子铁芯是由阵列分布的外定子铁芯环沿轴向叠片叠压形成，外定子铁芯环的内壁设有阵列分布的第一槽齿，叠片叠压的过程中环与环之间的第一槽齿上下对应，相邻的两列第一槽齿之间形成外定子槽。

所述外定子还包括电枢绕组和阵列分布的槽口永磁，电枢绕组套装在第一槽齿上，槽口永磁位于外定子槽的槽口内；

进一步的，所述电枢绕组包括对称分布的A相电枢绕组、对称分布的B相电枢绕组和对称分布的C相电枢绕组，A相电枢绕组、B相电枢绕组和C相电枢绕组交错分布，邻近两相电枢绕组安置在同一外定子槽内。

进一步的，所述内定子包括内定子铁芯，内定子铁芯是由阵列分布的内定子铁芯环沿轴向叠片叠压形成，铁芯环的外壁设有阵列分布的第二槽齿，第二槽齿之间形成内定子槽，内定子铁芯的叠压厚度与外定子铁芯的叠压厚度相同。

所述内定子还包括阵列分布的内定子永磁和阵列分布的直流励磁绕组，内定子永磁间隔固定在第二槽齿上，内定子永磁极性均为N极，直流励磁绕组间隔套装在第二槽齿上，内定子永磁与直流励磁绕组交错分布。

进一步的，所述外定子和内定子均为圆筒形，动子为条形弧状。

本发明的有益效果：