[其他]电-磁混合励磁系统

说明书

本发明属于电机工程领域，特别涉及到电机的励磁系统。

现代电机工程领域的励磁系统普遍采用电励磁，因为电能输送方便，损耗相对小，调节零活，但要不同程度的消耗一定的能量。而永磁材料由于基本不消耗能量，没有污染，磁能积高，因而在各个领域已得到越来越多的应用。但是，对永磁体产生的磁通进行调节是很困难的，故有人提出用电流和永磁相结合的励磁系统取代电励磁系统，但迄今为止，均未有一个完善可行的方案来实施这一设想。

本发明的目的在于，开发永磁体的静态磁能，用可调节的电磁能的磁力线去控制永磁铁磁力线的走向，最大限度地将永磁体静磁能转变为动磁能，使电能和磁能一起作功或转变为统一的能量存在形式，极大限度地增加向外界输出的功率和效率。

本发明的具体结构如附图1、2所示，图中：（1）铁心，（2）绕组，（3）永磁体，（4）衔铁。

本发明的要点在于，采用一个磁导率高，损耗低的一字型铁心，在铁心的中间四面或两面紧贴上永磁体，永磁体同极性面向铁心，永磁体的外端面固定有衔铁，在铁心的左、右两端串联套装一个绕组。当向绕组通入交流电时，即产生一个交变磁场，它与永磁体产生的恒定磁场成正交，此时，电励磁铁心的一个极性有聚磁现象。

将本发明应用于带刷直流电机上时，参看附图3、4、5、6，图3为整体结构图，图4为转子结构图，图5为定子结构图，图6为转子和换向器接线图。图中：（5）转子主轴，（6）极靴，（7）转子永久磁铁，（8）绕组，（9）套筒，（10）绝缘纸，（11）U型铁心，（12）非磁性金属套，（13）定子永久磁铁。

定子由2n个永久磁铁和2n个极靴交错排列构成，在转子主轴上固定一非磁性金属套，套外有硅钢片叠成的U型铁心，铁心之间有永久磁铁，其上装有绕组，绝缘纸，铁心外有一由磁性和非磁性金属焊接而成的套筒。

如上所述的结构，定子将产生恒定磁场，当直流电源经过机械换向和电刷接入转子上混合励磁系统后，即产生交变磁场，转子上的交变磁场和定子上的恒定磁场互相作用。根据同性相斥，异性相吸的原则，此时，转子受到一个力偶的作用，就会施转起来，混合励磁N极处和S极处作用给永磁体的力量不相等，在有聚磁作用的磁极即磁密和磁场强度得到增加的磁极处的作用力大于相反极性处的作用力，为使转子的力偶相等和磁路运行于最佳状态，磁极对数最好等于4或大于4。

将本发明应用于无刷直流电机上时，参看附图7、8、9、10，图7为整体结构图，图8为定子接线图，图9为转子结构图，图10为定子结构图。图中（14）非磁性金属，（15）绝缘纸，（16）套筒，（17）转子永久磁铁，（18）非磁性金属套，（19）主轴，（20）极靴，（21）木楔，（22）绕组，（23）U型铁心，（24）定子永久磁铁。

转子由主轴固定非磁性金属套，套外有2n个永久磁铁和2n个极靴交错排列，其外围有一用磁性和非磁性金属焊接而成的套筒，定子由2n个永久磁铁和2n个非磁性金属交错排列组成，在永久磁铁内装2n个U型铁心，铁心由高导磁率低损耗硅钢片叠装而成，其上装有绕组，木楔、绝缘纸。

直流电源经过驱动换向电路接入混合励磁系统的定子，产生交变磁场，与转子上的恒定磁场互相作用，驱使转子旋转起来。

将本发明应用于变压器上时，参看附图11、12，图11为变压器主视图，图12为变压器侧视图。图中：（25）铁心，（26）副绕组，（27）原绕组，（28）永磁体间铁轭，（29）永久磁铁。

在由高导磁率低损耗的硅钢片叠装而成的口字型铁心的两边铁心柱上，各对贴两块永久磁铁，同一面的两块永久磁铁的顶端由铁轭连接，与铁心形成日字型，原绕组和副绕组分别放在另外两边铁心柱上。

当向原绕组通入交流正半波时，口字型铁心将产生一闭合迴路的φ（电），而铁心中间的永磁体产生的φ（永）在铁心的左半部形成一闭合迴路。此时，铁心的左半部通过交变磁通φ（电）和恒定磁通φ（永），当向原绕组通入交流负半波时，在铁心的右半部发生相同的情况。因而，恒定磁通φ（永）随着交变磁通的变化半个波改变一次方向。此时，铁心的副绕组感生二个电势，一个为交流电势，另一个是脉动电废，两个电势的叠加就是副绕组输出的电势。其实质是电励磁和永磁体工作在并联磁路状态。