專利名稱：混合勵磁凸極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種混合勵磁凸極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)普遍采用電勵磁方式，電勵磁方式具有容易實(shí)現(xiàn)、調(diào) 節(jié)靈活，同時氣隙磁場容易調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，但是它的勵磁功率完全由電勵磁磁勢提供，勵磁損 耗較大，會導(dǎo)致電機(jī)效率偏低，如圖9所示，為目前大型凸極同步汽輪發(fā)電機(jī)普遍采用的單 一電勵磁結(jié)構(gòu)，其主磁場完全由直流勵磁電流產(chǎn)生，它的轉(zhuǎn)子繞組主要采用裸扁銅排或者 鋁排通直流電來產(chǎn)生主磁場，隨著電機(jī)容量的增大，轉(zhuǎn)子繞組的電流密度也需要相應(yīng)的提 高，這就造成轉(zhuǎn)子溫度的升高，甚至超過容許溫升。永磁材料由于基本不消耗能量、沒有污 染及磁能積高，而被廣泛應(yīng)用。隨著永磁材料如釹鐵硼、釤鈷性能的不斷改善，其熱穩(wěn)定性 和耐腐蝕性都得到了提高，同時價格也逐步降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有采用單一電勵磁方式來產(chǎn)生主磁場的汽輪發(fā) 電機(jī)，當(dāng)提高其轉(zhuǎn)子繞組的電流密度時會造成轉(zhuǎn)子溫升過高的問題，提供一種混合勵磁凸 極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型包括磁極和磁軛，磁極固定在磁軛上，磁極由極身、勵磁繞組和極靴組 成，極身上纏繞勵磁繞組，它還包括永磁體和隔磁體，極身表面上中間位置設(shè)置凹槽，凹槽內(nèi)嵌入永磁體，永磁體兩側(cè)與凹槽的兩側(cè)壁 之間分別填充隔磁體。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型提出了一種混合勵磁的凸極同步汽輪發(fā)電機(jī)的勵磁結(jié)構(gòu)，采用該結(jié)構(gòu) 的永磁體與勵磁繞組同時產(chǎn)生主磁場，可以充分的利用永磁體產(chǎn)生的勵磁磁勢，減小原有 勵磁繞組的功率，由此降低勵磁繞組中直流通電的電流密度，降低了勵磁繞組中直流通電 對電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的溫升，減小了由于轉(zhuǎn)子溫升過高而對電機(jī)造成的影響，同時它進(jìn)一步提 高了勵磁磁勢。

圖1為實(shí)施方式二所述的本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施方式三所述的本 實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實(shí)施方式五所述勵磁繞組的電流流向與永磁體的磁場方向 示意圖，它采用實(shí)施方式二所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；圖4為實(shí)施方式五所述勵磁繞組的電流流向 與永磁體的磁場方向示意圖，它采用實(shí)施方式三所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；圖5為采用實(shí)施方式二 所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)時，單獨(dú)永磁體的磁力線分布圖；圖6為采用實(shí)施方式二所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 時，單獨(dú)勵磁繞組的磁力線分布圖；圖7為采用實(shí)施方式三所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)時，單獨(dú)永磁體 的磁力線分布圖；圖8為采用實(shí)施方式三所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)時，單獨(dú)勵磁繞組的磁力線分布圖；圖9為現(xiàn)有汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括磁極1和 磁軛2，磁極1固定在磁軛2上，磁極1由極身1-1、勵磁繞組1-2和極靴1-3組成，極身1_1 上纏繞勵磁繞組1-2，它還包括永磁體3和隔磁體4，極身1-1表面上中間位置設(shè)置凹槽，凹槽內(nèi)嵌入永磁體3，永磁體3兩側(cè)與凹槽的 兩側(cè)壁之間分別填充隔磁體4。工作原理本實(shí)用新型采用高性能永磁體3，在使用中要求永磁體3的磁極放置方 式產(chǎn)生的磁場和勵磁繞組1-2通電產(chǎn)生的磁場方向一致，由此氣隙磁場一部分通過永磁體 3提供，一部分通過直流勵磁繞組1-2提供。當(dāng)電機(jī)空載運(yùn)行時，控制勵磁繞組1-2的勵磁 電流使其減小；當(dāng)電機(jī)處于額定負(fù)載時，可以提高勵磁繞組1-2的勵磁電流來提高主磁場 的強(qiáng)度。為了減小永磁體3的漏磁通，在永磁體3兩側(cè)放置隔磁體4，可以避免永磁體3在 轉(zhuǎn)子鐵心自身內(nèi)形成循環(huán)磁路。由于采用永磁體3的緣故，采用該結(jié)構(gòu)的凸極同步汽輪發(fā) 電機(jī)的原勵磁系統(tǒng)的容量可以降低，同時可以縮小直流勵磁的調(diào)節(jié)范圍，提高原勵磁系統(tǒng) 的穩(wěn)定性。
具體實(shí)施方式
二 下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不 同之處在于極身1-1的凹槽設(shè)置于極身1-1上與極靴1-3的相鄰端，凹槽的上端與極靴1-3 相連接。其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式一相同。本實(shí)施方式中永磁體3靠近極靴1-3—端放置，在永磁體3與極身1-1的凹槽側(cè)壁 之間的部分，填充隔磁體4來進(jìn)行固定，隔磁體4可以減小永磁體3兩側(cè)所產(chǎn)生的漏磁通。 隔磁體4可以為三角形狀。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不 同之處在于極身1-1的凹槽上端與極靴1-3相連接，下端與磁軛2相連接。其它組成及連 接關(guān)系與實(shí)施方式一相同。本實(shí)施方式在永磁體3與極身1-1的凹槽側(cè)壁之間放置隔磁體4，在極身1-1上隔 磁體4外側(cè)纏繞勵磁繞組1-2，最后通過特殊工藝將永磁體3、隔磁體4和勵磁繞組1-2固定。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與實(shí)施方式三的不同之處在于所述隔磁體4為非導(dǎo) 磁不銹鋼材料。其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式三相同。
具體實(shí)施方式
五下面結(jié)合圖3至圖8說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對實(shí)施方式 一、二、三或四的進(jìn)一步說明，所述勵磁繞組1-2與永磁體3的磁場方向相同。其它組成及 連接關(guān)系與實(shí)施方式一、二、三或四相同。勵磁繞組1-2中勵磁電流的通電方式產(chǎn)生的勵磁磁場方向要求與永磁體3產(chǎn)生的 磁場方向相一致，不能相互削弱。采用實(shí)施方式二所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)時，由圖5和圖6中可以看出，其兩種勵磁方式的磁 力線分布基本相同，滿足勵磁疊加原理。單獨(dú)由永磁體3提供的磁場強(qiáng)度可以達(dá)到0. 5T，由 此可以大大減少電勵磁方式下勵磁繞組1-2的通電電流，進(jìn)而降低轉(zhuǎn)子溫度。采用實(shí)施方式三所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)時，由圖7和圖8中可以看出，其兩種勵磁方式的磁
4力線分布基本相同，滿足勵磁疊加原理。單獨(dú)由永磁體3提供的磁場強(qiáng)度可以達(dá)到0. 4T，其 氣隙磁密可以通過調(diào)節(jié)永磁體3厚度來調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求一種混合勵磁凸極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，它包括磁極(1)和磁軛(2)，磁極(1)固定在磁軛(2)上，磁極(1)由極身(1 1)、勵磁繞組(1 2)和極靴(1 3)組成，極身(1 1)上纏繞勵磁繞組(1 2)，其特征在于它還包括永磁體(3)和隔磁體(4)，極身(1 1)表面上中間位置設(shè)置凹槽，凹槽內(nèi)嵌入永磁體(3)，永磁體(3)兩側(cè)與凹槽的兩側(cè)壁之間分別填充隔磁體(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵磁凸極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于極身(1-1) 的凹槽設(shè)置于極身(1-1)上與極靴(1-3)的相鄰端，凹槽的上端與極靴(1-3)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵磁凸極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于極身(1-1) 的凹槽上端與極靴(1-3)相連接，下端與磁軛(2)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的混合勵磁凸極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述勵磁繞組(1-2)與永磁體(3)的磁場方向相同。
專利摘要混合勵磁凸極汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有采用單一電勵磁方式來產(chǎn)生主磁場的汽輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)提高其轉(zhuǎn)子繞組的電流密度時會造成轉(zhuǎn)子溫升過高的問題。它包括磁極和磁軛，磁極固定在磁軛上，磁極由極身、勵磁繞組和極靴組成，極身上纏繞勵磁繞組，它還包括永磁體和隔磁體，極身表面上中間位置設(shè)置凹槽，凹槽內(nèi)嵌入永磁體，永磁體兩側(cè)與凹槽的兩側(cè)壁之間分別填充隔磁體。本實(shí)用新型適用于大型凸極同步汽輪發(fā)電機(jī)。
文檔編號H02K1/27GK201717694SQ20102028961
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者李偉力, 管春偉, 霍菲陽 申請人:哈爾濱理工大學(xué)