自勵復合勵磁高效永磁同步發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自勵復合勵磁高效永磁同步發(fā)電機，包括：永磁同步發(fā)電機、自勵勵磁電容和控制器，所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子設(shè)置有永磁體磁極，定子嵌有電樞繞組，所述發(fā)電機空載時，發(fā)電機氣隙磁場由永磁體單獨提供，所述發(fā)電機負載時，由控制器實時檢測輸出負載電流的大小值，并進行實時邏輯編程計算出輸出負載電流的實時值所對應(yīng)的預設(shè)定分擋電流值大小的范圍，通過所述的控制器產(chǎn)生對應(yīng)的電子開關(guān)管觸發(fā)信號去觸發(fā)對應(yīng)的電子開關(guān)管，實現(xiàn)執(zhí)行自動投切對應(yīng)的自勵勵磁電容量大小，從而自動調(diào)節(jié)自勵勵磁電流補償所述發(fā)電機負載電流的電樞反應(yīng)，解決了永磁發(fā)電機無法調(diào)節(jié)氣隙磁場的缺點，所述發(fā)電機具有減小電壓穩(wěn)態(tài)調(diào)整率、提高功率因數(shù)和高效節(jié)能等特點。
【專利說明】自勵復合勵磁高效永磁同步發(fā)電機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及永磁發(fā)電機【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種自勵復合勵磁高效永磁同步發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁發(fā)電機氣隙磁場是由永磁體提供的，與傳統(tǒng)電勵磁發(fā)電機相比，節(jié)省了電勵磁系統(tǒng)和勵磁損耗，具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、效率高等特點。圖1是習知的高效永磁同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖，圖中所示高效永磁同步發(fā)電機的氣隙磁場是由轉(zhuǎn)子方永磁體提供的，但是，永磁發(fā)電機負載電流產(chǎn)生電樞反應(yīng)引起永磁體的工作點產(chǎn)生動態(tài)變化，特別是永磁發(fā)電機帶感性負載所產(chǎn)生更為嚴重的直軸電樞反應(yīng)的去磁作用，永磁發(fā)電機的電樞反應(yīng)不但削弱了氣隙磁場并且使氣隙磁場產(chǎn)生畸變，由于永磁體提供的氣隙磁場無法隨負載調(diào)節(jié)，所以永磁發(fā)電機的電壓調(diào)整率要比電勵磁發(fā)電機的電壓調(diào)整率大得多，影響了永磁發(fā)電機的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種自勵復合勵磁高效永磁同步發(fā)電機，能自動調(diào)節(jié)自勵勵磁電流來補償所述發(fā)電機負載電流的電樞反應(yīng)，實現(xiàn)所述發(fā)電機負載時氣隙磁場由永磁體和自勵勵磁電流復合勵磁提供，解決了永磁發(fā)電機無法調(diào)節(jié)氣隙磁場的缺點，所述發(fā)電機具有減小電壓穩(wěn)態(tài)調(diào)整率，提聞功率因數(shù)和聞效節(jié)能等特點。
[0004]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種自勵復合勵磁高效永磁同步發(fā)電機，包括:永磁同步發(fā)電機、自勵勵磁電容以及設(shè)有觸發(fā)電子開關(guān)管執(zhí)行自動投切自勵勵磁電容的控制器，其特征在于:所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子設(shè)有永磁磁極，定子繞嵌有電樞繞組；所述發(fā)電機空載時，發(fā)電機氣隙磁場由永磁體單獨提供，所述發(fā)電機負載時，由所述控制器實時檢測所述發(fā)電機輸出負載電流的大小值送入單片機或工業(yè)控制計算機進行實時邏輯計算，根據(jù)實時邏輯計算后的負載電流信號大小轉(zhuǎn)換成電子開關(guān)管的觸發(fā)信號，以觸發(fā)電子開關(guān)管執(zhí)行自動投切自勵勵磁電容產(chǎn)生自勵勵磁電流，實現(xiàn)所述發(fā)電機負載時氣隙磁場由永磁體和自勵勵磁電流復合勵磁提供，從而自動調(diào)節(jié)自勵勵磁電流來補償所述發(fā)電機負載的電樞反應(yīng)，減小所述發(fā)電機的電壓穩(wěn)態(tài)調(diào)整率，提高所述發(fā)電機的功率因數(shù)。
[0005]本發(fā)明能實現(xiàn)永磁發(fā)電機空載時氣隙磁場由永磁體單獨提供，負載時由控制器實時檢測所述永磁發(fā)電機輸出負載電流的信號，通過控制器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)電子開關(guān)管的信號去觸發(fā)電子開關(guān)管，執(zhí)行自動投切自勵勵磁電容，從而實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)自勵勵磁電流補償永磁發(fā)電機負載的電樞反應(yīng)，解決了永磁發(fā)電機無法調(diào)節(jié)氣隙磁場的缺點，具有減小電壓穩(wěn)態(tài)調(diào)整率、提高功率因數(shù)和高效節(jié)能等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是習知的高效永磁同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。[0007]圖2是本發(fā)明實施例裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖3是本發(fā)明實施例控制器工作方式示意圖。
[0009]圖1中I為后端蓋；2為軸承；3為電樞繞組；4為引出線；5為定子鐵芯；6為永磁體-J為氣隙；8為轉(zhuǎn)子；9為風扇；10為前端蓋；11為外動力傳動軸。
[0010]圖4 a中為習知的永磁同步發(fā)電機感性負載相量示意圖；圖4b為本發(fā)明實施例感性負載相量示意圖為永磁體磁勢，Iz為負載電流，F(xiàn)z為Iz產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁勢，L為自勵勵磁電流，F(xiàn)r為L建立的磁勢，F(xiàn)1為Fz和Fr建立的合成磁勢，F(xiàn)5為負載的氣隙合成磁勢。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明提供一種自勵復合勵磁高效永磁同步發(fā)電機，包括:永磁同步發(fā)電機、自勵勵磁電容和設(shè)有觸發(fā)電子開關(guān)管執(zhí)行自動投切自勵勵磁電容的控制器。所述發(fā)電機空載時，發(fā)電機氣隙磁場由永磁體單獨提供，所述發(fā)電機負載時，由控制器實時檢測所述永磁發(fā)電機輸出負載電流的信號，通過控制器轉(zhuǎn)換為觸發(fā)電子開關(guān)管的信號去觸發(fā)電子開關(guān)管，執(zhí)行自動投切自勵勵磁電容，從而實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)自勵勵磁電流補償永磁發(fā)電機負載的電樞反應(yīng)，解決了永磁發(fā)電機無法調(diào)節(jié)氣隙磁場的缺點。 [0012]如圖1所示所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子設(shè)有永磁磁極，定子繞嵌有電樞繞組，轉(zhuǎn)子永磁磁極永磁體提供發(fā)電機空載氣隙磁場，所述發(fā)電機空載時，外施動力拖動軸11旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，使所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達到對應(yīng)空載頻率的空載轉(zhuǎn)速，建立定子電樞繞組端空載電壓，由于發(fā)電機空載，電樞負載電流等于零，如圖2所示控制器無電流信號輸入不產(chǎn)生觸發(fā)信號，電子開關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0013]所述發(fā)電機負載時,如圖2所示負載電流Iz大小隨發(fā)電機負載變化，負載電流Iz產(chǎn)生電樞反應(yīng)引起所述發(fā)電機氣隙磁場削弱，使得定子電樞繞組端電壓下降，如圖3所示控制器實時檢測負載電流Iz的大小值經(jīng)單片機或者工業(yè)控制計算機進行實時邏輯編程計算，并判斷出檢測到的負載電流Iz的實時值是否超過所對應(yīng)的預設(shè)定分擋的電流值范圍后，通過模糊邏輯電路確定對應(yīng)預設(shè)定分擋的電子開關(guān)管的觸發(fā)信號輸入執(zhí)行觸發(fā)電子開關(guān)管電路，由執(zhí)行觸發(fā)電子開關(guān)管電路去觸發(fā)對應(yīng)組電子開關(guān)管，自動投入自勵勵磁電容量的大小產(chǎn)生自勵勵磁電流L補償負載的電樞反應(yīng)，從而實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)自勵勵磁電流補償所述發(fā)電機負載電流的電樞反應(yīng)。如圖2所示，所述裝置中的電子開關(guān)管與自勵磁電容采用三條支路并聯(lián)組成共8種投切不同電容量的組合，如圖4a所示為習知的永磁同步發(fā)電機感性負載相量示意圖，Iz產(chǎn)生Fz的直軸電樞反應(yīng)磁勢起去磁作用，使得負載的氣隙合成磁勢Fs的直軸分量比F。小得很多，如圖4b所示為本發(fā)明實施例感性負載相量示意圖，Iz產(chǎn)生Fz的直軸電樞反應(yīng)磁勢也是起去磁作用，但L建立^的直軸電樞反應(yīng)起磁化作用，補償了 Iz去磁作用的直軸電樞反應(yīng)，因此本發(fā)明實施例的圖4b所示負載氣隙合成磁勢Fs的直軸分量比習知的永磁同步發(fā)電機的圖4a所示負載氣隙合成磁勢Fs的直軸分量大得多，實現(xiàn)永磁發(fā)電機氣隙磁場的調(diào)節(jié)性。
[0014]惟以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，即大凡依本發(fā)明申請專利范圍及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的任一實施例或申請專利范圍不須達成本發(fā)明所揭 露的全部目的或優(yōu)點或特點。
【權(quán)利要求】
1.一種自勵復合勵磁高效永磁同步發(fā)電機，包括:永磁同步發(fā)電機、自勵勵磁電容以及設(shè)有觸發(fā)電子開關(guān)管執(zhí)行自動投切自勵勵磁電容的控制器，其特征在于:所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)子設(shè)有永磁磁極，定子繞嵌有電樞繞組；所述發(fā)電機空載時，發(fā)電機氣隙磁場由永磁體單獨提供，所述發(fā)電機負載時，由所述控制器實時檢測所述發(fā)電機輸出負載電流的大小值送入單片機或工業(yè)控制計算機進行實時邏輯計算，根據(jù)實時邏輯計算后的負載電流信號大小轉(zhuǎn)換成電子開關(guān)管的觸發(fā)信號，以觸發(fā)電子開關(guān)管執(zhí)行自動投切自勵勵磁電容產(chǎn)生自勵勵磁電流，實現(xiàn)所述發(fā)電機負載時氣隙磁場由永磁體和自勵勵磁電流復合勵磁提供，從而自動調(diào)節(jié)自勵勵磁電流來補償所述發(fā)電機負載的電樞反應(yīng)，減小所述發(fā)電機的電壓穩(wěn)態(tài)調(diào)整率，提高所述發(fā)電機的功率因數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自勵復合勵磁高效永磁同步發(fā)電機，其特征在于:所述控制器把采用實時檢測到所述發(fā)電機輸出負載電流的信號轉(zhuǎn)換成觸發(fā)電子開關(guān)管的觸發(fā)信號去控制電子開關(guān)管的開通與關(guān)斷，自動執(zhí)行投切自勵勵磁電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自勵復合勵磁高效永磁同步發(fā)電機，其特征在于:所述控制器采用電流互感器或多功能電能計量芯片實時檢測所述發(fā)電機輸出負載電流的信號，由單片機或者工業(yè)控制計算機將實時檢測到的所述發(fā)電機輸出負載電流的信號進行實時邏輯編程計算，根據(jù)計算出所述發(fā)電機負載電流的信號值所對應(yīng)的預設(shè)定分擋電流大小的范圍來確定觸發(fā)對應(yīng)的電子開關(guān)管，實現(xiàn)對應(yīng)所述發(fā)電機負載電流大小來執(zhí)行投切對應(yīng)的自勵勵磁電容量，自動調(diào)節(jié) 自勵勵磁電流補償所述發(fā)電機負載電流的電樞反應(yīng)。
【文檔編號】H02K11/00GK104022610SQ201410216855
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】吳亞麟, 倪榕生, 吳晗青, 吳冬鍇 申請人:福州職業(yè)技術(shù)學院, 吳亞麟