專利名稱：一種新型交流永磁同步發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬電機技術(shù)，確切地說是一種具有調(diào)壓結(jié)構(gòu)和裝置的永磁交流同步發(fā)電機。
通常的永磁交流同步發(fā)電機是由帶永磁磁極的轉(zhuǎn)子、定子等組成。其轉(zhuǎn)子磁路由磁鋼1、磁極體2、磁軛4組成，如圖1～3所示。這樣的永磁交流同步發(fā)電機在沒有控制環(huán)節(jié)的自然狀態(tài)下，生產(chǎn)中由于材料性能及工藝上的浮動，容易導致發(fā)電機空載電壓不一致。在加負載后，其端電壓降低，端電壓的變化率隨負載的性質(zhì)及負載的大小而不同，電壓變化率大、且電壓波形失真率大，這樣使電壓不易調(diào)節(jié)和穩(wěn)定。
目前多采用交－直－交變流技術(shù)來彌補永磁交流同步發(fā)電機電壓變化率大、電壓波形失真率大的缺點。但這樣帶來制造成本高，運行可靠性降低。因此，解決永磁交流同步發(fā)電機的上述各問題便是關(guān)鍵所在。
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種簡易的調(diào)壓裝置和改進的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，以降低永磁交流同步發(fā)電機的電壓變化率并改善電壓波形，使其接近于正弦形，提高永磁交流同步發(fā)電機的實用性，達到推廣應用之目的。


圖1～3各種磁極形狀和增設(shè)調(diào)節(jié)片的方法。
圖4～6永磁磁鋼的各種極面形狀。
圖7 電容器組三角形聯(lián)接。
圖8 電容器組星形聯(lián)接。
圖9 控制裝置的方框圖。
本實用新型的技術(shù)方案是這樣實施的是在轉(zhuǎn)子磁路中設(shè)置調(diào)節(jié)片3，如圖1～3所示，調(diào)節(jié)片由鐵質(zhì)材料制成，這樣在發(fā)電機的轉(zhuǎn)子磁路上由于設(shè)置不同厚度、不同數(shù)量的調(diào)節(jié)片，就可實現(xiàn)增加或減少該磁路段的橫截面，使之改變該磁路段的工作狀態(tài)，也就是使該磁路段可處于過飽和狀態(tài)或飽和狀態(tài)或不飽和狀態(tài)，這樣就可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)發(fā)電機的空載電壓值，達到實現(xiàn)調(diào)節(jié)發(fā)電機空載電壓的目的。
為了調(diào)節(jié)穩(wěn)定負載時的輸出電壓，使發(fā)電機在不同的負載下，其端電壓都能保持在發(fā)電機標準允許范圍＋－5％內(nèi)。本實用新型的技術(shù)方案是在發(fā)電機輸出端設(shè)置電氣控制箱。電氣控制箱由電容器組和控制裝置組成，電容器組并聯(lián)在發(fā)電機的輸出端，電容量值隨發(fā)電機功率、負載性質(zhì)及負載率而不同，一般可采用有級調(diào)節(jié)。對于一般用途且功率較小時，采用二級(電容量值)調(diào)節(jié)即可；對電壓質(zhì)量要求較高時，需采用三級或更多級的調(diào)節(jié)。三相發(fā)電機的電容器組可接成“三角形”聯(lián)接如圖7或者“星形”聯(lián)接如圖8。三角形、星形聯(lián)接組的相互變換即可獲得二組不同的量值，當然也可以用把幾組電容器組增減并聯(lián)組數(shù)的并聯(lián)法，來增減電容值?？刂蒲b置的控制電路方框圖如圖9所示，該裝置由采樣器、放大器、雙限比較器、執(zhí)行機構(gòu)組成。執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)雙限比較器的判斷確定并執(zhí)行投入電容器組或退出電容器組，以達到調(diào)整電壓的目的。
為了改善電壓波形，本實用新型的技術(shù)方案是將轉(zhuǎn)子磁路中磁鋼的極面形狀改為“階梯形”如圖4或“八角形”如圖5，電樞繞組采用雙層短路繞組，這樣電壓便可得到良好的正弦形波形。如果對電壓波形要求不太高，可采用矩形磁鋼磁極面形狀，如圖6，電樞繞組可采用單層繞組，這樣雖然空載時電壓波形不夠好，但負載時投入調(diào)壓裝置電容器組后，負載電壓波形是足夠滿意的。
本實用新型可有效地降低電壓變化率，經(jīng)試驗可控制電壓變化率在＋－3％以內(nèi)，并具有良好的正弦波電壓波形。本實用新型可降低發(fā)電機有效材料的消耗，其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、制作工藝簡單、成本低，其成本僅是交－直－交變流技術(shù)法的1／3～1／5，本實用新型勵磁損耗小、效率高，是一種高效節(jié)能電機產(chǎn)品。
本實用新型適用于單相或三相、工頻或幾千赫茲以下的中頻、輸出功率由幾百瓦到幾百千瓦的中小型同步發(fā)電機。
權(quán)利要求1.一種永磁交流同步發(fā)電機是由帶永磁磁極的轉(zhuǎn)子、定子、電氣控制箱等組成，其特征是電氣控制箱由電容器組和控制裝置組成，在轉(zhuǎn)子磁路中裝有調(diào)節(jié)空載電壓的鐵質(zhì)調(diào)節(jié)片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁交流同步發(fā)電機，其特征是轉(zhuǎn)子永磁磁鋼的極面形狀采用階梯形或八角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁交流同步發(fā)電機，其特征是電氣控制箱內(nèi)的電容器組是并聯(lián)在發(fā)電機輸出端，電容器組可由一組或數(shù)組組成，每組電容器組可接成三角形接法或星形接法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁交流同步發(fā)電機，其特征是控制裝置是由采樣器、放大器、雙限比較器、執(zhí)行機構(gòu)所組成。
專利摘要本實用新型是一種具有調(diào)壓結(jié)構(gòu)和裝置的永磁交流同步發(fā)電機。在轉(zhuǎn)子磁路中設(shè)置不同厚度和數(shù)量的鐵質(zhì)調(diào)節(jié)片，磁鋼的極面形狀改為階梯形或八角形，在發(fā)電機輸出端并聯(lián)電容器組和控制裝置。該發(fā)電機可有效地降低電壓變化率在±3％以下，有良好的正弦波電壓波形。結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、制造簡單、成本低、勵磁損耗小、效率高。適用于單相或三相、工頻或幾千赫茲以下的中頻、功率為幾百瓦到幾百千瓦的中小型同步發(fā)電機。
文檔編號H02K1/27GK2185944SQ9323240
公開日1994年12月21日 申請日期1993年11月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月27日
發(fā)明者沈海明, 沈海威, 沈海根, 肖如鴻 申請人:沈海根, 肖如鴻