一種混合勵磁發電機制造技術

本發明專利技術公開了一種混合勵磁發電機，包括有定子，由永磁體、勵磁繞組構成的轉子，電子控制裝置，發電機工作時，通過調節單向勵磁電流的大小來實現發電機輸出電壓的穩定。由于勵磁電流為單方向的，永磁體、勵磁繞組的能力均得到充分利用，發電機在寬轉速內輸出可控、穩定的電壓，成本更低、輸出功率更高，減少永磁體去磁風險，控制電路簡單可靠，可廣泛應用于汽車、風力發電、航空、航海等領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種混合勵磁發電機，屬于混合勵磁發電機領域。
技術介紹
中國稀土資源豐富，稀土永磁材料被越來越多的應用于國民生產的各個領域，如 電動機、發電機等，產生了巨大的經濟效益。但是隨之面臨的問題是，永磁材料提供的磁場 恒定，使磁場、輸出電壓難以調節；混合勵磁發電機采用永磁與勵磁相結合、通過調節勵磁 磁場來對混合磁場進行調節，從而實現了輸出電壓可控與穩定。 現在，很多混合勵磁電機通過對通入勵磁繞組的勵磁電流的大小和方向進行調節 來實現磁場調節。如，專利號為ZL200510038147. 0的混合勵磁雙凸極永磁同步電機，調節 勵磁電流的大小和方向，電機的相電勢可得到調節；專利號為ZL200510112091. 9的雙饋電 混合勵磁軸向磁場永磁電機通過改變磁場控制繞組中的電流幅值和方向來調節電機氣隙 總磁通大小，達到改變感應電勢大小的目的。 這些技術通過對通入勵磁繞組的勵磁電流的大小和方向進行調節來實現磁場調 節，其存在的問題在于向勵磁繞組內通入反向勵磁電流，產生的磁場對總磁場進行消弱， 由此導致永磁體的能力沒有得到充分的利用，造成了浪費；反向勵磁電流產生的反向磁場 使得永磁鐵去磁的風險增加；永磁體提供的磁場有限，當需要提輸出大功率時則需要增加 永磁體的用量，而隨著國家隊稀土資源的重視，稀土永磁體的價格越來越高，從而增加很多 成本；對勵磁電流方向和大小進行控制相比于只是控制勵磁電流的大小，電路更加復雜和 不可靠。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種能夠解決上述問題，實現永磁體、勵磁繞組的能力均 得到充分利用，發電機在寬轉速內輸出可控、穩定的電壓，成本更低、輸出功率更高，減少永 磁體去磁風險，電子控制裝置簡單可靠的混合勵磁發電機。具體
技術實現思路
如下 包括有定子，由永磁體、勵磁繞組構成的轉子，電子控制裝置；發電機工作時，由電 子控制裝置控制，向勵磁繞組內通入單向的勵磁電流；通過調節勵磁電流的大小來實現發 電機輸出電壓的穩定；當發電機正常工作、轉子轉速達到最高時，僅由永磁體提供磁場不能 使發電機輸出電壓達到目標穩壓值；當發電機非正常工作、轉子轉速太高、輸出電壓高于目 標穩壓值時，發電機不向外輸出電流，以保護電子控制裝置及用電設備。 當發電機轉子轉速很低時、勵磁電流由蓄電池提供，當轉速達到設定值時、勵磁電 流由發電機自身提供，或由發電機自身提供，或由蓄電池提供；勵磁電流大小的調節，通過 對勵磁電流通斷時間長短的調節來實現。 本專利技術所述一種混合勵磁發電機，因為永磁體提供的磁場不變，所以，當轉子轉速 很低時、向勵磁繞組輸入一個大電流，轉速升高時、輸入一個稍低的勵磁電流，轉速繼續升 高時，輸入的勵磁電流更小一些，如此搭配，從而實現了對勵磁繞組、永磁體產生的磁場的調節，實現了對輸出電壓的調節，把輸出電壓穩定在目標穩壓值。 本專利技術所述勵磁電流大小的調節可以通過調節勵磁電流的通斷時間的長短來實現，即，當輸出電壓高于目標穩壓值時，勵磁繞組斷路，發電機無勵磁電流，輸出電壓下降；勵磁繞組斷開一段時間后，輸出電壓降至某一值時，勵磁回路導通，輸出電壓又升高；如此轉子轉速高、勵磁繞組斷開的時間長一些、平均勵磁電流小一些，當轉子轉速低時、勵磁繞組導通時間長一些、平均勵磁電流大一些；這些可以通過簡單的電子控制裝置輕易地來實現，實現輸出電壓的穩定。勵磁電流大小的調節還可以通過變化電阻等方法來實現。 本專利技術相對于現有技術具有以下優點 1、本專利技術所述一種混合勵磁發電機，向勵磁繞組內輸入單向的大小變化的勵磁電 流來實現對磁場的調節、實現輸出電壓的穩定，而沒有反向的勵磁電流產生磁場來消弱永 磁體產生的磁場，如此，永磁體的能力得到了充分的利用；勵磁繞組也提供了更多的磁場來 發電，而不只是對永磁磁場進行調節，從而充分利用了勵磁繞組的能力，既然已經安裝了 一 套勵磁繞組，成本已經上去了一些，為什么不充分利用呢，多消耗的勵磁能量相比于由此產 生的電能還是不多的。 2、由于采用永磁與勵磁相結合的方式，使得發電機可以在更寬轉速內工作，而且 輸出電壓可控、穩定。 3、勵磁電流為大小變化的單相電流，控制電路簡單、可靠、成本低；所有的勵磁電 流都用來發電，因為沒有反向勵磁電流做負功，從而使輸出功率更高；無反向勵磁電流產生 磁場對永磁體產生的磁場進行消弱，從而使永磁體去磁的風險降低。 4、隨著產業的發展，要求發電機的輸出功率越來越大，如果僅采用增加永磁的方 法來實現，不但成本增加很多，而且發電機體積會變大；而充分利用勵磁繞組，使其提供的 勵磁磁場增加，能在不增加成本的情況下，只需改變相關參數，即可增加輸出功率。 正因為本專利技術所述一種混合勵磁發電機所具有的優點，本專利技術可廣泛應用于汽 車、風力發電、航空、航海等領域。附圖說明 附圖1為本專利技術用作一款混合勵磁發電機的基本工作原理電路。 具體實施例 實施例中1、電子控制裝置2、混合勵磁發電機3、蓄電池4、負載 下面結合附圖對本專利技術作進一步說明 本實施例是本專利技術所述一種混合勵磁發電機用作車用的一款混合勵磁發電機。本 實施例中所述混合勵磁發電機2，永磁鐵和勵磁繞組均位于發電機轉子上；當轉子轉速小 于1150轉/分時、由蓄電池3提供勵磁電流，大于1150轉/分時、由發電機自身提供勵磁 電流；勵磁電流大小的調節，通過電子控制裝置1對勵磁電流通斷時間長短調節來實現；該 發電機正常發電轉速范圍是800轉/分-4500轉/分；轉子轉速為4500轉/分時，僅由永 磁體提供磁場不能使發電機輸出電壓達到目標穩壓值；當發電機非正常工作(如非正常加 速)、轉子轉速過大、超過4500轉/分時，發電機停止向外供電，以保護電子控制裝置及用電 設備。 具體工作原理如下 當發電機轉子轉速很低時，僅由永磁體提供磁場、輸出電壓遠低于目標穩壓值，Rl 的分壓低于VS的導通電壓，VS不導通，VI也不導通；V1截止時V2的基極電位很低，使V2 有足夠高的正向偏壓而飽和導通，發電機勵磁回路導通。當發電機輸出電壓上升至目標穩 壓值時，Rl的分壓使VS導通，VI同時飽和導通；V1飽和導通后，V2失去偏壓而截止，勵磁 回路斷路。發電機無勵磁電流時，只有永磁體提供磁場，其電動勢及端電壓下降，當降到Rl 上的分壓不足以維持VS導通時，VS又截止，VI也截止，又使V2導通，發電機勵磁回路又導 通。如此反復，使發電機的輸出電壓維持在設定的目標穩壓值U。 當發電機轉速升高時，定子繞組切割永磁體產生的磁感線發電量增加，發電機輸 出電壓升高，短暫的略高于目標穩壓值，Rl的分壓使VS導通，VI同時飽和導通；V1飽和導 通后，V2失去偏壓而截止，發電機勵磁回路斷路。發電機無勵磁電流時，只有永磁體提供磁 場，其電動勢及端電壓下降，當降到Rl上的分壓不足以維持VS導通時，VS又截止，VI也截 止，又使V2導通，發電機勵磁回路又導通。如此反復，使發電機的輸出電壓維持在設定的目 標穩壓值U。 當發電機轉速降低時，定子繞組切割永磁體產生的磁感線發電量減少，發電機輸 出電壓降低，在輸出電壓達到目標穩壓值以前，Rl的分壓低于VS的導通電壓，VS不導通， VI也不導通；V1截止時V2的基極電位很低，使V2有足夠高的正向偏壓而飽和導通，發電機 勵磁回路導通。當發電機輸出電壓上升至目標穩壓值本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合勵磁發電機，包括有定子，由永磁體、勵磁繞組構成的轉子，電子控制裝置，其特征在于：發電機工作時，由電子控制裝置控制，向勵磁繞組內通入單向的勵磁電流；通過調節勵磁電流的大小來實現發電機輸出電壓的穩定；當發電機正常工作、轉子轉速達到最高時，僅由永磁體提供磁場不能使發電機輸出電壓達到目標穩壓值；當發電機非正常工作、轉子轉速太高、輸出電壓高于目標穩壓值時，發電機不向外輸出電流，以保護電子控制裝置及用電設備。

【技術特征摘要】
一種混合勵磁發電機，包括有定子，由永磁體、勵磁繞組構成的轉子，電子控制裝置，其特征在于發電機工作時，由電子控制裝置控制，向勵磁繞組內通入單向的勵磁電流；通過調節勵磁電流的大小來實現發電機輸出電壓的穩定；當發電機正常工作、轉子轉速達到最高時，僅由永磁體提供磁場不能使發電機輸出電壓達到目標穩壓值；當發電機非正常工作、轉子轉速太高、輸出電壓高于目標穩壓值時，發電機不向外輸出電流，以保護電子控制裝置及用電設備。2. 根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：柳小偉，
申請(專利權)人：柳小偉，
類型：發明
國別省市：34[]