一种单相他励磁阻式发电机.pdf

一种单相他励磁阻式发电机，该发电机包括定子、转子、励磁绕组，电枢绕组，且为双凸极结构。定子和转子上均设有凸极，定子和转子上凸极数相同，且为偶数。励磁绕组集中式绕制在定子凸极上，相邻凸极上的绕组线圈串联，形成一相励磁绕组。相邻定子凸极上的励磁绕组绕向相反，以便在定子相邻凸极上形成NS交替的磁极。电枢绕组集中式绕制，且相邻凸极上的绕组线圈串联，且电枢绕组可以绕制在定子凸极上，也可以绕制在转子凸极上。本发明的转子可以是外转子，构成外转子结构发电机，也可以是内转子，构成内转子结构发电机。

1.  一种单相他励式磁阻电机，其特征在于：该电机包括定子(1)、转子(2)、励磁绕组(3)、电枢绕组(4)；所述转子(2)有两种布置方式，即转子(2)在定子(1)的内侧或定子(1)的外侧；所述转子(2)与传动轴相连，并由转子(2)驱动；定子(1)固定在电机外壳上；所述定子(1)上等间距设置有定子凸极(6)，转子(2)上等间距设置有转子凸极(7)，定子凸极(6)与转子凸极(7)数量相等且为偶数；所述定子凸极(6)与所述转子凸极(7)之间存在气隙；所述励磁绕组(3)绕制在定子凸极上(6)且相邻定子凸极(6)上的各励磁绕组(3)绕向相反，形成NS极相互交替；所述相邻定子凸极(6)与相应的转子凸极(7)之间形成闭合磁路(5)；所述电枢绕组(4)绕制在定子凸极(6)上或绕制在转子凸极(7)上。

2.  根据权利要求1所述的一种单相他励式磁阻电机，其特征在于：所述定子(1)、转子(2)由电工硅钢片叠压而成。

3.  根据权利要求1所述的一种单相他励式磁阻电机，其特征在于：一种单相他励式磁阻发电机，包括定子(1)、转子(2)、励磁绕组(3)、电枢绕组(4)；所述的一种单相他励式磁阻发电机为内转子结构，即所述转子(2)在所述定子(1)内；所述定子凸极(6)数与所述转子凸(7)极数相等，且为偶数；所述定子(1)固设在发电机外壳上；所述转子(2)与传动轴相连，转子(2)随传动轴转动；所述励磁绕组(3)绕制在所述定子凸极(6)上，相邻定子凸极(6)上的励磁线圈(3)绕向相反，相邻定子凸极(6)上的励磁线圈(3)依次串联形成单相集中式励磁绕组；单相集中式励磁绕组通入电流在相邻定子凸极上形成NS相互交替的磁极；所述电枢绕组(4)绕制在定子凸极(6)上，或绕制在所述转子凸极(7)上；相邻凸极上的电枢绕组(4)依次串联，形成单相集中式电枢绕组。

4.  根据权利要求3所述的一种单相他励式磁阻电机，其特征在于：工作时，励磁绕组(3)通入电流会在相邻定子凸极上形成NS相互交替的磁极(5)， 转子(2)随着传动轴转动，定子凸极(6)与转子凸极(7)交替正对，这时电枢绕组(4)中的磁通量会交替变化，即电枢绕组(4)会感生出电动势；通过控制励磁电流的大小即可控制所述发电机的无功功率，进而配合转子转速的检测就能实现对所述发电机的恒功率因数控制。

5.  根据权利要求1所述的一种单相他励式磁阻电机，其特征在于：一种单相他励式磁阻发电机，包括定子(1)、转子(2)、励磁绕组(3)、电枢绕组(4)；所述的一种单相他励式磁阻发电机为外转子结构，即所述转子(2)在所述定子(1)外；所述定子凸极(6)数与所述转子凸极(7)数相等，且为偶数；所述定子(1)固设在发电机外壳上；所述转子(2)与传动轴相连，转子(2)随传动轴转动；所述励磁绕组(3)绕制在所述定子凸极(6)上，相邻定子凸极(6)上的励磁绕组(3)绕向相反，相邻定子凸极(6)上的励磁绕组(3)依次串联形成单相集中式励磁绕组；单相集中式励磁绕组通入电流在相邻定子凸极上形成NS交替的磁极；所述电枢绕组(4)绕制在所述定子凸极(6)上，或绕制在所述转子凸极(7)上；相邻凸极上的电枢绕组依次串联，形成单相集中式电枢绕组。

6.  根据权利要求5所述的一种单相他励式磁阻电机，其特征在于：发电机工作时，励磁绕组(3)通入单相电流，会在相邻定子凸极(6)上形成NS相互交替的磁极(5)，转子(2)随着传动轴转动，定子凸极(6)与转子凸极(7)交替正对，这时电枢绕组(4)中的磁通量会交替变化，即电枢绕组(4)会感生出电动势；通过控制励磁电流的大小即可控制所述发电机的无功功率，进而配合转子转速的检测就能实现对所述发电机的恒功率因数控制。

一种单相他励磁阻式发电机
技术领域
本发明涉及一种单相他励磁阻式发电机，属于磁阻式电机领域。
背景技术
传统的磁阻式发电机，采用多相结构形式，每个定子凸极上绕有集中式励磁线圈，且径向相对的两个定子凸极上的励磁线圈串联形成一相定子绕组，其中三相磁阻式发电机最为普遍。且现有多相磁阻式发电机多采用6/4结构，定子上凸极数和转子上凸极数不相等。多相磁阻式发电机相数多，其定子连线较为复杂，系统成本高。永磁发电机由于永磁体存在，使得永磁电机不易被控制，而且永磁体存在退磁现象，随着剧烈的机械振动可能产生不可逆退磁，电机稳定性低，甚至造成无法使用。电机的功率因数恒定对发电机及电网的运行特性起着至关重要的作用。本发明一种他励单相磁阻式发电机，克服了已有电机的诸多不足，采用单相励磁方式实现电机的恒功率因数控制，同时简化了定子上励磁线圈连线，机械结构简单坚固，降低了系统成本，适用范围广等优点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单相他励磁阻式发电机，该单相他励磁阻式发电机具有恒功率因数控制、结构简单、造价低廉、维护方便、使用寿命长、可靠性高、适用场合广等优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种单相他励式磁阻电机，该电机包括定子(1)、转子(2)、励磁绕组(3)、电枢绕组(4)。所述转子(2)有两种布置方式，即转子(2)在定子(1)的内侧或定子(1)的外侧；所述转子(2)与传动轴相连，并由转子(2)驱动。定子(1)固定在电机外壳上。所述定子(1)上等间距设置有定子凸极(6)，转子(2)上等间距设置有转子凸极(7)，定子凸极(6)与转子凸极(7)数量相等且为偶数。所述定子凸极(6)与所述转子凸极(7)之间存在气隙。所述励磁绕组(3)绕制在定子凸极上(6)且相邻定子凸极(6)上的各励磁绕组(3)绕向相反，形成NS极 相互交替。所述相邻定子凸极(6)与相应的转子凸极(7)之间形成闭合磁路(5)。所述电枢绕组(4)绕制在定子凸极(6)上或绕制在转子凸极(7)上。
所述定子(1)、转子(2)由电工硅钢片叠压而成。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
1、本发明只有一个单相集中式励磁绕组，控制简单，只要励磁绕组一通电，所有的定子凸极都产生NSNS交替的磁极，无需永磁体，降低成本，提高了效率。
2、通过控制所述单相励磁电流的大小能够实现对所述发电机的无功功率的控制，再配合发电机转速的检测，即可实现对所述发电机的恒功率因数的闭环控制。
3、本发明可以是外转子结构，也可以是内转子结构，且电枢绕组可以绕制在定子凸极上，也可以绕制在转子凸极上，结构灵活，适用场合广。
4、本发明的发电机中，定子和转子均由硅钢片压制而成。加工简单，结构牢靠，材料和制作成本低。
附图说明
图1为本发明的内转子且电枢线圈绕制在定子上的一种单相他励式磁阻发电机的主视图；
图2为本发明的内转子且电枢线圈绕制在定子上的一种单相他励式磁阻发电机的侧视图
图3为本发明的内转子且电枢线圈绕制在转子上的一种单相他励式磁阻发电机的主视图；
图4为本发明的内转子且电枢线圈绕制在转子上的一种单相他励式磁阻发电机的侧视图；
图5为本发明的外转子且电枢线圈绕制在定子上的一种单相他励式磁阻发电机的主视图；
图6为本发明的外转子且电枢线圈绕制在定子上的一种单相他励式磁阻发 电机的侧视图；
图7为本发明的外转子且电枢线圈绕制在转子上的一种单相他励式磁阻发电机的主视图；
图8为本发明的外转子且电枢线圈绕制在转子上的一种单相他励式磁阻发电机的侧视图；
图中：1、定子，2、转子，3、励磁绕组，4、电枢绕组，5磁路，6定子凸极，7转子凸极。 
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一
一种单相他励式磁阻发电机，包括定子(1)、转子(2)、励磁绕组(3)、电枢绕组(4)。下面结合图1，图2，图3和图4说明具体实施方式，本实施方式所述的一种单相他励式磁阻发电机为内转子结构，即所述转子(2)在所述定子(1)内。所述定子凸极(6)数与所述转子凸(7)极数相等，且为偶数。所述定子(1)固设在发电机外壳上。所述转子(2)与传动轴相连，转子(2)随传动轴转动。所述励磁绕组(3)绕制在所述定子凸极(6)上，相邻定子凸极(6)上的励磁线圈(3)绕向相反，相邻定子凸极(6)上的励磁线圈(3)依次串联形成单相集中式励磁绕组。单相集中式励磁绕组通入电流在相邻定子凸极上形成NS相互交替的磁极。本实施方案中，所述电枢绕组(4)绕制在定子凸极(6)上，如图1，或绕制在所述转子凸极(7)上，如图3。相邻凸极上的电枢绕组(4)依次串联，形成单相集中式电枢绕组。
工作时，励磁绕组(3)通入电流会在相邻定子凸极上形成NS相互交替的磁极(5)，转子(2)随着传动轴转动，定子凸极(6)与转子凸极(7)交 替正对，这时电枢绕组(4)中的磁通量会交替变化，即电枢绕组(4)会感生出电动势。通过控制励磁电流的大小即可控制所述发电机的无功功率，进而配合转子转速的检测就能实现对所述发电机的恒功率因数控制。
实施例二
一种单相他励式磁阻发电机，包括定子(1)、转子(2)、励磁绕组(3)、电枢绕组(4)。下面结合图5，图6，图7和图8说明具体实施方式。本实施方式所述的一种单相他励式磁阻发电机为外转子结构，即所述转子(2)在所述定子(1)外。所述定子凸极(6)数与所述转子凸极(7)数相等，且为偶数。所述定子(1)固设在发电机外壳上。所述转子(2)与传动轴相连，转子(2)随传动轴转动。所述励磁绕组(3)绕制在所述定子凸极(6)上，相邻定子凸极(6)上的励磁绕组(3)绕向相反，相邻定子凸极(6)上的励磁绕组(3)依次串联形成单相集中式励磁绕组。单相集中式励磁绕组通入电流在相邻定子凸极上形成NS交替的磁极。本实施方案中，所述电枢绕组(4)绕制在所述定子凸极(6)上，如图5，或绕制在所述转子凸极(7)上，如图7。相邻凸极上的电枢绕组依次串联，形成单相集中式电枢绕组。
发电机工作时，励磁绕组(3)通入单相电流，会在相邻定子凸极(6)上形成NS相互交替的磁极(5)，转子(2)随着传动轴转动，定子凸极(6)与转子凸极(7)交替正对，这时电枢绕组(4)中的磁通量会交替变化，即电枢绕组(4)会感生出电动势。通过控制励磁电流的大小即可控制所述发电机的无功功率，进而配合转子转速的检测就能实现对所述发电机的恒功率因数控制。
以上所述为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域技术人员根据本发明所揭示的内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入本权利要求书记载的保护范围。