[发明专利]插片式稀土永磁发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机，特别涉及一种稀土永磁发电机。

背景技术

当今世界油价居高不下，能源供应日趋紧张，稀土永磁发电机带阻性负载时可比传统电励磁发电机节省燃油20％左右，带感性负载时可节省燃油50％，但这一巨大优势由于受成本高、电压波动大和运行可靠性差等因素的制约，得不到充分发挥，小型发电机市场仍被效率低、能耗大的传统电励磁发电机所统治。

稀土永磁发电机具有高效节能、承载感性负载能力大、波形好、体积小、重量轻、结构简单等诸多优点而受到市场的重视。但稀土永磁发电机磁场调控困难，输出电压随负载的变化波动大，电压调整率一般在±10％左右，不能满足多数用户的需要。成本高、调压率差和磁钢破碎引发事故是影响稀土永磁发电机推广应用的三大主要因素。市场急需既能保持稀土永磁发电机高效节能的优点而又成本低、性能好、运行可靠的新型稀土永磁发电机来适应当今能源紧缺的时代。

现有的稀土发电机采用瓦片形稀土磁钢。如授权公告号为CN2585468Y，授权公告日为2003年11月5日的中国实用新型专利申请，公开了一种高性能稀土永磁发电机，这种由定子总承、转子总承、外壳组成的高性能稀土永磁发电机，其定子铁心采用斜槽结构，其转子磁极采用1～n片同极性的稀土瓦形磁钢拼成；稀土瓦形磁钢采用高性能稀土永磁材料加工而成，开有中心孔；用螺栓 和粘合剂将稀土瓦形磁钢固定在导磁的圆形转轴上。现有的稀土永磁发电机最大缺点是转子的磁钢裸露在外，和定子铁心之间的距离，即发电机气隙，一般只有0.5mm。稀土磁钢是一种粉末冶金的产品，本身强度不大，质量较差的稀土磁钢在静置状态下，自身都会发生碎裂，在高速旋转和剧烈震动情况下更容易碎裂。发电机运转时会有强烈震动，转子又以每分钟3000多转的速度高速旋转，稀土磁钢一旦碎裂，碎片在强大离心力作用下，向定子铁心方向运动，从而碰擦定子铁心，形成“扫膛”事故。碰擦所产生的高温足以使稀土磁钢退磁而发不出电来，严重的还会烧毁定子线圈，损坏发电机。瓦形磁钢耗用材料比较多，加工也比较困难，而且在中间还要打一个安装螺栓用的阶梯孔，由于稀土磁钢材料比较脆，打孔时废品率较高。采用这种结构的转子不但成本高，运行的可靠性也比较差，常有这种稀土永磁发电机因扫膛而损坏，一般维修点很难修复，大多要送回生产厂家修复，既增加了费用又耽误了时间。为了避免稀土磁钢碎裂，也有把转子上的瓦形稀土磁钢安装进由转子冲片叠装成的磁钢槽内的做法，这样虽解决了因稀土磁钢破裂而导致的扫膛事故，但瓦形磁钢耗材多，加工困难，成本高的问题依然存在。

授权公告号为CN200956527Y，授权公告日为2007年10月3日的中国实用新型专利申请公开了一种单双层电机绕组，包括定子和定子上的相槽，其特征在于相槽按一个单层槽一个双层槽的交叉方式分布在定子上。单层槽内设置线圈，线圈匝数为九、十七、十九或二十一奇数。双层槽的内层槽线圈匝数设置为九、十七、十九或二十一奇数，而外层槽线圈匝数设置为八、十、十六或二十偶数，或者内层槽线圈匝数设置为八、十、十六或二十偶数，而外层槽线圈匝数设置为九、十七、十九或二十一奇数。该实用新型解决了现有双层绕组存 在的端部尺寸大，漏抗严重等不足的问题。

授权公告号为CN2859594Y，授权公告日为2007年1月17日的中国实用新型专利申请公开了一种发电机组智能控制系统。这种发电机组智能控制系统，包括一微处理器，该微处理器分别与LCD显示电路、A/D转换电路、故障指示电路、输出驱动电路、键盘控制电路及信号输入电路相连接。所述A/D转换电路连接有三相电压输入采样电路、三相电流输入采样电路、压力传感器输入采样电路、温度传感器输入采样电路以及速度传感器输入采样电路。

发明内容

本发明的目的在于提出一种插片式稀土永磁发电机，以解决现在稀土永磁发电机存在的上述问题。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

插片式稀土永磁发电机，主要由定子、转子、机壳和智能控制系统组成，定子包括定子铁心，铁心上开有相槽，转子包括叠压成转子冲片叠片的转子冲片，其特征在于：

定子的铁心的相槽嵌有单相绕组或三相绕组；所述单相绕组采用正弦绕组，在其中一极串联每槽等匝的同心绕组，所述正弦绕组的每极各有一个抽头；所述三相绕组为单双层混合绕组，选用短节距，其中单层相槽占相槽总数的1/3～2/3，单层相槽和双层相槽交替布置；

所述转子的转子冲片上、下边为圆弧形，靠近圆弧边以圆心为中心对称开有四边形或四边形相连接而成的多边形的磁钢槽，中间有轴孔；所述磁钢槽内插有横截面为四边形的柱状的稀土磁钢。