[实用新型]开关磁阻发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关磁阻发电机，尤其涉及一种具有降低电机绕组用铜量及铜损 耗结构的发电机。

背景技术

开关磁阻发电机(SR发电机)是一种将机械能转换为电能的设备，该设备通过电 子开关控制绕组与储能装置的接通方式，从而控制电能在电机和储能装置间的流动方 向，作为发电机运行时，该设备先与储能装置接通，通过储能装置使绕组有电流流过， 随后改变电流的路径，该设备从随后的相绕组收回的能量大于前面所施加能量。这种SR 发电机的优点在于其以电流源形式输出，所以它能够在低速时为储能装置充电。

通常的开关磁阻发电机(SR发电机)在较高的转速下工作时与电动机一样，性能 令人满意。但用于直接驱动风力发电时，发电机运行于低转速，铜绕组的损耗占很大比 重，直接影响了发电机的效率。

通常的开关磁阻发电机(SR发电机)线圈是绕在定子一个齿上的，通过分析发现， 用跨过多个齿的线圈能够产生与传统线圈相类似的磁场，但可以减少线圈的数量，从而 降低绕组的铜损耗。另一方面，对低速电机特别是尺寸比较小的电机来说，放置绕组的 空间相对较小，本实用新型通过减少齿数，增大槽空间的方式为绕组提供了更大的空间， 以便进一步降低损耗。

实用新型的内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种改进的开关磁阻发电机结构，减少绕组 的用铜量及绕组电阻，从而降低绕组铜损耗的开关磁阻发电机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该开关磁阻发电机，包括多个线 圈组成的绕组，带有绕组的定子和无绕组的转子，定、转子上有齿和槽，其特征在于： 定子分为大槽和小槽，线圈边放在大槽中，每个线圈跨过多个定子齿。

大槽为四个，安装在大槽内的线圈间隔4个小槽。

大槽的间隔为小槽的2或2的倍数，安装在大槽内的线圈间隔1个或1个以上小槽。

每个大槽内安装的线圈为四个。

大槽其相邻两齿中心线的距离为小槽间距离的两倍。

大槽其相邻两齿中心线的距离为小槽间距离的两倍以上。

与现有技术相比，本实用新型所提出的开关磁阻发电机具有的有益效果是：具有多 齿距线圈和宽线圈槽的开关磁阻发电机，克服了传统的开关磁阻发电机在低速运行时绕 组损耗大和效率低的缺陷，通过每个线圈跨过多个定子齿，可以在不降低电磁转矩的情 况下降低绕组用铜量，而增加放置线圈的槽面积，可以增加线圈导线的截面积，减少绕 组电阻，降低损耗。低速运行时提高效率的优点，适合用作风力发电机。

附图说明

图1为本实用新型开关磁阻发电机定子转子结构剖面图；

图2为常规线圈绕在每个定子齿上时的磁场分布图；

图3为本实用新型的磁场分布图；

图4为本实用新型绕组电感随转子位置变化曲线；

图5为本实用新型开关磁阻发电机原理框图。

图1、3、4、5是本实用新型的最佳实施例。其中：1定子 2转子 3、4、5、6 线圈 7大槽 8小槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型开关磁阻发电机进行详细说明。

如图1、3、4、5所示：本实用新型的开关磁阻发电机包括具有二十个向内的定子 极的定子1和具有二十四个向外伸展的转子极的转子2。在定子1上有四个大槽7，每 个大槽7实际上是将一个定子齿去掉后形成的。四个线圈3、4、5、6的线圈边放在大 槽7中，每个线圈跨过五个定子齿。除了大槽7位置外，定子齿和转子齿的齿距是相同 的，都是360/24度。定子1、转子2由导磁性能良好的铁磁材料组成，分别称为定子 铁芯和转子铁芯。

开关磁阻发电机的转子2所受电磁转矩由定子1、转子2齿间的气隙磁场大小及分 布决定，不同的绕组布置及绕组激励方式如果能产生相同的气隙磁场，那么转子2所受 的电磁转矩是相同的。

如果忽略定子1、转子2的铁芯的磁压降，则激磁线圈产生的磁动势将全部落在定 子1、转子2间的气隙上。对通常的磁阻电机来说，每一个定子齿的磁动势，是绕在其 上的线圈匝数和其中电流的乘积。当线圈跨过多个定子齿时，这多个定子齿的磁动势也 是线圈匝数和其中电流的乘积。也就是说，将线圈绕在多个定子齿上可以产生与绕在多 个定子齿上相接近磁场分布，但所用的总的磁动势安匝数却小很多。

图2是通常的开关磁组电极线圈绕在每个定子齿上时的磁场分布图。