[实用新型]一种单相多功能稀土永磁发电机

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种稀土永磁发电机，具体地说是一种单相多功能稀土永磁发电机属电机领域。

背景技术：

现有的稀土永磁发电机是以稀土为永磁体作为发电机的磁源，代替电励磁发电机的磁场线圈，可以制成无刷发电机，取消了滑环、电刷装置及电力电容、电子元器件等。因此具有体积小、重量轻、效率高、结构简单、运行可靠等优点，是电机领域的发展方向，但也存在着难从外部调节磁场，控制其输出电压和正弦性电压波形的缺陷。目前稀土永磁发电机大多制成中频或工频两种。中频发电机因输出频率均在400Hz以上，不能直接使用，必须加上逆变器将频率变为50Hz，并将电压控制在稳定的范围内，才能使用，且一旦变频器出现故障，发电机就不能使用。而工频永磁发电机由于电压稳定性差，一般在±10％左右，波形正弦性畸变率大，一般在10％左右，限制了它的使用范围。

发明内容：

本实用新型针对现有技术存在的不足，旨在提供一种体积小、重量轻、效率高、结构简单、运行可靠的单相多功能稀土永磁发电机，该电机克服了永磁体很难从外部调节磁场控制电压而造成的电压稳定性差、波形畸变率大的缺陷，且在逆变器发生故障时，能自动切换到控制系统的第一回路继续供电，实现了多功能不间断供电，供电更加可靠。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种单相多功能稀土永磁发电机，主要由壳体、定子、转子、逆变器和控制系统组成；其中定子包括定子铁芯和电枢绕组，定子铁芯由定子冲片迭压成斜槽，电枢绕组采用不等匝同心式绕组；转子由转轴，圆筒形导磁轭，在磁轭外圆上分别固定N、S极配对的瓦片形磁钢组成。

所述的一种单相多功能稀土永磁发电机，定子铁芯有24～36个嵌放电枢绕组的槽，采用斜槽结构，斜度为1～1.2个槽距角(式中：β为槽距角，D为定子铁芯内径，N为定子铁芯槽数，l为定子铁芯长度)，它能有效地消除磁场中的齿谐波。

所述的一种单相多功能稀土永磁发电机，电枢绕组采用不等匝同心式绕组，占总槽数的2/3～5/6，能够有效地削弱磁场中的3、5、7次谐波。

所述的一种单相多功能稀土永磁发电机，永磁体即磁钢的宽度和磁化长度及安装方式也直接影响电枢反应对磁钢的去磁作用，它具有较强的抗去磁能力。故瓦片形磁钢选用剩磁密度大，内禀矫顽力强，工作温度高的稀土钕铁硼；每极可由1片或若干片拼成；每极磁钢的同心角为110°～130°的范围内，能使气隙磁场更接近于正弦波。同心角的大小决定了发电机的极弧系数，它影响到气隙磁场波形，电枢绕组的匝数及阻抗和磁钢的用量；磁钢的厚度，即磁化方向长度，影响了电枢反应对磁钢的去磁作用。因此，在不影响气隙磁场正弦性的情况下，适应增大磁钢的横截面积，能够减少定子电枢绕组的阻抗压降和电枢反应的交、直轴电抗的去磁作用，提高了发电机的输出电压，减少了发电机从空载到满载各点的电压偏差，提高了输出电压精度。通过以上的设计，单相多功能稀土永磁发电机的电压偏差在±5％以内，瞬态电压偏差及电压稳定时间均达到国家标准GB/T2820.3-1997的G₁级标准。磁钢采用瓦片形无极靴的径向安装结构，瓦片形磁钢用螺钉锁紧在导磁的转子磁轭上，直接裸露在气隙中，缩短了磁路长度，提高了磁通密度，减少了磁钢的用量，降低了材料成本。同时散热效果好，降低了温度对磁钢的去磁作用。