[发明专利]一种脉冲负载励磁恒压直流发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴向工作气隙、爪极式高速同步发电机，具体为一种脉冲负载励磁恒压直流发电机。

背景技术

在一些小型装备等特定的使用环境中，往往对发电机的体积重量提出要求，而且发电机所处的电子系统也常常会对发电机提出能够宽范围变速和高速运转、瞬态输出功率大、电压调整动态响应快等使用要求。而目前常用的旋转整流励磁高速同步发电机，需要永磁式副励磁机建立初始励磁，结构复杂，电磁时间常数大，电压调整的动态响应慢，不能满足大功率脉冲负载条件下的输出电压稳定度要求。

发明内容

本发明提出一种脉冲负载励磁恒压直流发电机，与常用的旋转整流励磁高速同步发电机相比，无电刷滑环和旋转整流励磁结构，避免了换向火花的产生，无需永磁式副励磁机，结构简单，体积小、电磁时间常数小，电压调整的动态响应快，瞬态输出功率大、能够适应大功率脉冲负载条件下的电源输出要求。

本发明提出的脉冲负载励磁恒压直流发电机包括驱动齿轮、磁性机座、转子、定子、整流滤波元件和定子壳体，磁性机座与定子壳体固定连接，其特征在于：所述磁性机座内部有沿发电机轴向的环柱形空间，在环柱形空间中用灌封料固定有环形励磁绕组，励磁绕组由并激励磁绕组和串激励磁绕组组成，并激励磁绕组接外电源或电子式电压调节器，串激励磁绕组串接于发电机的脉冲负载回路；转子由带转轴的内爪和外爪组成，内爪和外爪之间通过隔磁环焊接固定，内爪转轴穿过磁性机座中心的轴向通孔与驱动齿轮连接；定子中的定子铁心上嵌有电枢绕组，电枢绕组与整流滤波元件相连，定子和整流滤波元件通过灌封料固定在定子壳体内。

所述的脉冲负载励磁恒压直流发电机，其特征在于：转子的内爪和外爪、磁性机座和定子铁心的材料为具有剩磁和矫顽力的高饱和磁感应强度软磁合金材料。

所述的脉冲负载励磁恒压直流发电机，其特征在于：转子内爪和外爪的极面为在圆周方向等距排列的扇面，内爪极面的磁极性相同，外爪极面的磁极性相同，内爪极面与外爪极面的磁极性相反，内爪与外爪通过隔磁环固定连接后，内爪与外爪的极面交叉形成交替的N，S磁极。

所述的脉冲负载励磁恒压直流发电机，其特征在于：转子爪极极面为弧梯形平面，在爪极极面上沿极面中心径向刻有一条宽度为0.5mm的沟槽。

所述的脉冲负载励磁恒压直流发电机，其特征在于：定子铁心由高饱和磁感应强度软磁合金带卷绕成环形，并沿环形径向切有矩形槽，形成在圆周方向等距排列的扇形齿面，扇形齿面与转子爪极极面相配合。

所述的脉冲负载励磁恒压直流发电机，其特征在于：在定子壳体中设有通冷却水的管道。

附图说明

图1：脉冲负载励磁恒压直流发电机剖视图；

图2：转子装配图；

图3：转子剖视图；

图4：内爪立体图；

图5：外爪立体图；

图6：定子铁心立体图；

其中，1、驱动齿轮，2、平键，3、轴承，4、磁性机座，5、并激励磁绕组，6、串激励磁绕组，7、环氧灌封料，8、转子，9、定子壳体，10、定子，11、环氧灌封料，12、整流元件，13、滤波元件，14、硅橡胶灌封料，15、端盖，16、外爪，17、内爪，18、隔磁环，19、转轴。

具体实施方式

下面结合实施例具体说明本发明所提出的脉冲负载励磁恒压直流发电机。

参照附图1，本实施例包括驱动齿轮1、磁性机座4、转子8、定子10、整流元件12、滤波元件13和定子壳体9。

磁性机座4由具有剩磁和矫顽力的高饱和磁感应强度软磁合金材料加工制成，其中心有轴向通孔，用于穿过转子8上的转轴19；在磁性机座4中心通孔的周围有沿轴向的环柱形空间，在环柱形空间中装有环形的励磁绕组，并用环氧灌封料7将励磁绕组灌封固定在磁性机座4内，励磁绕组由并激励磁绕组5和串激励磁绕组6组成，并激励磁绕组5由外电源或电子式电压调节器提供励磁电源，保证稳态负载时的发电机励磁需求；串激励磁绕组6串接于发电机的脉冲负载回路，以及时增大励磁磁势、补偿脉冲负载引起电枢反应、减小电压波动。

参照附图2和附图3，转子8由带转轴19的内爪17和外爪16组成，内爪17和外爪16均由具有剩磁和矫顽力的高饱和磁感应强度软磁合金材料加工制成，可以在发电机磁回路上产生一定的剩余磁通，内爪17和外爪16通过由非导磁合金材料制成的隔磁环18焊接为一个整体，机械强度可以适应发电机转子8高速旋转需要，内爪17上的的转轴19穿过磁性机座4中心的轴向通孔，与驱动齿轮1固定连接，并由磁性机座4、定子机壳9轴承室中的轴承3支撑转子8使其自由旋转。