[发明专利]一种无刷直流发电机及发电方法

说明书

本发明提供了一种无刷直流发电机，其结构简单，电机的可靠性和可维护性好，克服了现有直流发电机可靠性低，结构复杂，转速受限等缺点，包括定子和转子，转子置于定子的内侧，转子能够转动，定子和转子之间有留有气隙，其特征在于：定子包括定子本体，定子本体内侧设有至少一对呈对称设置的定子凸极，定子凸极包括凸极极靴、连接凸极极靴和定子本体的凸极极身，凸极极靴之间留有空隙，凸极极靴上布置有极靴槽，极靴槽内设有电枢绕组，励磁绕组布置在定子上，使得相对应的两个定子凸极分别形成N极和S极，转子包括至少一对转子凸极，此外本发明还提供了采用该无刷直流发电发电机进行发电的技术。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体为一种无刷直流发电机及发电技术。

背景技术

目前直流发电机，主要分为有刷直流发电机和整流型直流发电机。对于有刷直流发电机，定子通过电励磁或永磁体形成磁场，电枢绕组在转子，转子电枢切割磁场发出交流电，通过换向器和电刷，将转子发出的交流电转换出直流电，因电枢绕组在转子，另外需要转向器和电刷，其结构复杂，可靠性低，成本更高。

对于整流型直流发电机，其实际为交流发电机通过整流系统，获得直流电。其可靠性和成本决定于交流发电机和整流系统，目前广泛使用的交流发电机采用转子励磁方式，即励磁磁场产生于转子，励磁采用永磁或电励磁形式，对于永磁形式，励磁磁场无法调节，无法实现对输出电压的调节，另外永磁体有失磁风险，且成本高；对于电励磁交流发电机，其通过滑环电刷或旋转整流模块，将直流电通入转子励磁绕组以产生励磁磁场，结构复杂，成本高，也由于碳刷或整流模块的损坏，导致可靠性不高，另外，励磁在转动部件转子上，需经过复杂工艺处理，可靠性不高，转子速度也受到限制。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种无刷直流发电机，其结构简单，电机的可靠性和可维护性好，克服了现有直流发电机可靠性低，结构复杂，转速受限等缺点，此外本发明还提供了采用该无刷直流发电机进行发电的技术。

其技术方案是这样的：一种无刷直流发电机，包括定子和转子，所述转子置于所述定子的内侧，所述转子能够转动，所述定子和所述转子之间有留有气隙，其特征在于：所述定子包括定子本体，所述定子本体内侧设有至少一对呈对称设置的定子凸极，所述定子凸极包括凸极极靴、连接所述凸极极靴和所述定子本体的凸极极身，所述凸极极靴之间留有空隙，所述凸极极靴上布置有极靴槽，所述极靴槽内设有电枢绕组，励磁绕组布置在所述定子上，使得相对应的两个所述定子凸极分别形成N极和S极，所述转子包括至少一对对称设置的转子凸极。

进一步的，所述电枢绕组的一端布置于其中一个所述凸极极靴的一个极靴槽内，所述电枢绕组的另一端置于相对应的所述凸极极靴的一个极靴槽内。

进一步的，所述励磁绕组设置于定子的凸极极身。

进一步的，所述励磁绕组设置于定子本体轭部。

进一步的，所述定子和所述转子为导磁材料。

进一步的，所述励磁绕组励磁采用电励磁、永磁体或电励磁和永磁体的混合励磁。

一种采用上述的一种无刷直流发电机进行发电的技术，其特征在于：励磁绕组构建励磁磁场后，通过外部机械设备带动转子转动，励磁绕组的磁通在凸极极靴中的分布随转子位置变化，切割转子对应的电枢绕组，产生感应电动势。

进一步的，当励磁方式为电励磁时，励磁绕组通入直流电产生磁通，磁通由一个凸极极靴出来，经过定子与转子之间的气隙，进入转子，再从转子出来进入定子与转子之间的气隙，达到另一个凸极极靴，流经定子本体后形成闭合回路，形成励磁磁场，两个对称设置的定子凸极分别形成磁场的N极和S极。