[发明专利]能够控制磁作用的装置、使用该装置的发电机及用于该装置的部件

说明书

本发明的目的在于提供一种发电机，其允许转子与电枢之间相互磁作用的大小针对原动力波动或电负载波动而在发电机中自调节，使感生电动力的大小被控制以通过电压变化补偿原动力波动和电负载波动量，并从发电机感生出具有一致频率的电，而同时使原动机或负载装置及为其优化的部件稳定化。对此，本发明具有铁件结构，其中发电机的转子和电枢以凹凸结构彼此相互对应，本发明被构造为能够控制感生电动力的大小，这是因为，电枢响应于发电机的旋转速度、输出电压、或者频率的变化而沿轴向方向移动，由此可变地控制凹凸结构的相互对应长度。

技术领域

本发明涉及一种能够控制磁作用的装置、包括该装置的发电机(且更具体地涉及一种发电机，其可响应于供应到转子轴的原动力的波动和从发电机感生的电的负载的波动控制发电机转子与电枢之间的磁作用，从而以电压变化补偿这样的波动并感生频率恒定的电)、和用于该装置的部件。

背景技术

发电机是被构造以将机械能和热能转变为电能的装置。通常，发电机包括：转子轴，用于从原动机接收旋转力；发电机外壳，其将发电机各部件安装其中加以保护；转子，其围绕转子轴安装并包括永磁体或场绕组以产生磁场；励磁机，用于将电供应到场绕组；电枢(即，定子)，被转子永磁体产生的磁场磁化并包括用于联结转子的绕组；轴承，用于可旋转地支撑转子轴的两端部分；润滑装置，用于将润滑剂供应到轴承；通风冷却装置，用于去除从发电机等产生的热量。

在发电机中，当转子轴(接收机械旋转能量)与转子(其中在其外周边上，单极、非极(缝部分)和其它极性分隔)一起旋转时(通过与转子轴的旋转互锁)，在电枢(通过其内周边围绕转子的外周边，与转子之间具有间隙)上发生交替磁作用。由于电磁相互作用，通过电枢磁铁芯中形成的交替磁通，在埋入电枢磁铁芯中的绕组中产生电磁波。所述波在绕组中交替感生，交流电的频率和电压通过转子的交替循环确定。

产生机械能的原动力的波动和电负载的波动直接影响发电机操作。发电机的操作速度和输出主要取决于将原动力提供给发电机的原动机的操作。此外，使用从发电机产生的电的负载的波动也直接影响发电机的操作。

根据电磁原理，当电流流动通过旋转的导体时，洛仑兹力自然出现，沿与旋转方向相反的方向起作用。因此，当发电机转子快速旋转以感生出具有高频率和电压的电时，阻碍发电机旋转的洛仑兹力与其成比例地增大。

由此，发电机的输出根据原动力的改变而增大或减小。另一方面，阻碍发电机操作的洛仑兹力根据使用从发电机所发电的负载的波动而成比例增大或减小。也就是说，如果供应到发电机的原动力的大小改变，则阻碍发电机旋转的洛仑兹力也与其成比例地增大或减小。洛仑兹力的增大或减小与发电机感生动力的大小彼此相关，原动力、负载和洛仑兹力的大小与转子轴的旋转速度的变化紧密相关。

由此，为了从发电机感生更多电，更大的机械能应从原动机供应到发电机以消除阻碍转子轴旋转的洛仑兹力。

因此，当供应到发电机的原动力的旋转速度改变或者使用从发电机所发电的负载的大小改变时，发电机的转子频率和电枢频率改变，使得转子与电枢之间发生不稳定磁作用，由此从发电机中感生出具有不稳定电压和频率的电。特别地，当使用风能作为原动力(其中风速变化大)时，如果风速弱则附接到转子的永磁体强烈吸引定子芯，由于制动现象使转子完全不旋转或微弱旋转。由此，当低于特定风速的弱风吹起时(也就是说，用于发电的原动力减小至预定量或更小)，发电完全停止。

为此原因，为了将稳定电供应到动力系统或用电设备，具有不规律频率和不稳定电压的电将通过变频器和变压器被处理为具有额定频率和额定电压的电流。特别地，易于控制电压，但变频过程需要高设备费用而且复杂，另外在整流过程中浪费大量能量。

考虑到上述问题，韩国专利注册公开物No.10-1136817提出了一种永磁体发电机，其具有移动类型的转子。