[发明专利]一种自调磁调压式永磁同步发电机转子结构

说明书

本发明提出了一种自调磁调压式永磁同步发电机转子结构，用以解决永磁电机在负载变化时电压不稳定的问题；包括转子铁芯和转子自调磁结构，转子自调磁结构呈圆周方向固定在转子铁芯上；转子自调磁结构包括永磁体槽、永磁体、导磁性滚柱、弹性机构和压板，永磁体槽包括槽体，槽体内设有永磁体，槽体的两端设有压板槽，压板槽内设有嵌入在转子铁芯中的压板，压板的外侧设有气隙；永磁体两端均粘贴有弹性机构，弹性机构另一侧与压板相连接；槽体切向方向的两侧开设有若干个弧形槽，弧形槽内设有导磁性滚柱，导磁性滚柱与永磁体相接触。本发明当负载改变时通过电磁力对永磁体的作用改变气隙大小，从而改变定子绕组感应电动势实现了输出稳定的电压。

技术领域

本发明涉及电机转子的技术领域，尤其涉及一种自调磁调压式永磁同步发电机转子结构，是一种具有自我调磁和调压功能的内置式永磁同步电机转子。

背景技术

发电机的负载通常都是不稳定的，而负载的变化也会影响到永磁发电机的输出电压，在负载较大时出现输出电压较低，而负载较小时输出电压又会回升，使发电机运行过程中出现不稳定的状况。改变转子的磁通量，使之随负载变化而相应变化，通过负载与感应电动势之间的联动变化达到一定的稳压效果为一个有效的办法，但永磁发电机内的永磁体通常为粘贴或镶嵌在转子表面或内部，永磁体所产生的电动势通常难以发生变化。而目前实现转子磁通变化的方法多为针对于永磁电机变速的弱磁调节转子结构，但这些结构（方法）都是通过利用转速不同时离心力的变化作用使永磁体实现调磁，无法根据负载的变化而使永磁体所产生的电动势做出相应的增大或减小的联动变化。

发明内容

针对永磁电机负载改变时的输出电压变化，使电机在不同的负载工况下运行不稳定的技术问题，本发明提出一种自调磁调压式永磁同步发电机转子结构，能够实现在转子旋转方向一定的情况下，当负载改变时通过电磁力对永磁体的作用改变气隙大小，从而改变转子电动势实现了输出稳定的电压。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种自调磁调压式永磁同步发电机转子结构，包括转子铁芯和转子自调磁结构，转子自调磁结构围绕转子铁芯的中心呈圆周方向固定在转子铁芯上；所述转子自调磁结构包括永磁体槽、永磁体、导磁性滚柱、弹性机构和压板，永磁体槽包括槽体，槽体内设有永磁体，槽体的两端设有压板槽，压板槽内设有嵌入在转子铁芯中的压板，压板的外侧设有气隙I；所述永磁体两端均粘贴有弹性机构，弹性机构另一侧与压板相连接；所述槽体切向方向的两侧开设有若干个弧形槽，弧形槽内设有导磁性滚柱，所述导磁性滚柱与导磁性滚柱之间的气隙II沿着电磁力方向逐渐减少。

所述导磁性滚柱的切面大部分位于弧形槽内、少部分进入槽体与永磁体相接触；当永磁体所受电磁力发生变化而产生位移时，永磁体与导磁性滚柱发生滑动摩擦，随着导磁性滚柱的大小、疏密的不同或是否倾斜，从而改变导磁性滚柱之间的气隙II或导磁性滚柱与永磁体之间的气隙III大小。

所述弹性机构的宽度不大于永磁体，弹性机构采用弹性橡胶或弹簧制成；压板由非铁磁性材料制成。

电磁力方向一侧弹性机构的体积大于另一侧的弹性机构。

其工作原理为：当电机负载发生变化时，由于弹性机构和压板固定永磁体的横向位置，永磁体的内外两侧均与导磁性滚柱相接触，永磁体的电磁力随之发生变化；当切向电磁力发生变化时，永磁体会朝向切向电磁力的方向挤压弹性机构，同时永磁体与导磁性滚柱发生一定的滑动后在槽体内产生切向方向的位移，使弹性机构发生与电磁力大小成比例的形变；在发生位移后，由于导磁性滚柱的排布在切向方向上规律性变化，永磁体与导磁性滚柱之间的接触面积和气隙发生相应改变，当负载变大时，永磁体在切向电磁力的作用下朝向导磁性滚柱更为密集或气隙II更小的方向移动，当负载变小时，永磁体朝向导磁性滚柱更为稀疏或气隙II更大的方向移动，以改变永磁体的位置和气隙II或气隙III的大小，实现改变永磁体漏磁和转子磁通量的目的，进而改变定子绕组的感应电动势，随电机负载变化定子绕组的感应电动势也随之发生联动改变，实现电压的稳定输出。