[发明专利]外置式混合励磁永磁同步发电机

摘要

本发明是一种外置式混合励磁永磁同步发电机，其涉及一种永磁同步发电机。外置式混合励磁永磁同步发电机包括转子部件、定子部件、励磁部件。励磁部件安装在定子部件的径向外侧，转子部件安装在定子部件的径向内侧。该发电机无电刷和滑环结构、构成电机电励磁磁路的零部件能用硅钢片做成叠片结构类型、发电机电励磁磁路中无附加气隙、电励磁磁路中磁阻小，能有效的降低电磁谐波在电励磁磁路中产生的涡流损耗和磁滞损耗，减少发电机发热，提高电机效率。

主权项

一种外置式混合励磁永磁同步发电机，其特征在于外置式混合励磁永磁同步发电机包括转子部件(1)、定子部件(2)、励磁部件(3)；励磁部件(3)安装在定子部件(2)的径向外侧，转子部件(1)安装在定子部件(2)的径向内侧；定子部件(2)包括定子绕组(4)、定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)；定子铁芯一(5)由若干个定子铁芯一冲片(46)叠压而成，定子铁芯一冲片(46)材质是导磁材料，定子铁芯一(5)呈圆环形，定子铁芯一(5)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(12)，定子铁芯一(5)径向外侧边缘均布若干个磁轭凸台一(10)，磁轭凸台一(10)径向外侧是平直的面；定子铁芯二(6)由若干个定子铁芯二冲片叠压而成，定子铁芯二冲片材质是导磁材料，定子铁芯二(6)呈圆环形，定子铁芯二(6)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(12)；定子隔磁板(7)材质是非导磁材料，定子隔磁板(7)呈圆环形，定子隔磁板(7)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(12)；定子铁芯三(8)由若干个定子铁芯三冲片叠压而成，定子铁芯三冲片材质是导磁材料，定子铁芯三(8)呈圆环形，定子铁芯三(8)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(12)；定子铁芯四(9)由若干个定子铁芯四冲片叠压而成，定子铁芯四冲片材质是导磁材料，定子铁芯四(9)呈圆环形，定子铁芯四(9)径向内侧边缘均布若干个定子线槽(12)，定子铁芯四(9)径向外侧边缘均布若干个磁轭凸台二(11)，磁轭凸台二(11)径向外侧是平直的面；定子部件(2)装配时，定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)沿轴向依次排列；定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)径向内侧边缘的若干个定子线槽(12)沿轴向对齐；定子绕组(4)安装在定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)沿轴向对齐的若干个定子线槽(12)中，定子铁芯一(5)径向外侧边缘的若干个磁轭凸台一(10)与定子铁芯四(9)径向外侧边缘的若干个磁轭凸台二(11)沿轴向对齐；励磁部件(3)包括励磁铁芯(13)、励磁绕组(14)、定位箍部件(15)；励磁绕组(14)包括线圈骨架(22)、励磁线圈(23)，线圈骨架(22)中间是骨架通孔(21)，励磁线圈(23)安装在线圈骨架(22)上；励磁铁芯(13)由若干个励磁铁芯冲片(18)叠压而成，励磁铁芯冲片(18)材质是导磁材料，励磁铁芯(13)呈矩形，励磁铁芯(13)一条边的两端各有一个定位槽(20)，定位槽(20)对面是励磁铁芯(13)的磁路联接面(19)，磁路联接面(19)是平直的面；励磁部件(3)装配时，每一个励磁铁芯(13)安装在励磁绕组(14)的线圈骨架(22)的骨架通孔(21)中，两个定位箍部件(15)分别安装在励磁铁芯(13)的定位槽(20)中，两个定位箍部件(15)把若干个励磁铁芯(13)和励磁绕组(14)联接在一起；励磁部件(3)安装在定子部件(2)上时，每一个励磁铁芯(13)的磁路联接面(19)的两端，分别安装在磁轭凸台一(10)的径向外侧和磁轭凸台二(11)的径向外侧；转子部件(1)包括转轴(24)、轴向磁轭(26)、永磁体一(27)、转子铁芯一(28)、永磁体二(29)、转子铁芯三(30)、转子铁芯二(31)；转轴(24)呈圆柱形，转轴(24)材料是导磁材料或非导磁材料；导磁材料的转轴(24)需要与隔磁衬套(25)配合使用；隔磁衬套(25)呈圆筒形，材料是非导磁材料；永磁体一(27)呈瓦片形，所有永磁体一(27)的径向外表面的磁极极性相同；永磁体二(29)呈瓦片形，所有永磁体二(29)的径向外表面的磁极极性相同，并且，永磁体一(27)与永磁体二(29)的径向外表面的磁极极性互为异性磁极；转子铁芯一(28)由若干个转子铁芯一冲片叠压而成，转子铁芯一冲片材质是导磁材料，转子铁芯一(28)呈环形，转子铁芯一(28)中间是轴孔(33)，转子铁芯一(28)径向内侧边缘均布若干个磁轭槽(34)，磁轭槽(34)中远离轴孔(33)轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面，转子铁芯一(28)径向外侧边缘依次均布若干个转子凸极一(32)和转子磁极槽一(35)，每一个转子铁芯一(28)上的转子凸极一(32)的数量是转子磁极数的一半，转子磁极槽一(35)的数量是转子磁极数的一半；转子铁芯二(31)由若干个转子铁芯二冲片叠压而成，转子铁芯二冲片材质是导磁材料，转子铁芯二(31)呈环形，转子铁芯二(31)中间是轴孔(33)，转子铁芯二(31)径向内侧边缘均布若干个磁轭槽(34)，磁轭槽(34)中远离轴孔(33)轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面；转子铁芯三(30)由若干个转子铁芯三冲片叠压而成，转子铁芯三冲片材质是导磁材料，转子铁芯三(30)呈环形，转子铁芯三(30)中间是轴孔(33)，转子铁芯三(30)径向内侧边缘均布若干个磁轭槽(34)，磁轭槽(34)中远离轴孔(33)轴线的是磁轭槽底面，磁轭槽底面两侧是磁轭槽侧面，磁轭槽侧面是平直的面，转子铁芯三(30)径向外侧边缘依次均布若干个转子凸极二(37)和转子磁极槽二(36)，每一个转子铁芯三(30)上的转子凸极二(37)的数量是转子磁极数的一半，每一个转子铁芯三(30)上的转子磁极槽二(36)的数量是转子磁极数的一半；轴向磁轭(26)由若干个轴向磁轭冲片(38)叠压而成，轴向磁轭冲片(38)材质是导磁材料，轴向磁轭冲片(38)呈矩形，轴向磁轭冲片(38)宽度方向的两个对边是磁轭镶嵌面(39)，磁轭镶嵌面(39)是平直的面；转子部件(1)装配时，转子铁芯一(28)、转子铁芯二(31)、转子铁芯三(30)沿轴向依次排列；转子铁芯一(28)、转子铁芯二(31)、转子铁芯三(30)径向内侧边缘的若干个磁轭槽(34)沿轴向对齐，转子铁芯一(28)径向外侧边缘的若干个转子凸极一(32)与转子铁芯三(30)径向外侧边缘的若干个转子磁极槽二(36)沿轴向对齐，转子铁芯一(28)径向外侧边缘的若干个转子磁极槽一(35)与转子铁芯三(30)径向外侧边缘的若干个转子凸极二(37)沿轴向对齐；若干个轴向磁轭(26)分别安装在转子铁芯一(28)、转子铁芯二(31)、转子铁芯三(30)沿轴向对齐的若干个磁轭槽(34)中，并且，轴向磁轭冲片(38)的厚度方向与磁轭槽(34)的磁轭槽底面垂直，轴向磁轭冲片(38)的两个磁轭镶嵌面(39)分别与磁轭槽(34)的两个磁轭槽侧面紧密接触；隔磁衬套(25)安装在转子铁芯一(28)、转子铁芯二(31)、转子铁芯三(30)沿轴向对齐的轴孔(33)中，转子铁芯一(28)、转子铁芯二(31)、转子铁芯三(30)通过圆筒形的隔磁衬套(25)安装在转轴(24)上；转子铁芯一(28)的每一个转子磁极槽一(35)中粘贴有一个永磁体一(27)，并且，该永磁体一(27)的一部分沿轴向安装在转子铁芯二(31)的径向外表面；每一个永磁体一(27)构成一个转子主磁极，每一个永磁体一(27)磁化相邻的转子凸极一(32)，形成一个与该永磁体一(27)互为异性磁极的转子辅助磁极；转子铁芯三(30)的每一个转子磁极槽二(36)中粘贴有一个永磁体二(29)，并且，该永磁体二(29)的一部分沿轴向安装在转子铁芯二(31)的径向外表面；每一个永磁体二(29)构成一个转子主磁极，每一个永磁体二(29)磁化相邻的转子凸极二(37)，形成一个与该永磁体二(29)互为异性磁极的转子辅助磁极；若永磁体一(27)的径向外表面磁极极性为N极，则永磁体二(29)的径向外表面磁极极性为S极，永磁体一(27)构成N极转子主磁极，永磁体二(29)构成S极转子主磁极，转子凸极一(32)构成S′极转子辅助磁极，转子凸极二(37)构成N′极转子辅助磁极；转子主磁极与转子辅助磁极共同建立转子永磁体磁场；永磁体一(27)或者永磁体二(29)的径向外表面至定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)的任何一处径向内表面的电机气隙是永磁体气隙；转子凸极一(32)或者转子凸极二(37)的径向外表面至定子铁芯一(5)、定子铁芯二(6)、定子铁芯三(8)、定子铁芯四(9)的任何一处径向内表面的电机气隙是凸极气隙；凸极气隙长度小于永磁体气隙长度；永磁体一(27)的轴向长度大于或者等于转子铁芯二(31)的轴向长度，并且，永磁体一(27)的轴向长度小于或者等于转子铁芯二(31)的轴向长度与转子铁芯一(28)的轴向长度之和；永磁体二(29)的轴向长度大于或者等于转子铁芯二(31)的轴向长度，并且，永磁体二(29)的轴向长度小于或者等于转子铁芯二(31)的轴向长度与转子铁芯三(30)的轴向长度之和。