专利名称：一种新型交流永磁同步发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属电机技术，确切地说是一种具有调压结构和装置的永磁交流同步发电机。
通常的永磁交流同步发电机是由带永磁磁极的转子、定子等组成。其转子磁路由磁钢1、磁极体2、磁轭4组成，如图1～3所示。这样的永磁交流同步发电机在没有控制环节的自然状态下，生产中由于材料性能及工艺上的浮动，容易导致发电机空载电压不一致。在加负载后，其端电压降低，端电压的变化率随负载的性质及负载的大小而不同，电压变化率大、且电压波形失真率大，这样使电压不易调节和稳定。
目前多采用交－直－交变流技术来弥补永磁交流同步发电机电压变化率大、电压波形失真率大的缺点。但这样带来制造成本高，运行可靠性降低。因此，解决永磁交流同步发电机的上述各问题便是关键所在。
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种简易的调压装置和改进的转子磁路结构，以降低永磁交流同步发电机的电压变化率并改善电压波形，使其接近于正弦形，提高永磁交流同步发电机的实用性，达到推广应用之目的。
图1～3各种磁极形状和增设调节片的方法。
图4～6永磁磁钢的各种极面形状。
图7 电容器组三角形联接。
图8 电容器组星形联接。
图9 控制装置的方框图。
本实用新型的技术方案是这样实施的是在转子磁路中设置调节片3，如图1～3所示，调节片由铁质材料制成，这样在发电机的转子磁路上由于设置不同厚度、不同数量的调节片，就可实现增加或减少该磁路段的横截面，使之改变该磁路段的工作状态，也就是使该磁路段可处于过饱和状态或饱和状态或不饱和状态，这样就可在一定范围内调节发电机的空载电压值，达到实现调节发电机空载电压的目的。
为了调节稳定负载时的输出电压，使发电机在不同的负载下，其端电压都能保持在发电机标准允许范围＋－5％内。本实用新型的技术方案是在发电机输出端设置电气控制箱。电气控制箱由电容器组和控制装置组成，电容器组并联在发电机的输出端，电容量值随发电机功率、负载性质及负载率而不同，一般可采用有级调节。对于一般用途且功率较小时，采用二级(电容量值)调节即可；对电压质量要求较高时，需采用三级或更多级的调节。三相发电机的电容器组可接成“三角形”联接如图7或者“星形”联接如图8。三角形、星形联接组的相互变换即可获得二组不同的量值，当然也可以用把几组电容器组增减并联组数的并联法，来增减电容值。控制装置的控制电路方框图如图9所示，该装置由采样器、放大器、双限比较器、执行机构组成。执行机构根据双限比较器的判断确定并执行投入电容器组或退出电容器组，以达到调整电压的目的。
为了改善电压波形，本实用新型的技术方案是将转子磁路中磁钢的极面形状改为“阶梯形”如图4或“八角形”如图5，电枢绕组采用双层短路绕组，这样电压便可得到良好的正弦形波形。如果对电压波形要求不太高，可采用矩形磁钢磁极面形状，如图6，电枢绕组可采用单层绕组，这样虽然空载时电压波形不够好，但负载时投入调压装置电容器组后，负载电压波形是足够满意的。
本实用新型可有效地降低电压变化率，经试验可控制电压变化率在＋－3％以内，并具有良好的正弦波电压波形。本实用新型可降低发电机有效材料的消耗，其结构紧凑、体积小、重量轻、制作工艺简单、成本低，其成本仅是交－直－交变流技术法的1／3～1／5，本实用新型励磁损耗小、效率高，是一种高效节能电机产品。
本实用新型适用于单相或三相、工频或几千赫兹以下的中频、输出功率由几百瓦到几百千瓦的中小型同步发电机。
权利要求1.一种永磁交流同步发电机是由带永磁磁极的转子、定子、电气控制箱等组成，其特征是电气控制箱由电容器组和控制装置组成，在转子磁路中装有调节空载电压的铁质调节片。
2.根据权利要求1所述的永磁交流同步发电机，其特征是转子永磁磁钢的极面形状采用阶梯形或八角形。
3.根据权利要求1所述的永磁交流同步发电机，其特征是电气控制箱内的电容器组是并联在发电机输出端，电容器组可由一组或数组组成，每组电容器组可接成三角形接法或星形接法。
4.根据权利要求1所述的永磁交流同步发电机，其特征是控制装置是由采样器、放大器、双限比较器、执行机构所组成。
专利摘要本实用新型是一种具有调压结构和装置的永磁交流同步发电机。在转子磁路中设置不同厚度和数量的铁质调节片，磁钢的极面形状改为阶梯形或八角形，在发电机输出端并联电容器组和控制装置。该发电机可有效地降低电压变化率在±3％以下，有良好的正弦波电压波形。结构紧凑、体积小、重量轻、制造简单、成本低、励磁损耗小、效率高。适用于单相或三相、工频或几千赫兹以下的中频、功率为几百瓦到几百千瓦的中小型同步发电机。
文档编号H02K1/27GK2185944SQ9323240
公开日1994年12月21日 申请日期1993年11月27日 优先权日1993年11月27日
发明者沈海明, 沈海威, 沈海根, 肖如鸿 申请人:沈海根, 肖如鸿