外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機，其涉及一種永磁同步發(fā)電機。外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子部件、定子部件、勵磁部件。勵磁部件安裝在定子部件的徑向外側(cè)，轉(zhuǎn)子部件安裝在定子部件的徑向內(nèi)側(cè)。該發(fā)電機無電刷和滑環(huán)結(jié)構(gòu)、構(gòu)成電機電勵磁磁路的零部件能用硅鋼片做成疊片結(jié)構(gòu)類型、發(fā)電機電勵磁磁路中無附加氣隙、電勵磁磁路中磁阻小，能有效的降低電磁諧波在電勵磁磁路中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗，減少發(fā)電機發(fā)熱，提高電機效率。
【專利說明】
外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機
技術(shù)領域
[0001 ]本發(fā)明是一種外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機，其涉及一種永磁同步發(fā)電機，特別是涉及一種勵磁繞組和勵磁鐵芯采用外置式結(jié)構(gòu)的混合勵磁永磁同步發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁同步發(fā)電機取消了勵磁繞組、滑環(huán)和電刷結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可靠性高、機械摩擦損耗小、功率密度大、效率高等諸多優(yōu)點。永磁同步發(fā)電機廣泛應用于航空航天裝置的主電發(fā)機、大型火電站的副勵磁機、風力發(fā)電機、余熱發(fā)電機、移動式電源、車用發(fā)電機等領域。
[0003]永磁同步發(fā)電機通常采用釹鐵硼永磁材料或者鐵氧體永磁材料，永磁材料的溫度系數(shù)較高，永磁同步發(fā)電機輸出電壓隨著環(huán)境溫度的變化而變化，導致輸出電壓偏離額定電壓。永磁同步發(fā)電機無法像普通同步發(fā)電機那樣通過調(diào)節(jié)勵磁電流而調(diào)節(jié)輸出電壓和無功功率。采用電勵磁和永磁勵磁并存的混合勵磁方式是永磁同步發(fā)電機的主要研究方向之
O
[0004]目前普及應用的混合勵磁永磁同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)類型主要分為:組合轉(zhuǎn)子混合勵磁有刷同步發(fā)電機、組合轉(zhuǎn)子混合勵磁無刷同步發(fā)電機、爪極混合勵磁同步發(fā)電機。
[0005]組合轉(zhuǎn)子混合勵磁有刷同步發(fā)電機是一種有電刷結(jié)構(gòu)類型，該電機轉(zhuǎn)子由兩段組成，一段是永磁段，另一段是電勵磁段，永磁段采用表面式結(jié)構(gòu)，或者采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)。電勵磁段采用凸極式勵磁結(jié)構(gòu)，或者采用爪極式勵磁結(jié)構(gòu)。該電機轉(zhuǎn)子的兩個勵磁磁路彼此獨立，磁動勢并聯(lián)，產(chǎn)生的氣隙磁場均為徑向。該電機運行在額定轉(zhuǎn)速時，氣隙磁場完全由轉(zhuǎn)子永磁體磁場提供，此時的勵磁電流為零。當某些因素(例如環(huán)境溫度、轉(zhuǎn)速、負載等的變化)導致發(fā)電機輸出電壓低于額定電壓時，提高勵磁電流并使其產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向與轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向相同，電機氣隙磁場的磁感應強度增加，使發(fā)電機的輸出電壓保持穩(wěn)定。當發(fā)電機輸出電壓高于額定電壓時，提高勵磁電流并使其產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向與轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向相反，電機氣隙磁場的磁感應強度降低，同樣使發(fā)電機輸出電壓保持穩(wěn)定。由于該電機結(jié)構(gòu)存在電刷和滑環(huán)，使該電機喪失了永磁同步發(fā)電機應有的上述諸多優(yōu)點。
[0006]組合轉(zhuǎn)子混合勵磁無刷同步發(fā)電機是一種無電刷結(jié)構(gòu)類型，該電機轉(zhuǎn)子由三段組成，該電機轉(zhuǎn)子中間是永磁段，轉(zhuǎn)子兩端各有一個凸極段，兩個勵磁繞組分別通過勵磁支架固定在電機兩端的端蓋上。兩個勵磁支架分別與轉(zhuǎn)子兩端的凸極之間存在一個附加氣隙，該附加氣隙消耗電機電勵磁磁動勢，卻不參與電機對外做功。該電機轉(zhuǎn)子的兩個勵磁繞組產(chǎn)生的磁動勢并聯(lián)。為了防止兩個勵磁繞組產(chǎn)生的磁動勢在定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯中串聯(lián)，該電機轉(zhuǎn)子的兩個勵磁繞組產(chǎn)生的磁場方向沿轉(zhuǎn)子軸向相反，轉(zhuǎn)子兩端的轉(zhuǎn)子凸極段的若干個凸極位置沿轉(zhuǎn)子軸向一一對應。勵磁支架是該電機電勵磁磁路的一部分，勵磁支架無法用硅鋼片做成疊片結(jié)構(gòu)類型，勵磁支架材料是電磁純鐵，該電機在運行時勵磁支架中的渦流損耗和磁滯損耗較大，導致組合轉(zhuǎn)子混合勵磁無刷同步發(fā)電機發(fā)熱嚴重、電機效率降低。
[0007]爪極混合勵磁同步發(fā)電機也是一種有電刷結(jié)構(gòu)類型，并且，爪極也無法用硅鋼片做成疊片結(jié)構(gòu)類型，爪極材料是電磁純鐵，該電機在運行時爪極中的渦流損耗和磁滯損耗較大，導致爪極混合勵磁同步發(fā)電機發(fā)熱嚴重、電機效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服混合勵磁永磁同步發(fā)電機現(xiàn)有技術(shù)中有電刷和滑環(huán)、構(gòu)成電機電勵磁磁路的零部件無法用硅鋼片做成疊片結(jié)構(gòu)類型、電機電勵磁磁路中有附加氣隙的缺陷，提供一種無電刷和滑環(huán)、構(gòu)成電機電勵磁磁路的零部件能用硅鋼片做成疊片結(jié)構(gòu)類型、電機電勵磁磁路中無附加氣隙的、勵磁繞組和勵磁鐵芯采用外置式結(jié)構(gòu)的混合勵磁永磁同步發(fā)電機。本發(fā)明的實施方案如下:
本發(fā)明總的特征是外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子部件、定子部件、勵磁部件。勵磁部件安裝在定子部件的徑向外側(cè)，轉(zhuǎn)子部件安裝在定子部件的徑向內(nèi)側(cè)。
[0009]定子部件包括定子繞組、定子鐵芯一、定子鐵芯二、定子隔磁板、定子鐵芯三、定子鐵芯四。定子鐵芯一由若干個定子鐵芯一沖片疊壓而成，定子鐵芯一沖片材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯一呈圓環(huán)形，定子鐵芯一徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽，定子鐵芯一徑向外側(cè)邊緣均布若干個磁軛凸臺一，磁軛凸臺一徑向外側(cè)是平直的面。
[0010]定子鐵芯二由若干個定子鐵芯二沖片疊壓而成，定子鐵芯二沖片材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯二呈圓環(huán)形，定子鐵芯二徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽。
[0011]定子隔磁板材質(zhì)是非導磁材料，定子隔磁板呈圓環(huán)形，定子隔磁板徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽。
[0012]定子鐵芯三由若干個定子鐵芯三沖片疊壓而成，定子鐵芯三沖片材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯三呈圓環(huán)形，定子鐵芯三徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽。
[0013]定子鐵芯四由若干個定子鐵芯四沖片疊壓而成，定子鐵芯四沖片材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯四呈圓環(huán)形，定子鐵芯四徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽，定子鐵芯四徑向外側(cè)邊緣均布若干個磁軛凸臺二，磁軛凸臺二徑向外側(cè)是平直的面。
[0014]定子部件裝配時，定子鐵芯一、定子鐵芯二、定子隔磁板、定子鐵芯三、定子鐵芯四沿軸向依次排列。定子鐵芯一、定子鐵芯二、定子隔磁板、定子鐵芯三、定子鐵芯四徑向內(nèi)側(cè)邊緣的若干個定子線槽沿軸向?qū)R。定子繞組安裝在定子鐵芯一、定子鐵芯二、定子隔磁板、定子鐵芯三、定子鐵芯四沿軸向?qū)R的若干個定子線槽中，定子鐵芯一徑向外側(cè)邊緣的若干個磁軛凸臺一與定子鐵芯四徑向外側(cè)邊緣的若干個磁軛凸臺二沿軸向?qū)R。
[0015]勵磁部件包括勵磁鐵芯、勵磁繞組、定位箍部件。勵磁繞組包括線圈骨架、勵磁線圈，線圈骨架中間是骨架通孔，勵磁線圈安裝在線圈骨架上。勵磁鐵芯由若干個勵磁鐵芯沖片疊壓而成，勵磁鐵芯沖片材質(zhì)是導磁材料，勵磁鐵芯呈矩形，勵磁鐵芯一條邊的兩端各有一個定位槽，定位槽對面是勵磁鐵芯的磁路聯(lián)接面，磁路聯(lián)接面是平直的面。
[0016]勵磁部件裝配時，每一個勵磁鐵芯安裝在勵磁繞組的線圈骨架的骨架通孔中，兩個定位箍部件分別安裝在勵磁鐵芯的定位槽中，兩個定位箍部件把若干個勵磁鐵芯和勵磁繞組聯(lián)接在一起。
[0017]勵磁部件安裝在定子部件上時，每一個勵磁鐵芯的磁路聯(lián)接面的兩端，分別安裝在磁軛凸臺一的徑向外側(cè)和磁軛凸臺二的徑向外側(cè)。
[00? 8]定位箍部件包括定位箍、鎖定螺母，定位箍呈兩端向外傾斜的U形，每一個定位箍兩端各有一個螺旋方向相反的外螺紋，鎖定螺母截面呈多棱柱形，每一個鎖定螺母兩端各有一個螺旋方向相反的內(nèi)螺紋，定位箍部件裝配時，每一個定位箍兩端的外螺紋分別安裝在兩個鎖定螺母一端的內(nèi)螺紋中，若干個定位箍、鎖定螺母的兩端依次聯(lián)接在一起，形成一個環(huán)形，按照順時針或者逆時針相同的方向依次旋轉(zhuǎn)每一個鎖定螺母，能夠使定位箍部件所形成的環(huán)的直徑增大或者減小。適度調(diào)節(jié)定位箍部件所形成的環(huán)的直徑，把勵磁部件固定在定子部件的徑向外側(cè)。
[00?9]轉(zhuǎn)子部件包括轉(zhuǎn)軸、軸向磁軛、永磁體一、轉(zhuǎn)子鐵芯一、永磁體二、轉(zhuǎn)子鐵芯三、轉(zhuǎn)子鐵芯二。
[0020]轉(zhuǎn)軸呈圓柱形，轉(zhuǎn)軸材料是導磁材料或非導磁材料。導磁材料的轉(zhuǎn)軸需要與隔磁襯套配合使用。隔磁襯套呈圓筒形，材料是非導磁材料。
[0021]永磁體一呈瓦片形，所有永磁體一的徑向外表面的磁極極性相同。永磁體二呈瓦片形，所有永磁體二的徑向外表面的磁極極性相同，并且，永磁體一與永磁體二的徑向外表面的磁極極性互為異性磁極。
[0022]轉(zhuǎn)子鐵芯一由若干個轉(zhuǎn)子鐵芯一沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯一沖片材質(zhì)是導磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯一呈環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯一中間是軸孔，轉(zhuǎn)子鐵芯一徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個磁軛槽，磁軛槽中遠離軸孔軸線的是磁軛槽底面，磁軛槽底面兩側(cè)是磁軛槽側(cè)面，磁軛槽側(cè)面是平直的面，轉(zhuǎn)子鐵芯一徑向外側(cè)邊緣依次均布若干個轉(zhuǎn)子凸極一和轉(zhuǎn)子磁極槽一，每一個轉(zhuǎn)子鐵芯一上的轉(zhuǎn)子凸極一的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半，轉(zhuǎn)子磁極槽一的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半。
[0023]轉(zhuǎn)子鐵芯二由若干個轉(zhuǎn)子鐵芯二沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯二沖片材質(zhì)是導磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯二呈環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯二中間是軸孔，轉(zhuǎn)子鐵芯二徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個磁軛槽，磁軛槽中遠離軸孔軸線的是磁軛槽底面，磁軛槽底面兩側(cè)是磁軛槽側(cè)面，磁軛槽側(cè)面是平直的面。
[0024]轉(zhuǎn)子鐵芯三由若干個轉(zhuǎn)子鐵芯三沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯三沖片材質(zhì)是導磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯三呈環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯三中間是軸孔，轉(zhuǎn)子鐵芯三徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個磁軛槽，磁軛槽中遠離軸孔軸線的是磁軛槽底面，磁軛槽底面兩側(cè)是磁軛槽側(cè)面，磁軛槽側(cè)面是平直的面，轉(zhuǎn)子鐵芯三徑向外側(cè)邊緣依次均布若干個轉(zhuǎn)子凸極二和轉(zhuǎn)子磁極槽二，每一個轉(zhuǎn)子鐵芯三上的轉(zhuǎn)子凸極二的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半，每一個轉(zhuǎn)子鐵芯三上的轉(zhuǎn)子磁極槽二的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半。
[0025]軸向磁軛由若干個軸向磁軛沖片疊壓而成，軸向磁軛沖片材質(zhì)是導磁材料，軸向磁軛沖片呈矩形，軸向磁軛沖片寬度方向的兩個對邊是磁軛鑲嵌面，磁軛鑲嵌面是平直的面。
[0026]轉(zhuǎn)子部件裝配時，轉(zhuǎn)子鐵芯一、轉(zhuǎn)子鐵芯二、轉(zhuǎn)子鐵芯三沿軸向依次排列。轉(zhuǎn)子鐵芯一、轉(zhuǎn)子鐵芯二、轉(zhuǎn)子鐵芯三徑向內(nèi)側(cè)邊緣的若干個磁軛槽沿軸向?qū)R，轉(zhuǎn)子鐵芯一徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子凸極一與轉(zhuǎn)子鐵芯三徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子磁極槽二沿軸向?qū)R，轉(zhuǎn)子鐵芯一徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子磁極槽一與轉(zhuǎn)子鐵芯三徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子凸極二沿軸向?qū)R。
[0027]若干個軸向磁軛分別安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯一、轉(zhuǎn)子鐵芯二、轉(zhuǎn)子鐵芯三沿軸向?qū)R的若干個磁軛槽中，并且，軸向磁軛沖片的厚度方向與磁軛槽的磁軛槽底面垂直，軸向磁軛沖片的兩個磁軛鑲嵌面分別與磁軛槽的兩個磁軛槽側(cè)面緊密接觸。
[0028]隔磁襯套安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯一、轉(zhuǎn)子鐵芯二、轉(zhuǎn)子鐵芯三沿軸向?qū)R的軸孔中，轉(zhuǎn)子鐵芯一、轉(zhuǎn)子鐵芯二、轉(zhuǎn)子鐵芯三通過圓筒形的隔磁襯套安裝在轉(zhuǎn)軸上。
[0029]轉(zhuǎn)子鐵芯一的每一個轉(zhuǎn)子磁極槽一中粘貼有一個永磁體一，并且，該永磁體一的一部分沿軸向安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯二的徑向外表面。每一個永磁體一構(gòu)成一個轉(zhuǎn)子主磁極，每一個永磁體一磁化相鄰的轉(zhuǎn)子凸極一，形成一個與該永磁體一互為異性磁極的轉(zhuǎn)子輔助磁極。
[°03°]轉(zhuǎn)子鐵芯三的每一個轉(zhuǎn)子磁極槽二中粘貼有一個永磁體二，并且，該永磁體二的一部分沿軸向安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯二的徑向外表面。每一個永磁體二構(gòu)成一個轉(zhuǎn)子主磁極，每一個永磁體二磁化相鄰的轉(zhuǎn)子凸極二，形成一個與該永磁體二互為異性磁極的轉(zhuǎn)子輔助磁極。
[0031 ]若永磁體一的徑向外表面磁極極性為N極，則永磁體二的徑向外表面磁極極性為S極，永磁體一構(gòu)成N極轉(zhuǎn)子主磁極，永磁體二構(gòu)成S極轉(zhuǎn)子主磁極，轉(zhuǎn)子凸極一構(gòu)成S7極轉(zhuǎn)子輔助磁極，轉(zhuǎn)子凸極二構(gòu)成Y極轉(zhuǎn)子輔助磁極。轉(zhuǎn)子主磁極與轉(zhuǎn)子輔助磁極共同建立轉(zhuǎn)子永磁體磁場。
[0032]永磁體一或者永磁體二的徑向外表面至定子鐵芯一、定子鐵芯二、定子鐵芯三、定子鐵芯四的任何一處徑向內(nèi)表面的電機氣隙是永磁體氣隙。轉(zhuǎn)子凸極一或者轉(zhuǎn)子凸極二的徑向外表面至定子鐵芯一、定子鐵芯二、定子鐵芯三、定子鐵芯四的任何一處徑向內(nèi)表面的電機氣隙是凸極氣隙。凸極氣隙長度小于永磁體氣隙長度。
[0033]永磁體一的軸向長度大于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二的軸向長度，并且，永磁體一的軸向長度小于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二的軸向長度與轉(zhuǎn)子鐵芯一的軸向長度之和。永磁體二的軸向長度大于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二的軸向長度，并且，永磁體二的軸向長度小于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二的軸向長度與轉(zhuǎn)子鐵芯三的軸向長度之和。
[0034]外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機無勵磁電流的發(fā)電運行過程是:
轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑一是，磁力線從永磁體一徑向外表面出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入定子鐵芯一，磁力線在定子鐵芯一中繞過定子繞組，磁力線穿過凸極氣隙經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極一進入轉(zhuǎn)子鐵芯一中，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子磁極槽一回到永磁體一徑向內(nèi)表面，形成閉合回路。
[0035]轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑二是，磁力線從永磁體一徑向外表面出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入定子鐵芯二，磁力線在定子鐵芯二中繞過定子繞組，磁力線穿過永磁體氣隙到達永磁體二徑向外表面，磁力線從永磁體二徑向內(nèi)表面出發(fā)，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯二回到永磁體一徑向內(nèi)表面，形成閉合回路。
[0036]轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑三是，磁力線從永磁體一徑向外表面出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入定子鐵芯三，磁力線在定子鐵芯三中繞過定子繞組，磁力線穿過永磁體氣隙到達永磁體二徑向外表面，磁力線從永磁體二徑向內(nèi)表面出發(fā)，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯二回到永磁體一徑向內(nèi)表面，形成閉合回路。
[0037]轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑四是，磁力線從永磁體二徑向內(nèi)表面出發(fā)，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子磁極槽二進入轉(zhuǎn)子鐵芯三，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極二穿過凸極氣隙進入定子鐵芯四中，磁力線在定子鐵芯四中繞過定子繞組，磁力線穿過永磁體氣隙回到永磁體二徑向外表面，形成閉合回路。
[0038]當轉(zhuǎn)子部件按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，定子繞組切割轉(zhuǎn)子永磁體磁場的磁力線，在定子繞組中分別感應出垂直向內(nèi)的感應電流和垂直向外的感應電流，最終由定子繞組的接線頭向外輸出具有一定頻率、電壓和電流的交流電。
[0039]外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機發(fā)電運行中用勵磁電流調(diào)節(jié)輸出電壓過程是: 當發(fā)電機輸出電壓低于額定電壓時，勵磁繞組正向接通直流勵磁電源，并增大勵磁電流。電勵磁磁場磁通路徑一是，磁力線從電勵磁磁場的No極出發(fā)，磁力線從勵磁鐵芯的磁路聯(lián)接面經(jīng)由磁軛凸臺一進入定子鐵芯一中，磁力線穿過凸極氣隙經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極一進入轉(zhuǎn)子鐵芯一中，磁力線從轉(zhuǎn)子鐵芯一的磁軛槽側(cè)面經(jīng)由磁軛鑲嵌面進入軸向磁軛中，磁力線在軸向磁軛中從一端軸向移動至另一端，磁力線從軸向磁軛另一端的磁軛鑲嵌面經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯三的磁軛槽側(cè)面進入轉(zhuǎn)子鐵芯三中，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極二穿過凸極氣隙進入定子鐵芯四中，磁力線從定子鐵芯四的磁軛凸臺二經(jīng)由磁路聯(lián)接面進入勵磁鐵芯的另一端，磁力線回到電勵磁磁場的So極，形成閉合回路。
[0040]在電勵磁磁場磁通路徑一中，電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極一徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是S極，與永磁體二徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向S極相同。電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極二徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是N極，與永磁體一徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向N極相同。勵磁繞組正向接通直流勵磁電源時，在所有的勵磁鐵芯中產(chǎn)生方向相同的電勵磁磁場，該電勵磁磁場增強氣隙磁場的磁感應強度，使外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的輸出電壓升高，隨著發(fā)電機輸出電壓的上升，逐漸減小勵磁電流，使發(fā)電機的輸出電壓保持穩(wěn)定。
[0041]當發(fā)電機輸出電壓高于額定電壓時，勵磁繞組反向接通直流勵磁電源，并增大勵磁電流。電勵磁磁場磁通路徑二是，磁力線從電勵磁磁場的No極出發(fā)，磁力線從勵磁鐵芯的磁路聯(lián)接面經(jīng)由磁軛凸臺二進入定子鐵芯四中，磁力線穿過凸極氣隙經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極二進入轉(zhuǎn)子鐵芯三中，磁力線從轉(zhuǎn)子鐵芯三的磁軛槽側(cè)面經(jīng)由磁軛鑲嵌面進入軸向磁軛中，磁力線在軸向磁軛中從一端軸向移動至另一端，磁力線從軸向磁軛另一端的磁軛鑲嵌面經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯一的磁軛槽側(cè)面進入轉(zhuǎn)子鐵芯一中，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極一穿過凸極氣隙進入定子鐵芯一中，磁力線從定子鐵芯一的磁軛凸臺一經(jīng)由磁路聯(lián)接面進入勵磁鐵芯的另一端，磁力線回到電勵磁磁場的So極，形成閉合回路。
[0042]在電勵磁磁場磁通路徑二中，電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極一徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是N極，與永磁體二徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向S極相反。電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極二徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是S極，與永磁體一徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向N極相反。勵磁繞組反向接通直流勵磁電源時，在所有的勵磁鐵芯中產(chǎn)生方向相同的電勵磁磁場，該電勵磁磁場減弱氣隙磁場的磁感應強度，使外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的輸出電壓降低，隨著發(fā)電機輸出電壓的下降，逐漸減小勵磁電流，使發(fā)電機的輸出電壓保持穩(wěn)定。
[0043]外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的電勵磁磁場磁通路徑中，磁力線所經(jīng)過的勵磁鐵芯沖片的磁路聯(lián)接面表面沒有絕緣漆，定子鐵芯一的磁軛凸臺一徑向外側(cè)表面沒有絕緣漆，定子鐵芯四的磁軛凸臺二徑向外側(cè)表面沒有絕緣漆。勵磁鐵芯沖片的磁路聯(lián)接面與定子鐵芯一的磁軛凸臺一徑向外側(cè)能夠緊密接觸。勵磁鐵芯沖片的磁路聯(lián)接面與定子鐵芯四的磁軛凸臺二徑向外側(cè)能夠緊密接觸。同時，軸向磁軛沖片的鑲嵌面表面沒有絕緣漆，轉(zhuǎn)子鐵芯一、轉(zhuǎn)子鐵芯二、轉(zhuǎn)子鐵芯三的磁軛槽的磁軛槽側(cè)面表面沒有絕緣漆。軸向磁軛沖片的兩個磁軛鑲嵌面能夠分別與磁軛槽的磁軛槽側(cè)面緊密接觸，確保發(fā)電機電勵磁磁路中磁阻較小。另外，電勵磁磁場磁通路徑中有兩個電勵磁氣隙磁場，均參與電機對外做功，發(fā)電機電勵磁磁路中無附加氣隙，進一步減小發(fā)電機電勵磁磁路中的磁阻。該發(fā)電機無電刷和滑環(huán)結(jié)構(gòu)、構(gòu)成發(fā)電機電勵磁磁路的勵磁鐵芯、軸向磁軛、各個定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯均能采用硅鋼片制造的疊片結(jié)構(gòu)類型，能有效的降低電磁諧波在電勵磁磁路中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗，減少發(fā)電機發(fā)熱，提高電機效率。
【附圖說明】
[0044]說明書附圖是外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)圖和示意圖。其中圖1是外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的軸測圖。圖2是定子部件的軸測圖。圖3是定子部件的軸測圖，隱藏了定子繞組。圖4是定子鐵芯一或定子鐵芯四的軸測圖。圖5是定子鐵芯二或定子鐵芯三的軸測圖。圖6是定子隔磁板的軸測圖。圖7是勵磁部件的軸測圖。圖8是定位箍部件的軸測圖。圖9是勵磁鐵芯的軸測圖，圖中僅畫出一個勵磁鐵芯沖片。圖10是勵磁繞組的軸測圖。圖11是轉(zhuǎn)子部件的軸測圖，轉(zhuǎn)子磁極為四極。圖12是轉(zhuǎn)子部件的軸測剖視圖，轉(zhuǎn)子磁極為四極。圖13是轉(zhuǎn)子鐵芯一的軸測圖。圖14是轉(zhuǎn)子鐵芯二的軸測圖。圖15是轉(zhuǎn)子鐵芯三的軸測圖。圖16是轉(zhuǎn)子軸向磁軛的軸測圖，圖中共顯示四個轉(zhuǎn)子軸向磁軛。圖17是電勵磁磁場磁通路徑一示意圖。圖18是外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的軸向觀測結(jié)構(gòu)示意圖，轉(zhuǎn)子磁極為四極，隱藏了定子繞組。圖19是轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑一示意圖，沿轉(zhuǎn)子鐵芯一徑向剖面，轉(zhuǎn)子磁極為四極。圖20是轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑二示意圖，沿轉(zhuǎn)子鐵芯二與定子鐵芯二徑向剖面，轉(zhuǎn)子磁極為四極。圖21是轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑四示意圖，沿轉(zhuǎn)子鐵芯三徑向剖面，轉(zhuǎn)子磁極為四極。圖22是定子鐵芯一沖片與勵磁鐵芯沖片的磁路聯(lián)接示意圖。圖23是轉(zhuǎn)子鐵芯一與軸向磁軛的磁路聯(lián)接示意圖。
[0045]圖11至圖21中，大寫字母N和S代表轉(zhuǎn)子主磁極極性，大寫字母Y和S7代表轉(zhuǎn)子輔助磁極極性。字母No和So代表電勵磁磁極極性。
[0046]圖中標注有轉(zhuǎn)子部件1、定子部件2、勵磁部件3、定子繞組4、定子鐵芯一5、定子鐵芯二6、定子隔磁板7、定子鐵芯三8、定子鐵芯四9、磁軛凸臺一 10、磁軛凸臺二11、定子線槽12、勵磁鐵芯13、勵磁繞組14、定位箍部件15、定位箍16、鎖定螺母17、勵磁鐵芯沖片18、磁路聯(lián)接面19、定位槽20、骨架通孔21、線圈骨架22、勵磁線圈23、轉(zhuǎn)軸24、隔磁襯套25、軸向磁軛26、永磁體一 27、轉(zhuǎn)子鐵芯一 28、永磁體二 29、轉(zhuǎn)子鐵芯三30、轉(zhuǎn)子鐵芯二 31、轉(zhuǎn)子凸極一 32、軸孔33、磁軛槽34、轉(zhuǎn)子磁極槽一35、轉(zhuǎn)子磁極槽二 36、轉(zhuǎn)子凸極二 37、軸向磁軛沖片38、磁軛鑲嵌面39、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向40、磁力線路徑41、電勵磁磁場方向42、垂直向內(nèi)的感應電流43、垂直向外的感應電流44、轉(zhuǎn)子磁場方向45、定子鐵芯一沖片46。
【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步敘述。
[0048]參照圖1至圖6，外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子部件1、定子部件2、勵磁部件3。勵磁部件3安裝在定子部件2的徑向外側(cè)，轉(zhuǎn)子部件I安裝在定子部件2的徑向內(nèi)側(cè)。
[0049]定子部件2包括定子繞組4、定子鐵芯一5、定子鐵芯二 6、定子隔磁板7、定子鐵芯三
8、定子鐵芯四9。定子鐵芯一 5由若干個定子鐵芯一沖片46疊壓而成，定子鐵芯一沖片46材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯一 5呈圓環(huán)形，定子鐵芯一 5徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽12，定子鐵芯一 5徑向外側(cè)邊緣均布若干個磁軛凸臺一 10，磁軛凸臺一 10徑向外側(cè)是平直的面。
[0050]定子鐵芯二6由若干個定子鐵芯二沖片疊壓而成，定子鐵芯二沖片材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯二6呈圓環(huán)形，定子鐵芯二6徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽12。
[0051]定子隔磁板7材質(zhì)是非導磁材料，定子隔磁板7呈圓環(huán)形，定子隔磁板7徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽12。
[0052]定子鐵芯三8由若干個定子鐵芯三沖片疊壓而成，定子鐵芯三沖片材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯三8呈圓環(huán)形，定子鐵芯三8徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽12。
[0053]定子鐵芯四9由若干個定子鐵芯四沖片疊壓而成，定子鐵芯四沖片材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯四9呈圓環(huán)形，定子鐵芯四9徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽12，定子鐵芯四9徑向外側(cè)邊緣均布若干個磁軛凸臺二 11，磁軛凸臺二 11徑向外側(cè)是平直的面。
[0054]定子部件2裝配時，定子鐵芯一5、定子鐵芯二6、定子隔磁板7、定子鐵芯三8、定子鐵芯四9沿軸向依次排列。定子鐵芯一 5、定子鐵芯二 6、定子隔磁板7、定子鐵芯三8、定子鐵芯四9徑向內(nèi)側(cè)邊緣的若干個定子線槽12沿軸向?qū)R。定子繞組4安裝在定子鐵芯一 5、定子鐵芯二6、定子隔磁板7、定子鐵芯三8、定子鐵芯四9沿軸向?qū)R的若干個定子線槽12中，定子鐵芯一 5徑向外側(cè)邊緣的若干個磁軛凸臺一 10與定子鐵芯四9徑向外側(cè)邊緣的若干個磁軛凸臺二 11沿軸向?qū)R。
[0055]參照圖7至圖10，勵磁部件3包括勵磁鐵芯13、勵磁繞組14、定位箍部件15。勵磁繞組14包括線圈骨架22、勵磁線圈23，線圈骨架22中間是骨架通孔21，勵磁線圈23安裝在線圈骨架22上。勵磁鐵芯13由若干個勵磁鐵芯沖片18疊壓而成，勵磁鐵芯沖片18材質(zhì)是導磁材料，勵磁鐵芯13呈矩形，勵磁鐵芯13—條邊的兩端各有一個定位槽20，定位槽20對面是勵磁鐵芯13的磁路聯(lián)接面19，磁路聯(lián)接面19是平直的面。
[0056]勵磁部件3裝配時，每一個勵磁鐵芯13安裝在勵磁繞組14的線圈骨架22的骨架通孔21中，兩個定位箍部件15分別安裝在勵磁鐵芯13的定位槽20中，兩個定位箍部件15把若干個勵磁鐵芯13和勵磁繞組14聯(lián)接在一起。
[0057]勵磁部件3安裝在定子部件2上時，每一個勵磁鐵芯13的磁路聯(lián)接面19的兩端，分別安裝在磁軛凸臺一 1的徑向外側(cè)和磁軛凸臺二 11的徑向外側(cè)。
[0058]定位箍部件15包括定位箍16、鎖定螺母17，定位箍16呈兩端向外傾斜的U形，每一個定位箍16兩端各有一個螺旋方向相反的外螺紋，鎖定螺母17截面呈多棱柱形，每一個鎖定螺母17兩端各有一個螺旋方向相反的內(nèi)螺紋，定位箍部件15裝配時，每一個定位箍16兩端的外螺紋分別安裝在兩個鎖定螺母17—端的內(nèi)螺紋中，若干個定位箍16、鎖定螺母17的兩端依次聯(lián)接在一起，形成一個環(huán)形，按照順時針或者逆時針相同的方向依次旋轉(zhuǎn)每一個鎖定螺母17，能夠使定位箍部件15所形成的環(huán)的直徑增大或者減小。適度調(diào)節(jié)定位箍部件15所形成的環(huán)的直徑，把勵磁部件3固定在定子部件2的徑向外側(cè)。
[0059]參照圖11至圖16，轉(zhuǎn)子部件I包括轉(zhuǎn)軸24、軸向磁軛26、永磁體一27、轉(zhuǎn)子鐵芯一28、永磁體二 29、轉(zhuǎn)子鐵芯三30、轉(zhuǎn)子鐵芯二 31。
[0060]轉(zhuǎn)軸24呈圓柱形，轉(zhuǎn)軸24材料是導磁材料或非導磁材料。導磁材料的轉(zhuǎn)軸24需要與隔磁襯套25配合使用。隔磁襯套25呈圓筒形，材料是非導磁材料。
[0061 ] 永磁體一27呈瓦片形，所有永磁體一27的徑向外表面的磁極極性相同。永磁體二29呈瓦片形，所有永磁體二29的徑向外表面的磁極極性相同，并且，永磁體一27與永磁體二29的徑向外表面的磁極極性互為異性磁極。
[0062]轉(zhuǎn)子鐵芯一28由若干個轉(zhuǎn)子鐵芯一沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯一沖片材質(zhì)是導磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯一 28呈環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯一 28中間是軸孔33，轉(zhuǎn)子鐵芯一 28徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個磁軛槽34，磁軛槽34中遠離軸孔33軸線的是磁軛槽底面，磁軛槽底面兩側(cè)是磁軛槽側(cè)面，磁軛槽側(cè)面是平直的面，轉(zhuǎn)子鐵芯一 28徑向外側(cè)邊緣依次均布若干個轉(zhuǎn)子凸極一 32和轉(zhuǎn)子磁極槽一 35，每一個轉(zhuǎn)子鐵芯一 28上的轉(zhuǎn)子凸極一 32的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半，轉(zhuǎn)子磁極槽一 35的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半。
[0063]轉(zhuǎn)子鐵芯二31由若干個轉(zhuǎn)子鐵芯二沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯二沖片材質(zhì)是導磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯二 31呈環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯二 31中間是軸孔33，轉(zhuǎn)子鐵芯二 31徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個磁軛槽34，磁軛槽34中遠離軸孔33軸線的是磁軛槽底面，磁軛槽底面兩側(cè)是磁軛槽側(cè)面，磁軛槽側(cè)面是平直的面。
[0064]轉(zhuǎn)子鐵芯三30由若干個轉(zhuǎn)子鐵芯三沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯三沖片材質(zhì)是導磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯三30呈環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯三30中間是軸孔33，轉(zhuǎn)子鐵芯三30徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個磁軛槽34，磁軛槽34中遠離軸孔33軸線的是磁軛槽底面，磁軛槽底面兩側(cè)是磁軛槽側(cè)面，磁軛槽側(cè)面是平直的面，轉(zhuǎn)子鐵芯三30徑向外側(cè)邊緣依次均布若干個轉(zhuǎn)子凸極二 37和轉(zhuǎn)子磁極槽二 36，每一個轉(zhuǎn)子鐵芯三30上的轉(zhuǎn)子凸極二 37的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半，每一個轉(zhuǎn)子鐵芯三30上的轉(zhuǎn)子磁極槽二 36的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半。
[0065]軸向磁軛26由若干個軸向磁軛沖片38疊壓而成，軸向磁軛沖片38材質(zhì)是導磁材料，軸向磁軛沖片38呈矩形，軸向磁軛沖片38寬度方向的兩個對邊是磁軛鑲嵌面39，磁軛鑲嵌面39是平直的面。
[0066]轉(zhuǎn)子部件I裝配時，轉(zhuǎn)子鐵芯一28、轉(zhuǎn)子鐵芯二 31、轉(zhuǎn)子鐵芯三30沿軸向依次排列。轉(zhuǎn)子鐵芯一 28、轉(zhuǎn)子鐵芯二 31、轉(zhuǎn)子鐵芯三30徑向內(nèi)側(cè)邊緣的若干個磁軛槽34沿軸向?qū)R，轉(zhuǎn)子鐵芯一 28徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子凸極一 32與轉(zhuǎn)子鐵芯三30徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子磁極槽二 36沿軸向?qū)R，轉(zhuǎn)子鐵芯一 28徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子磁極槽一 35與轉(zhuǎn)子鐵芯三30徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子凸極二 37沿軸向?qū)R。
[0067]若干個軸向磁軛26分別安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯一 28、轉(zhuǎn)子鐵芯二 31、轉(zhuǎn)子鐵芯三30沿軸向?qū)R的若干個磁軛槽34中，并且，軸向磁軛沖片38的厚度方向與磁軛槽34的磁軛槽底面垂直，軸向磁軛沖片38的兩個磁軛鑲嵌面39分別與磁軛槽34的兩個磁軛槽側(cè)面緊密接觸。
[0068]隔磁襯套25安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯一28、轉(zhuǎn)子鐵芯二 31、轉(zhuǎn)子鐵芯三30沿軸向?qū)R的軸孔33中，轉(zhuǎn)子鐵芯一28、轉(zhuǎn)子鐵芯二31、轉(zhuǎn)子鐵芯三30通過圓筒形的隔磁襯套25安裝在轉(zhuǎn)軸24上。
[0069]轉(zhuǎn)子鐵芯一 28的每一個轉(zhuǎn)子磁極槽一 35中粘貼有一個永磁體一 27，并且，該永磁體一 27的一部分沿軸向安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯二 31的徑向外表面。每一個永磁體一 27構(gòu)成一個轉(zhuǎn)子主磁極，每一個永磁體一 27磁化相鄰的轉(zhuǎn)子凸極一 32，形成一個與該永磁體一 27互為異性磁極的轉(zhuǎn)子輔助磁極。
[00"70] 轉(zhuǎn)子鐵芯三30的每一個轉(zhuǎn)子磁極槽二 36中粘貼有一個永磁體二 29，并且，該永磁體二 29的一部分沿軸向安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯二 31的徑向外表面。每一個永磁體二 29構(gòu)成一個轉(zhuǎn)子主磁極，每一個永磁體二 29磁化相鄰的轉(zhuǎn)子凸極二 37，形成一個與該永磁體二 29互為異性磁極的轉(zhuǎn)子輔助磁極。
[0071]若永磁體一27的徑向外表面磁極極性為N極，則永磁體二 29的徑向外表面磁極極性為S極，永磁體一27構(gòu)成N極轉(zhuǎn)子主磁極，永磁體二 29構(gòu)成S極轉(zhuǎn)子主磁極，轉(zhuǎn)子凸極一32構(gòu)成S7極轉(zhuǎn)子輔助磁極，轉(zhuǎn)子凸極二37構(gòu)成Y極轉(zhuǎn)子輔助磁極。轉(zhuǎn)子主磁極與轉(zhuǎn)子輔助磁極共同建立轉(zhuǎn)子永磁體磁場。
[0072]永磁體一 27或者永磁體二 29的徑向外表面至定子鐵芯一 5、定子鐵芯二 6、定子鐵芯三8、定子鐵芯四9的任何一處徑向內(nèi)表面的電機氣隙是永磁體氣隙。轉(zhuǎn)子凸極一32或者轉(zhuǎn)子凸極二 37的徑向外表面至定子鐵芯一 5、定子鐵芯二 6、定子鐵芯三8、定子鐵芯四9的任何一處徑向內(nèi)表面的電機氣隙是凸極氣隙。凸極氣隙長度小于永磁體氣隙長度。
[0073]永磁體一27的軸向長度大于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二 31的軸向長度，并且，永磁體一27的軸向長度小于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二 31的軸向長度與轉(zhuǎn)子鐵芯一 28的軸向長度之和。永磁體二 29的軸向長度大于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二 31的軸向長度，并且，永磁體二 29的軸向長度小于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二 31的軸向長度與轉(zhuǎn)子鐵芯三30的軸向長度之和。
[0074]參照圖18至圖21，外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機無勵磁電流的發(fā)電運行過程是:
轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑一是，磁力線從永磁體一27徑向外表面出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入定子鐵芯一 5，磁力線在定子鐵芯一 5中繞過定子繞組4，磁力線穿過凸極氣隙經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極一32進入轉(zhuǎn)子鐵芯一28中，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子磁極槽一35回到永磁體一27徑向內(nèi)表面，形成閉合回路。
[0075]轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑二是，磁力線從永磁體一27徑向外表面出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入定子鐵芯二 6，磁力線在定子鐵芯二 6中繞過定子繞組4，磁力線穿過永磁體氣隙到達永磁體二29徑向外表面，磁力線從永磁體二29徑向內(nèi)表面出發(fā)，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯二31回到永磁體一27徑向內(nèi)表面，形成閉合回路。
[0076]轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑三是，磁力線從永磁體一27徑向外表面出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入定子鐵芯三8，磁力線在定子鐵芯三8中繞過定子繞組4，磁力線穿過永磁體氣隙到達永磁體二29徑向外表面，磁力線從永磁體二29徑向內(nèi)表面出發(fā)，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯二31回到永磁體一27徑向內(nèi)表面，形成閉合回路。
[0077]轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑四是，磁力線從永磁體二29徑向內(nèi)表面出發(fā)，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子磁極槽二 36進入轉(zhuǎn)子鐵芯三30，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極二 37穿過凸極氣隙進入定子鐵芯四9中，磁力線在定子鐵芯四9中繞過定子繞組4，磁力線穿過永磁體氣隙回到永磁體二 29徑向外表面，形成閉合回路。
[0078]當轉(zhuǎn)子部件I按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向40旋轉(zhuǎn)，定子繞組4切割轉(zhuǎn)子永磁體磁場的磁力線，在定子繞組4中分別感應出垂直向內(nèi)的感應電流43和垂直向外的感應電流44，最終由定子繞組4的接線頭向外輸出具有一定頻率、電壓和電流的交流電。
[0079]參照圖17、圖18和圖1，外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機發(fā)電運行中用勵磁電流調(diào)節(jié)輸出電壓過程是:
當發(fā)電機輸出電壓低于額定電壓時，勵磁繞組14正向接通直流勵磁電源，并增大勵磁電流。電勵磁磁場磁通路徑一是，磁力線從電勵磁磁場的No極出發(fā)，磁力線從勵磁鐵芯13的磁路聯(lián)接面19經(jīng)由磁軛凸臺一 10進入定子鐵芯一 5中，磁力線穿過凸極氣隙經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極一 32進入轉(zhuǎn)子鐵芯一 28中，磁力線從轉(zhuǎn)子鐵芯一 28的磁軛槽側(cè)面經(jīng)由磁軛鑲嵌面39進入軸向磁軛26中，磁力線在軸向磁軛26中從一端軸向移動至另一端，磁力線從軸向磁軛26另一端的磁軛鑲嵌面39經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯三30的磁軛槽側(cè)面進入轉(zhuǎn)子鐵芯三30中，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極二 37穿過凸極氣隙進入定子鐵芯四9中，磁力線從定子鐵芯四9的磁軛凸臺二 11經(jīng)由磁路聯(lián)接面19進入勵磁鐵芯13的另一端，磁力線回到電勵磁磁場的So極，形成閉合回路。
[0080]在電勵磁磁場磁通路徑一中，電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極一32徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是S極，與永磁體二29徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向S極相同。電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極二 37徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是N極，與永磁體一 27徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向N極相同。勵磁繞組14正向接通直流勵磁電源時，在所有的勵磁鐵芯13中產(chǎn)生方向相同的電勵磁磁場，該電勵磁磁場增強氣隙磁場的磁感應強度，使外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的輸出電壓升高，隨著發(fā)電機輸出電壓的上升，逐漸減小勵磁電流，使發(fā)電機的輸出電壓保持穩(wěn)定。
[0081]當發(fā)電機輸出電壓高于額定電壓時，勵磁繞組14反向接通直流勵磁電源，并增大勵磁電流。電勵磁磁場磁通路徑二是，磁力線從電勵磁磁場的No極出發(fā)，磁力線從勵磁鐵芯13的磁路聯(lián)接面19經(jīng)由磁軛凸臺二 11進入定子鐵芯四9中，磁力線穿過凸極氣隙經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極二 37進入轉(zhuǎn)子鐵芯三30中，磁力線從轉(zhuǎn)子鐵芯三30的磁軛槽側(cè)面經(jīng)由磁軛鑲嵌面39進入軸向磁軛26中，磁力線在軸向磁軛26中從一端軸向移動至另一端，磁力線從軸向磁軛26另一端的磁軛鑲嵌面39經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯一28的磁軛槽側(cè)面進入轉(zhuǎn)子鐵芯一28中，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極一 32穿過凸極氣隙進入定子鐵芯一 5中，磁力線從定子鐵芯一 5的磁軛凸臺一 10經(jīng)由磁路聯(lián)接面19進入勵磁鐵芯13的另一端，磁力線回到電勵磁磁場的So極，形成閉合回路。
[0082]在電勵磁磁場磁通路徑二中，電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極一32徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是N極，與永磁體二 29徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向S極相反。電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極二 37徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是S極，與永磁體一 27徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向N極相反。勵磁繞組14反向接通直流勵磁電源時，在所有的勵磁鐵芯13中產(chǎn)生方向相同的電勵磁磁場，該電勵磁磁場減弱氣隙磁場的磁感應強度，使外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的輸出電壓降低，隨著發(fā)電機輸出電壓的下降，逐漸減小勵磁電流，使發(fā)電機的輸出電壓保持穩(wěn)定。
[0083]參照圖22、圖23和圖1，外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的電勵磁磁場磁通路徑中，磁力線所經(jīng)過的勵磁鐵芯沖片18的磁路聯(lián)接面19表面沒有絕緣漆，定子鐵芯一5的磁軛凸臺一 10徑向外側(cè)表面沒有絕緣漆，定子鐵芯四9的磁軛凸臺二 11徑向外側(cè)表面沒有絕緣漆。勵磁鐵芯沖片18的磁路聯(lián)接面19與定子鐵芯一 5的磁軛凸臺一 10徑向外側(cè)能夠緊密接觸。勵磁鐵芯沖片18的磁路聯(lián)接面19與定子鐵芯四9的磁軛凸臺二 11徑向外側(cè)能夠緊密接觸。同時，軸向磁軛沖片38的鑲嵌面39表面沒有絕緣漆，轉(zhuǎn)子鐵芯一 28、轉(zhuǎn)子鐵芯二 31、轉(zhuǎn)子鐵芯三30的磁軛槽34的磁軛槽側(cè)面表面沒有絕緣漆。軸向磁軛沖片38的兩個磁軛鑲嵌面39能夠分別與磁軛槽34的磁軛槽側(cè)面緊密接觸，確保發(fā)電機電勵磁磁路中磁阻較小。另外，電勵磁磁場磁通路徑中有兩個電勵磁氣隙磁場，均參與電機對外做功，發(fā)電機電勵磁磁路中無附加氣隙，進一步減小發(fā)電機電勵磁磁路中的磁阻。該發(fā)電機無電刷和滑環(huán)結(jié)構(gòu)、構(gòu)成發(fā)電機電勵磁磁路的勵磁鐵芯13、軸向磁軛26、各個定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯均能采用硅鋼片制造的疊片結(jié)構(gòu)類型，能有效的降低電磁諧波在電勵磁磁路中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗，減少發(fā)電機發(fā)熱，提高電機效率。
【主權(quán)項】
1.一種外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機，其特征在于外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子部件(I)、定子部件(2)、勵磁部件(3);勵磁部件(3)安裝在定子部件(2)的徑向外側(cè)，轉(zhuǎn)子部件(I)安裝在定子部件(2)的徑向內(nèi)側(cè)； 定子部件(2)包括定子繞組(4)、定子鐵芯一 (5)、定子鐵芯二 (6)、定子隔磁板(7)、定子鐵芯三(8)、定子鐵芯四(9);定子鐵芯一(5)由若干個定子鐵芯一沖片(46)疊壓而成，定子鐵芯一沖片(46)材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯一(5)呈圓環(huán)形，定子鐵芯一(5)徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽(12)，定子鐵芯一 (5)徑向外側(cè)邊緣均布若干個磁軛凸臺一(10)，磁軛凸臺一(10)徑向外側(cè)是平直的面； 定子鐵芯二(6)由若干個定子鐵芯二沖片疊壓而成，定子鐵芯二沖片材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯二 (6)呈圓環(huán)形，定子鐵芯二 (6)徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽(12); 定子隔磁板(7)材質(zhì)是非導磁材料，定子隔磁板(7)呈圓環(huán)形，定子隔磁板(7)徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽(12); 定子鐵芯三(8)由若干個定子鐵芯三沖片疊壓而成，定子鐵芯三沖片材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯三(8)呈圓環(huán)形，定子鐵芯三(8)徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽(12);定子鐵芯四(9)由若干個定子鐵芯四沖片疊壓而成，定子鐵芯四沖片材質(zhì)是導磁材料，定子鐵芯四(9)呈圓環(huán)形，定子鐵芯四(9)徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個定子線槽(12)，定子鐵芯四(9)徑向外側(cè)邊緣均布若干個磁軛凸臺二(11)，磁軛凸臺二(11)徑向外側(cè)是平直的面；定子部件(2)裝配時，定子鐵芯一(5)、定子鐵芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子鐵芯三(8)、定子鐵芯四(9)沿軸向依次排列；定子鐵芯一(5)、定子鐵芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子鐵芯三(8)、定子鐵芯四(9)徑向內(nèi)側(cè)邊緣的若干個定子線槽(12)沿軸向?qū)R;定子繞組(4)安裝在定子鐵芯一(5)、定子鐵芯二(6)、定子隔磁板(7)、定子鐵芯三(8)、定子鐵芯四(9)沿軸向?qū)R的若干個定子線槽(12)中，定子鐵芯一(5)徑向外側(cè)邊緣的若干個磁軛凸臺一 (10)與定子鐵芯四(9)徑向外側(cè)邊緣的若干個磁軛凸臺二 (11)沿軸向?qū)R； 勵磁部件(3)包括勵磁鐵芯(13)、勵磁繞組(14)、定位箍部件(15);勵磁繞組(14)包括線圈骨架(22)、勵磁線圈(23)，線圈骨架(22)中間是骨架通孔(21)，勵磁線圈(23)安裝在線圈骨架(22)上;勵磁鐵芯(13)由若干個勵磁鐵芯沖片(18)疊壓而成，勵磁鐵芯沖片(18)材質(zhì)是導磁材料，勵磁鐵芯(13)呈矩形，勵磁鐵芯(13) —條邊的兩端各有一個定位槽(20)，定位槽(20)對面是勵磁鐵芯(13)的磁路聯(lián)接面(19)，磁路聯(lián)接面(19)是平直的面； 勵磁部件(3)裝配時，每一個勵磁鐵芯(13)安裝在勵磁繞組(14)的線圈骨架(22)的骨架通孔(21)中，兩個定位箍部件(15)分別安裝在勵磁鐵芯(13)的定位槽(20)中，兩個定位箍部件(15)把若干個勵磁鐵芯(13)和勵磁繞組(14)聯(lián)接在一起； 勵磁部件(3)安裝在定子部件(2)上時，每一個勵磁鐵芯(13)的磁路聯(lián)接面(19)的兩端，分別安裝在磁軛凸臺一 (1)的徑向外側(cè)和磁軛凸臺二 (11)的徑向外側(cè)； 轉(zhuǎn)子部件(I)包括轉(zhuǎn)軸(24)、軸向磁軛(26)、永磁體一 (27)、轉(zhuǎn)子鐵芯一 (28)、永磁體二(29)、轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)、轉(zhuǎn)子鐵芯二(31); 轉(zhuǎn)軸(24)呈圓柱形，轉(zhuǎn)軸(24)材料是導磁材料或非導磁材料；導磁材料的轉(zhuǎn)軸(24)需要與隔磁襯套(25)配合使用；隔磁襯套(25)呈圓筒形，材料是非導磁材料； 永磁體一(27)呈瓦片形，所有永磁體一(27)的徑向外表面的磁極極性相同；永磁體二(29)呈瓦片形，所有永磁體二(29)的徑向外表面的磁極極性相同，并且，永磁體一(27)與永磁體二 (29)的徑向外表面的磁極極性互為異性磁極； 轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)由若干個轉(zhuǎn)子鐵芯一沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯一沖片材質(zhì)是導磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)呈環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)中間是軸孔(33)，轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個磁軛槽(34)，磁軛槽(34)中遠離軸孔(33)軸線的是磁軛槽底面，磁軛槽底面兩側(cè)是磁軛槽側(cè)面，磁軛槽側(cè)面是平直的面，轉(zhuǎn)子鐵芯一 (28)徑向外側(cè)邊緣依次均布若干個轉(zhuǎn)子凸極一(32)和轉(zhuǎn)子磁極槽一(35)，每一個轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)上的轉(zhuǎn)子凸極一(32)的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半，轉(zhuǎn)子磁極槽一 (35)的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半； 轉(zhuǎn)子鐵芯二(31)由若干個轉(zhuǎn)子鐵芯二沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯二沖片材質(zhì)是導磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯二(31)呈環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯二(31)中間是軸孔(33)，轉(zhuǎn)子鐵芯二(31)徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個磁軛槽(34)，磁軛槽(34)中遠離軸孔(33)軸線的是磁軛槽底面，磁軛槽底面兩側(cè)是磁軛槽側(cè)面，磁軛槽側(cè)面是平直的面； 轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)由若干個轉(zhuǎn)子鐵芯三沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯三沖片材質(zhì)是導磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)呈環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)中間是軸孔(33)，轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)徑向內(nèi)側(cè)邊緣均布若干個磁軛槽(34)，磁軛槽(34)中遠離軸孔(33)軸線的是磁軛槽底面，磁軛槽底面兩側(cè)是磁軛槽側(cè)面，磁軛槽側(cè)面是平直的面，轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)徑向外側(cè)邊緣依次均布若干個轉(zhuǎn)子凸極二 (37)和轉(zhuǎn)子磁極槽二 (36)，每一個轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)上的轉(zhuǎn)子凸極二 (37)的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半，每一個轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)上的轉(zhuǎn)子磁極槽二 (36)的數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的一半； 軸向磁軛(26)由若干個軸向磁軛沖片(38)疊壓而成，軸向磁軛沖片(38)材質(zhì)是導磁材料，軸向磁軛沖片(38)呈矩形，軸向磁軛沖片(38)寬度方向的兩個對邊是磁軛鑲嵌面(39)，磁軛鑲嵌面(39)是平直的面； 轉(zhuǎn)子部件(I)裝配時，轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)、轉(zhuǎn)子鐵芯二( 31)、轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)沿軸向依次排列；轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)、轉(zhuǎn)子鐵芯二( 31)、轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)徑向內(nèi)側(cè)邊緣的若干個磁軛槽(34)沿軸向?qū)R，轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子凸極一(32)與轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子磁極槽二 (36)沿軸向?qū)R，轉(zhuǎn)子鐵芯一 (28)徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子磁極槽一(35)與轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)徑向外側(cè)邊緣的若干個轉(zhuǎn)子凸極二( 37)沿軸向?qū)R； 若干個軸向磁軛(26)分別安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)、轉(zhuǎn)子鐵芯二(31)、轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)沿軸向?qū)R的若干個磁軛槽(34)中，并且，軸向磁軛沖片(38)的厚度方向與磁軛槽(34)的磁軛槽底面垂直，軸向磁軛沖片(38)的兩個磁軛鑲嵌面(39)分別與磁軛槽(34)的兩個磁軛槽側(cè)面緊密接觸； 隔磁襯套(25)安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)、轉(zhuǎn)子鐵芯二(31)、轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)沿軸向?qū)R的軸孔(33)中，轉(zhuǎn)子鐵芯一 (28)、轉(zhuǎn)子鐵芯二 (31)、轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)通過圓筒形的隔磁襯套(25)安裝在轉(zhuǎn)軸(24)上； 轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)的每一個轉(zhuǎn)子磁極槽一(35)中粘貼有一個永磁體一(27)，并且，該永磁體一 (27)的一部分沿軸向安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯二 (31)的徑向外表面;每一個永磁體一 (27)構(gòu)成一個轉(zhuǎn)子主磁極，每一個永磁體一(27)磁化相鄰的轉(zhuǎn)子凸極一(32)，形成一個與該永磁體一 (27)互為異性磁極的轉(zhuǎn)子輔助磁極； 轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)的每一個轉(zhuǎn)子磁極槽二( 36)中粘貼有一個永磁體二( 29)，并且，該永磁體二 (29)的一部分沿軸向安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯二 (31)的徑向外表面;每一個永磁體二 (29)構(gòu)成一個轉(zhuǎn)子主磁極，每一個永磁體二(29)磁化相鄰的轉(zhuǎn)子凸極二(37)，形成一個與該永磁體二 (29)互為異性磁極的轉(zhuǎn)子輔助磁極； 若永磁體一(27)的徑向外表面磁極極性為N極，則永磁體二 (29)的徑向外表面磁極極性為S極，永磁體一(27)構(gòu)成N極轉(zhuǎn)子主磁極，永磁體二(29)構(gòu)成S極轉(zhuǎn)子主磁極，轉(zhuǎn)子凸極一(32)構(gòu)成S'極轉(zhuǎn)子輔助磁極，轉(zhuǎn)子凸極二(37)構(gòu)成Y極轉(zhuǎn)子輔助磁極;轉(zhuǎn)子主磁極與轉(zhuǎn)子輔助磁極共同建立轉(zhuǎn)子永磁體磁場； 永磁體一(27)或者永磁體二(29)的徑向外表面至定子鐵芯一(5)、定子鐵芯二(6)、定子鐵芯三(8)、定子鐵芯四(9)的任何一處徑向內(nèi)表面的電機氣隙是永磁體氣隙；轉(zhuǎn)子凸極一 (32)或者轉(zhuǎn)子凸極二 (37)的徑向外表面至定子鐵芯一(5)、定子鐵芯二 (6)、定子鐵芯三(8)、定子鐵芯四(9)的任何一處徑向內(nèi)表面的電機氣隙是凸極氣隙；凸極氣隙長度小于永磁體氣隙長度； 永磁體一(27)的軸向長度大于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二 (31)的軸向長度，并且，永磁體一(27)的軸向長度小于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二 (31)的軸向長度與轉(zhuǎn)子鐵芯一 (28)的軸向長度之和;永磁體二 (29)的軸向長度大于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二 (31)的軸向長度，并且，永磁體二(29)的軸向長度小于或者等于轉(zhuǎn)子鐵芯二 (31)的軸向長度與轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)的軸向長度之和。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機，其特征在于定位箍部件(15)包括定位箍(16)、鎖定螺母(17)，定位箍(16)呈兩端向外傾斜的U形，每一個定位箍(16)兩端各有一個螺旋方向相反的外螺紋，鎖定螺母(17)截面呈多棱柱形，每一個鎖定螺母(17)兩端各有一個螺旋方向相反的內(nèi)螺紋，定位箍部件(15)裝配時，每一個定位箍(16)兩端的外螺紋分別安裝在兩個鎖定螺母(17)—端的內(nèi)螺紋中，若干個定位箍(16)、鎖定螺母(17)的兩端依次聯(lián)接在一起，形成一個環(huán)形，按照順時針或者逆時針相同的方向依次旋轉(zhuǎn)每一個鎖定螺母(17)，能夠使定位箍部件(15)所形成的環(huán)的直徑增大或者減小;適度調(diào)節(jié)定位箍部件(15)所形成的環(huán)的直徑，把勵磁部件(3)固定在定子部件(2)的徑向外側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機，其特征在于外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機無勵磁電流的發(fā)電運行過程是: 轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑一是，磁力線從永磁體一(27)徑向外表面出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入定子鐵芯一(5)，磁力線在定子鐵芯一(5)中繞過定子繞組(4)，磁力線穿過凸極氣隙經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極一(32)進入轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)中，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子磁極槽一(35)回到永磁體一(27)徑向內(nèi)表面，形成閉合回路； 轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑二是，磁力線從永磁體一(27)徑向外表面出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入定子鐵芯二(6)，磁力線在定子鐵芯二(6)中繞過定子繞組(4)，磁力線穿過永磁體氣隙到達永磁體二 (29)徑向外表面，磁力線從永磁體二 (29)徑向內(nèi)表面出發(fā)，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯二(31)回到永磁體一(27)徑向內(nèi)表面，形成閉合回路； 轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑三是，磁力線從永磁體一(27)徑向外表面出發(fā)，穿過永磁體氣隙進入定子鐵芯三(8)，磁力線在定子鐵芯三(8)中繞過定子繞組(4)，磁力線穿過永磁體氣隙到達永磁體二 (29)徑向外表面，磁力線從永磁體二 (29)徑向內(nèi)表面出發(fā)，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯二(31)回到永磁體一(27)徑向內(nèi)表面，形成閉合回路； 轉(zhuǎn)子永磁體磁場磁通路徑四是，磁力線從永磁體二(29)徑向內(nèi)表面出發(fā)，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子磁極槽二 (36)進入轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極二 (37)穿過凸極氣隙進入定子鐵芯四(9)中，磁力線在定子鐵芯四(9)中繞過定子繞組(4)，磁力線穿過永磁體氣隙回到永磁體二 (29)徑向外表面，形成閉合回路； 當轉(zhuǎn)子部件(I)按照轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向(40)旋轉(zhuǎn)，定子繞組(4)切割轉(zhuǎn)子永磁體磁場的磁力線，在定子繞組(4)中分別感應出垂直向內(nèi)的感應電流(43)和垂直向外的感應電流(44)，最終由定子繞組(4)的接線頭向外輸出具有一定頻率、電壓和電流的交流電； 外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機發(fā)電運行中用勵磁電流調(diào)節(jié)輸出電壓過程是: 當發(fā)電機輸出電壓低于額定電壓時，勵磁繞組(14)正向接通直流勵磁電源，并增大勵磁電流；電勵磁磁場磁通路徑一是，磁力線從電勵磁磁場的No極出發(fā)，磁力線從勵磁鐵芯(13)的磁路聯(lián)接面(19)經(jīng)由磁軛凸臺一(10)進入定子鐵芯一(5)中，磁力線穿過凸極氣隙經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極一 (32)進入轉(zhuǎn)子鐵芯一 (28)中，磁力線從轉(zhuǎn)子鐵芯一 (28)的磁軛槽側(cè)面經(jīng)由磁軛鑲嵌面(39)進入軸向磁軛(26)中，磁力線在軸向磁軛(26)中從一端軸向移動至另一端，磁力線從軸向磁軛(26)另一端的磁軛鑲嵌面(39)經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)的磁軛槽側(cè)面進入轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)中，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極二(37)穿過凸極氣隙進入定子鐵芯四(9)中，磁力線從定子鐵芯四(9)的磁軛凸臺二(11)經(jīng)由磁路聯(lián)接面(19)進入勵磁鐵芯(13)的另一端，磁力線回到電勵磁磁場的So極，形成閉合回路； 在電勵磁磁場磁通路徑一中，電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極一(32)徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是S極，與永磁體二 (29)徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向S極相同；電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極二(37)徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是N極，與永磁體一(27)徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向N極相同；勵磁繞組(14)正向接通直流勵磁電源時，在所有的勵磁鐵芯(13)中產(chǎn)生方向相同的電勵磁磁場，該電勵磁磁場增強氣隙磁場的磁感應強度，使外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的輸出電壓升高，隨著發(fā)電機輸出電壓的上升，逐漸減小勵磁電流，使發(fā)電機的輸出電壓保持穩(wěn)定； 當發(fā)電機輸出電壓高于額定電壓時，勵磁繞組(14)反向接通直流勵磁電源，并增大勵磁電流；電勵磁磁場磁通路徑二是，磁力線從電勵磁磁場的No極出發(fā)，磁力線從勵磁鐵芯(13)的磁路聯(lián)接面(19)經(jīng)由磁軛凸臺二(11)進入定子鐵芯四(9)中，磁力線穿過凸極氣隙經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極二 (37)進入轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)中，磁力線從轉(zhuǎn)子鐵芯三(30)的磁軛槽側(cè)面經(jīng)由磁軛鑲嵌面(39)進入軸向磁軛(26)中，磁力線在軸向磁軛(26)中從一端軸向移動至另一端，磁力線從軸向磁軛(26)另一端的磁軛鑲嵌面(39)經(jīng)由轉(zhuǎn)子鐵芯一 (28)的磁軛槽側(cè)面進入轉(zhuǎn)子鐵芯一(28)中，磁力線經(jīng)由轉(zhuǎn)子凸極一(32)穿過凸極氣隙進入定子鐵芯一(5)中，磁力線從定子鐵芯一(5)的磁軛凸臺一(10)經(jīng)由磁路聯(lián)接面(19)進入勵磁鐵芯(13)的另一端，磁力線回到電勵磁磁場的So極，形成閉合回路； 在電勵磁磁場磁通路徑二中，電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極一(32)徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是N極，與永磁體二 (29)徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向S極相反；電勵磁磁場在轉(zhuǎn)子凸極二(37)徑向外表面產(chǎn)生的電勵磁氣隙磁場方向是S極，與永磁體一(27)徑向外表面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向N極相反;勵磁繞組(14)反向接通直流勵磁電源時，在所有的勵磁鐵芯(13)中產(chǎn)生方向相同的電勵磁磁場，該電勵磁磁場減弱氣隙磁場的磁感應強度，使外置式混合勵磁永磁同步發(fā)電機的輸出電壓降低，隨著發(fā)電機輸出電壓的下降，逐漸減小勵磁電流，使發(fā)電機的輸出電壓保持穩(wěn)定。
【文檔編號】H02K21/16GK106026593SQ201610468151
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】趙曉東
【申請人】大連碧藍節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?br>