一种功率因数可调的永磁同步发电机及其工作方法

allin2026-01-02  29


本发明属于电机领域,具体涉及一种功率因数可调的永磁同步发电机及其工作方法。


背景技术:

1、永磁同步电机具有许多优点如体积小、重量轻、结构计较简单、转矩密度大、工作效率高等,在国民经济各个领域如家用电器、办公设备、精密机床、航空航天、精密电子仪器、工业自动化、电动汽车等方向运用十分广泛。

2、但永磁电机的永磁体磁动势固定,永磁磁通不能调节,永磁电机的调速范围不够宽泛,永磁电机恒功率运行范围小。当永磁电机需要在基速以上调速时,需要使用弱磁调速,即在增大d轴电流来产生对转子磁极去磁的磁场,当永磁电机需要在基速以下调速时,需要使用增磁调速,即在减小d轴电流来产生对转子磁极增磁的磁场。

3、永磁同步电机的以上缺点限制了其广泛的应用,因此,有必要的永磁电机发电系统的结构和策略进行改进,进一步满足客户对电机性能的要求,这将拓展发电系统的利用范围,带来较大的经济和社会效益。


技术实现思路

1、本发明提供一种功率因数可调的永磁同步发电机及其工作方法,用于解决如何降低永磁体成本,根据需要调节电机功率因数,保证双绕组永磁发电机安全、稳定运行。

2、本发明通过以下技术方案实现:

3、一种功率因数可调的永磁同步发电机,所述永磁同步发电机包括定子本体1和转子本体2,所述定子本体1的内侧均匀分布若干定子槽1-1,所述定子槽1-1内分别嵌入两套线圈绕组,一套为电枢功率绕组1-2,一套为控制绕组1-3,所述转子本体2的外侧表面设置永磁体3,上述转子本体2的内侧设置轴承。

4、一种功率因数可调的永磁同步发电机,所述定子槽为两个腔体,远离转子的腔体ⅰ1-5内装入电枢功率绕组1-2或控制绕组1-3;距离转子近的腔体ⅱ1-6内装入控制绕组1-3或电枢功率绕组1-2。

5、一种功率因数可调的永磁同步发电机,所述定子槽1-1的腔体之间连通,距离转子近的所述腔体ⅱ1-6的内圈开口使其内部的控制绕组1-3或电枢功率绕组1-2与转子本体2及永磁体3间无障碍。

6、一种功率因数可调的永磁同步发电机,所述控制绕组1-3,用于产生起交轴励磁;

7、所述电枢功率绕组1-2,用于产生电枢功率。

8、一种功率因数可调的永磁同步发电机,所述永磁同步发电机用于在布雷顿循环发电系统中调节磁场强度。

9、一种功率因数可调的永磁同步发电机的工作方法,所述工作方法包括以下步骤:

10、步骤1:组装永磁同步发电机;

11、步骤2:基于步骤1组装的永磁同步发电机,控制转子被原动机拖动旋转,空间产生三相旋转磁场;

12、步骤3:基于步骤2产生的三相旋转磁场,旋转磁场切割定子电枢绕组1-2发电产生磁场;

13、步骤4:对控制绕组1-3进行电流输入使其产生磁场;

14、步骤5:对永磁体3产生的磁场通过步骤4的控制绕组1-3进行增磁或去磁调节。

15、一种功率因数可调的永磁同步发电机的工作方法,所述步骤1具体为,所述定子本体1的内侧均匀分布若干定子槽1-1,所述定子槽1-1内分别嵌入两套线圈绕组,一套为电枢功率绕组1-2,一套为控制绕组1-3,所述转子本体2的外侧表面设置永磁体3,上述转子本体2的内侧设置轴承;

16、所述定子槽为两个腔体,远离转子的腔体ⅰ1-5内装入电枢功率绕组1-2或控制绕组1-3;距离转子近的腔体ⅱ1-6内装入控制绕组1-3或电枢功率绕组1-2。

17、一种功率因数可调的永磁同步发电机的工作方法,所述步骤5具体为,当永磁电机需要在基速以上调速时,需要使用弱磁调速,即在增大d轴电流来产生对转子磁极去磁的磁场。

18、一种功率因数可调的永磁同步发电机的工作方法,当永磁电机需要在基速以下调速时,需要使用增磁调速,即在减小d轴电流来产生对转子磁极增磁的磁场。

19、一种功率因数可调的永磁同步发电机的工作方法,当永磁同步发电机的电枢功率绕组与控制绕组配合使用时,用于调节永磁同步发电机的磁场强度。

20、本发明的有益效果是:

21、本发明有效的解决使用者对电机的运行要求,有效的节约了永磁体的用量问题,提高了发电机的性能指标。



技术特征:

1.一种功率因数可调的永磁同步发电机,其特征在于,所述永磁同步发电机包括定子本体(1)和转子本体(2),所述定子本体(1)的内侧均匀分布若干定子槽(1-1),所述定子槽(1-1)内分别嵌入两套线圈绕组,一套为电枢功率绕组(1-2),一套为控制绕组(1-3),所述转子本体(2)的外侧表面设置永磁体(3),上述转子本体(2)的内侧设置轴承。

2.根据权利要求1所述的永磁同步发电机,其特征在于,所述定子槽为两个腔体,远离转子的腔体ⅰ(1-5)内装入电枢功率绕组(1-2)或控制绕组(1-3);距离转子近的腔体ⅱ(1-6)内装入控制绕组(1-3)或电枢功率绕组(1-2)。

3.根据权利要求2所述的永磁同步发电机,其特征在于,所述定子槽(1-1)的腔体之间连通,距离转子近的所述腔体ⅱ(1-6)的内圈开口使其内部的控制绕组(1-3)或电枢功率绕组(1-2)与转子本体(2)及永磁体(3)间无障碍。

4.根据权利要求1所述的永磁同步发电机,其特征在于,所述控制绕组(1-3),用于产生起交轴励磁;

5.根据权利要求1-4任一所述的永磁同步发电机,其特征在于,所述永磁同步发电机用于在布雷顿循环发电系统中调节磁场强度。

6.根据权利要求1-5任一所述一种功率因数可调的永磁同步发电机的工作方法,其特征在于,所述工作方法包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的工作方法,其特征在于,所述步骤1具体为,所述定子本体(1)的内侧均匀分布若干定子槽(1-1),所述定子槽(1-1)内分别嵌入两套线圈绕组,一套为电枢功率绕组(1-2),一套为控制绕组(1-3),所述转子本体(2)的外侧表面设置永磁体(3),上述转子本体(2)的内侧设置轴承;

8.根据权利要求6所述的工作方法,其特征在于,所述步骤5具体为,当永磁电机需要在基速以上调速时,需要使用弱磁调速,即在增大d轴电流来产生对转子磁极去磁的磁场。

9.根据权利要求6所述的工作方法,其特征在于,当永磁电机需要在基速以下调速时,需要使用增磁调速,即在减小d轴电流来产生对转子磁极增磁的磁场。

10.根据权利要求6所述的工作方法,其特征在于,当永磁同步发电机的电枢功率绕组与控制绕组配合使用时,用于调节永磁同步发电机的磁场强度。


技术总结
本发明属于电机领域,公开了一种功率因数可调的永磁同步发电机及其工作方法。所述永磁同步发电机包括定子本体和转子本体,所述定子本体的内侧均匀分布若干定子槽,所述定子槽内分别缠入两套线圈绕组,一套为电枢功率绕组,一套为控制绕组,所述转子外侧表面设置永磁体,转子内侧设置轴承。本发明用于解决如何降低永磁体成本,根据需要调节电机功率因数,保证双绕组永磁发电机安全、稳定运行。

技术研发人员:陶大军,周广涛,戈宝军
受保护的技术使用者:哈尔滨理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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