CN101483374B - 开关磁阻电机发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关磁阻电机发电机，包括均由硅钢片叠压成凸极结构的定子、转子和驱动装置，定子齿上有集中电枢绕组，绕组相同相位的两个齿上电枢绕组串联或并联构成一相，其特征在于：所述转子上设有绕组。该发电机的驱动装置既可采用电子传感器，又可采用机械式驱动装置，还可以将两者结合起来使用。本发明打破常规在电机转子上加装了励磁绕组，提高了发电性能和效率。

Description

开关磁阻电机发电机

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及开关磁阻电机发电机。

背景技术

开关磁阻电机系双凸极结构的电动机，其定子、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成，转子既无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组；该电机按相数可分为单相、两相、三相、四相和多相开关磁阻电机，其中又以三相6/4结构和四相8/6结构居多。该开关磁阻电机具有结构简单、易于制造、运行可靠、不易损坏、易于调速、功率因数高、效率高、启动转矩大、启动电流小、过载能力强，能重载启动等优点，同时其高速恒功率区范围宽、性能好。

但由于开关磁阻电机转子无线圈绕组，所以增加了开关磁阻电机发电机的复杂性，即定子绕组既是励磁绕组又是发电绕组，当依次给各相绕组通电，电机才会产生电磁转矩，使电机连续旋转，其发电效率有一定的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种提高发电效率的开关磁阻电机发电机。

为解决上述问题，本发明所述的一种开关磁阻电机发电机，包括均由硅钢片叠压成凸极结构的定子、转子和驱动装置，定子齿上有集中电枢绕组，绕组相同相位的两个齿上电枢绕组串联或并联构成一相，其特征在于：该发电机还包括安装在电机轴上的转子励磁装置，且所述转子上设有绕组。

所述转子上的绕组为励磁绕组。

所述励磁装置主要包括固定在转子励磁碳刷架内固定法兰盘及电机轴承端盖、励磁碳刷架支承螺杆、转子励磁正电压碳刷及刷架和转子励磁负电压碳刷及碳刷架；其中励磁碳刷架支承螺杆与固定在转子励磁碳刷架内固定法兰盘及电机轴承端盖相连，并且励磁碳刷架支承螺杆上设有励磁支承螺杆绝缘管；转子励磁正电压碳刷及刷架和转子励磁负电压碳刷及碳刷架上分别安装有励磁正电旋转滑环、励磁负电旋转滑环；励磁正电旋转滑环、励磁负电旋转滑环与电机轴之间设有励磁滑环金属固定套与绝缘套；励磁正电旋转滑环与励磁负电旋转滑环之间设有励磁正负滑环间绝缘环。

所述驱动装置为电子传感器并安装在电机内的电机轴上；其同相位的一对磁极线圈为串联或并联。

所述驱动装置为机械式驱动装置并安装在电机外侧的电机轴上。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明打破常规在电机转子上加装了励磁绕组，提高了发电性能和效率——在定子极距范围内有两个区域发电，增加了发电功率和效率；使定子绕组开、关周期中的两个区域均得到利用，可以提高发电功率密度；利用绕组串并联的动态组合使输出电压调节方便并提高绕组的利用率。同时使电机在发电状态的电子控制大为减化，可靠性提高，减少了开关功耗(在发电状态功率开关管处于闲置)。

2、本发明的驱动装置既可采用电子传感器，又可采用机械式驱动装置，从而使输出频率可以适应设备所需频率；同时各相的电流连续且具有双向性。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的三相6/4电子传感器开关功率变换器原理图。

图2为本发明的定子、转子装配示意图。

图3为本发明的电子传感器发电机结构示意图。

图4为本发明的机械式驱动装置原理图。

图5为本发明的机械式驱动装置结构展开图。

图5a为本发明的V+供电滑环与V+供电碳刷架结构关系图。

图5b为本发明的V-供电滑环与V-供电碳刷架结构关系图。

图5c为本发明的V+分配滑环与V+分配碳刷架结构关系图。

图5d为本发明的V-分配滑环与V-分配碳刷架结构关系图。

图5e为本发明的固定法兰盘正面视图。

图5f为本发明的分配碳刷与电机定子磁极的相对安装角度图。

图6为本发明的机械式驱动装置结构示意图。

图7为本发明的机械驱动发电机结构示意图。

图8为本发明的三相6/4发电状态定子绕组串并联切换原理图。

其中：1-V+供电碳刷  2-V+供电碳刷架  3-V+供电滑环

4-V+供电滑环与V+分配滑环之间连接铜螺杆  5-连接铜螺杆外套绝缘管

6-固定金属套  7-金属套与电机轴固定键槽  8-电机轴  9-绝缘套

10-V-供电滑环与V-分配滑环之间的连接铜螺杆  11-滑环间绝缘隔断环

12-碳刷架支承螺杆  13-支承螺杆绝缘管  14-V-供电碳刷

15-V-供电碳刷架  16-V-供电滑环  17-V+分配碳刷

18-V+分配碳刷盒  19-V+分配碳刷架  20-V+分配滑环

21-V-分配碳刷  22-V-分配碳刷盒  23-V-分配碳刷架  24-V-分配滑环  25-V+分配滑环供电片  26-V+分配滑环断电片  27-V-分配滑环供电片  28-V-分配滑环断电片

29-分配滑环供电片与断电片之间绝缘云母片

30-V+供电碳刷架供电引线连接螺孔  31-V-供电碳刷架供电引线连接螺孔

32-碳刷架安装支承外法兰盘  33-碳刷架安装支承法盘与电机固定孔

34-凸出式轴承端盖  35-碳刷架支承螺杆固定孔  36-电机端盖固定螺杆

37-电机后端盖  38-转子励磁碳刷架内固定法兰盘及电机轴承端盖

39-转子励磁正电压碳刷及刷架  40-励磁正负滑环间绝缘环

41-转子励磁负电压碳刷及碳刷架  42-电子传感器  43-电机外壳

44-定子  45-转子  46-定子绕组  47-电机轴承内端盖

48-电机前端盖  49-电机轴承外端盖  50-电机轴

51-电机轴承  52-电机机座  53-励磁滑环金属固定套与绝缘套

54-励磁正电旋转滑环  55-励磁碳刷架支承螺杆  56-励磁负电旋转滑环

57-励磁支承螺杆绝缘管  58-转子绕组  100--可调直流斩波电源

200--定子发电状态整流器  300--定子发电状态电逆变储能器

400--他励转子励磁电源控制装置

k1a1、k1a2、k1b1、k1b2、k1c1、k1c2-电机定子顺转接触器KM1常开触点

k2a1、k2a2、k2b1、k2b2、k2c1、k2c2-电机定子逆转接触器KM2常开触点

ka101、kb101、kc101--KM1与KM2公共端与电机相绕组首端连接端

kx102、ky102、kz102--KM1与KM2公共端与电机相绕组尾端连接端

A101--定子S极绕组首端                X101--定子S极绕组尾端

B101--定子S极绕组首端                Y101--定子S极绕组尾端

C101--定子S极绕组首端                Z101--定子S极绕组尾端

A102--定子N极绕组首端                X102--定子N极绕组尾端

B102--定子N极绕组首端                Y102--定子N极绕组尾端

C102--定子N极绕组首端                Z102--定子N极绕组尾端

N101--转子N极绕组首端                N102--转子N极绕组尾端

N103--转子N极绕组首端                N104--转子N极绕组尾端

S101--转子S极绕组首端                S102--转子S极绕组尾端

S103--转子S极绕组首端                S104--转子S极绕组尾端

VD101、VD103、VD105-共阴极快速恢复二极管

VD102、VD104、VD106-共阳极快速恢复二极管

VT101、VT103、VT105--由IGBT组成的驱动器三相共集电极上半桥功率开关电路

VT102、VT104、VT106--由IGBT组成的驱动器三相共集电极下半桥功率开关电路

KM1--定子顺转驱动接触器  KM2--定子逆转驱动接触器

KM3a、KM3b、KM3c、KM4x、KM4y、KM4z--定子绕组电机发电机切换接触器

a101、b101、c101--电机V+分配滑环顺转碳刷

a102、b102、c102--电机V-分配滑环顺转碳刷

a201、b201、c201--电机V+分配滑环逆转碳刷

a202、b202、c202--电机V-分配滑环逆转碳刷

KM7-1、KM7-2--定子绕组发电机状态输出切换接触器(在发电状态整流器200中内置)

KM8-1、KM8-2--定子绕组发电机状态输出串联切换接触器

KM9-1、KM9-2、KM9-3、KM9-4--定子绕组发电机状态输出并联切换接触器

R1-电阻器  C1-电容器  RV1-压敏电阻器  WE1-转子磁极绕组

DZ-整流器组  A1、A2、B1、B2、C1、C2-定子A、B、C三相绕组

具体实施方式

由于不同相数的开关磁阻电机发电机工作原理相似，下面仅以三相6/4结构开关磁阻电机发电机为例，阐述本发明的结构及原理。

实施例1一种开关磁阻电机发电机(参见图2、3)，包括均由硅钢片叠压成凸极结构的定子44、转子45、转子励磁装置和电子传感器，定子44齿上有集中电枢绕组46，绕组46相同相位的两个齿上电枢绕组串联或并联构成一相，同时转子45上设有绕组58。电子传感器安装在电机内的电机轴50上。

定子44、转子45的制造安装可采用图2中2a或2b两种方式。其中A101、B101、C101为定子S极绕组46首端；A102、B102、C102为定子N极绕组46首端；X101、Y101、Z101为定子S极绕组46尾端；X102、Y102、Z102定子N极绕组46尾端；N101、N103为转子N极绕组58首端；S102、S104为转子S极绕组58首端；N102、N104为转子N极绕组58尾端；S101、S103为转子S极绕组58尾端。

转子励磁装置安装在发电机的电机轴50上。该装置主要包括固定在转子励磁碳刷架内固定法兰盘及电机轴承端盖38、励磁碳刷架支承螺杆55、转子励磁正电压碳刷及刷架39和转子励磁负电压碳刷及碳刷架41。其中励磁碳刷架支承螺杆55与固定在转子励磁碳刷架内固定法兰盘及电机轴承端盖38相连，并且励磁碳刷架支承螺杆55上设有励磁支承螺杆绝缘管57；转子励磁正电压碳刷及刷架39和转子励磁负电压碳刷及碳刷架41上分别安装有励磁正电旋转滑环54、励磁负电旋转滑环56；励磁正电旋转滑环54、励磁负电旋转滑环56与电机轴50之间设有励磁滑环金属固定套与绝缘套53；励磁正电旋转滑环54与励磁负电旋转滑环56之间设有励磁正负滑环间绝缘环40。

定子绕组同相位的一对磁极线圈根据需要即可串联也可并联，为了便于叙述本实例中的各相线圈均为串联结构；如线圈A101为A相线圈的首端，(X101与A102已串联)，X102为相线圈的尾端。

其工作原理如图1所示。共阴极快速恢复二极管VD101、VD103、VD105组成共阴极释能回路与可调直流斩波电源100的V+端连接，阴极VD101接A相绕组尾端X102，阴极VD103接B相绕组尾端Y102，阴极VD105接C相绕组尾端Z102。

共阳极快速恢复二极管VD102、VD104、VD106组成共阳极释能回路与可调直流斩波电源100的V-端连接，阳极VD102接A相绕组首端A101，阳极VD104接B相绕组首端B101，阳极VD106接C相绕组首端C101。

在电动状态时，定子绕组46的首端A101经定子绕组电机发电机切换接触器KM3a闭合，将定子绕组46与驱动器三相共集电极上半桥功率开关电路VT101接通；定子绕组46的首端B101经定子绕组电机发电机切换接触器KM3b闭合，将定子绕组46与驱动器三相共集电极上半桥功率开关电路VT103接通；定子绕组46的首端C101经定子绕组电机发电机切换接触器KM3c闭合，将定子绕组46与驱动器三相共集电极上半桥功率开关电路VT105接通；定子绕组46的尾端X102经定子绕组电机发电机切换接触器KM4x闭合，将定子绕组46与驱动器三相共集电极下半桥功率开关电路VT102接通；定子绕组46的尾端Y102经定子绕组电机发电机切换接触器KM4y闭合，将定子绕组46与驱动器三相共集电极下半桥功率开关电路VT104接通；定子绕组46的尾端Z102经定子绕组电机发电机切换接触器KM4z闭合，将定子绕组46与驱动器三相共集电极下半桥功率开关电路VT106接通。此时AC/DC电路200由于内部电路断开不起作用，即为正常的电机控制电路。

电流经控制及交流AC转换直流DC装置的定子发电状态整流器200，到定子发电状态电逆变储能器300。

电阻器R1和电容器C1组成转子电路阻容吸收保护回路后，与压敏电阻器RV1、转子磁极绕组WE1并联后与他励转子励磁电源控制装置400相连。

在发电机状态根据需要还可以将定子绕组任意相同相并联、同相串联(参见图8)。当定子A、B、C三相绕组A1、A2、B1、B2、C1、C2通过定子绕组发电机状态输出串联切换接触器KM8-1、KM8-2串联时(参见图8a)，KM8-1、KM8-2闭合后电流经定子绕组发电机状态输出切换接触器KM7-1、KM7-2输出给整流器DZ，此时可提高输出电压；当定子A、B、C三相绕组A1、A2、B1、B2、C1、C2通过定子绕组发电机状态输出并联切换接触器KM9-1、KM9-2、KM9-3、KM9-4并联时(参见图8b)，KM9-1、KM9-2、KM9-3、KM9-4闭合后电流经定子绕组发电机状态输出切换接触器KM7-1、KM7-2输出给整流器DZ，此时可降低输出电压、增加输出电流。

实施例2一种开关磁阻电机发电机(参见图7)，包括均由硅钢片叠压成凸极结构的定子44、转子45、转子励磁装置和机械式驱动装置(申请号为200710194659.5)，定子44齿上有集中电枢绕组46，绕组相同相位的两个齿上电枢绕组串联或并联构成一相，同时转子45上设有绕组58。机械式驱动装置安装在电机外侧的电机轴50上。

定子44、转子45的制造安装同实施例1。

转子励磁装置同实施例1。

机械式驱动装置(详情请参阅其“开关磁阻电机的机械式驱动装置”说明书，但本次的标注编号与上次不一样，重新编排，本次的所有图示编号为统一标注编号)如图5、图6所示，其中图5a、5b分别为V+、V-供电滑环与V+、V-供电碳刷架结构关系图；图5c、5d分别为V+、V-分配滑环与V+、V-分配碳刷架结构关系图；图5e固定法兰盘正面视图；图5f分配碳刷与电机定子磁极的相对安装角度图。

其工作原理图参见图4。

可调直流斩波电源100的V+电压端用导线接到V+供电碳刷架供电引线连接螺孔30，再接入V+供电碳刷架2。由于所有的碳刷架和碳刷盒都是金属导体，V+供电碳刷架2和V+供电刷盒是制成一体不绝缘导通的，所以V+供电刷盒没有编号。

V+电压经供电碳刷架2和所有刷盒内装有的V+供电碳刷1通电，并与旋转V+供电滑环3接触导电，旋转V+供电滑环3通过同体旋转的两根导电铜螺杆4与V+分配滑环20连接导通，形成V+电压供电***。

可调直流斩波电源100的V-电压端用导线接到V-供电碳刷架供电引线连接螺孔31，再接入V-供电碳刷架15。由于所有的碳刷架和碳刷盒都是金属导体，V-供电碳刷架15和V-供电刷盒是制成一体不绝缘导通的，所以V-供电刷盒没有编号。

V-电压经供电碳刷架15和所有刷盒内装有的V-供电碳刷14通电，并与旋转V-供电滑环16接触导电，旋转V-供电滑环16通过同体旋转的两根导电铜螺杆10与V-分配滑环24连接导通，形成V-电压供电***。

其中：a101、b101、c101分别为电机V+分配滑环顺转碳刷；a102、b102、c102分别为电机V-分配滑环顺转碳刷；a201、b201、c201分别为电机V+分配滑环逆转碳刷；a202、b202、c202分别为电机V-分配滑环逆转碳刷。V+供电滑环3、V-供电滑环16和V+分配滑环20、V-分配滑环24的直径相等；而V+供电滑环3和V-供电滑环16的厚度相等，V+分配滑环20和V-分配滑环24的厚度相等，且V+供电滑环3、V-供电滑环16的厚度小于V+分配滑环20、V-分配滑环24的厚度；V+供电碳刷1和V-供电碳刷14的厚度略小于V+供电滑环3、V-供电滑环16的厚度，而厚度则根椐供电V+供电滑环3、V-供电滑环16的直径和电机电流的容量来选择。

碳刷的数目则根据电流大小选定，其数目由1、2、3...n个不等。为便于固定安装，对于小于4个的碳刷可采用大于180°的半圆形碳刷架，对于大于5个的碳刷可采用圆形刷架。对于不可逆的电机碳刷，每一个分配刷架的碳刷数目和电机相数相等(即每相一个碳刷)，对于可逆的电机碳刷则碳刷数目是电机相数的一倍(即每相二个碳刷)。

不可逆电机相绕组采用每相二个碳刷，即相绕组的首尾各一个碳刷；可逆电机的相绕组采用的碳刷数目是四个碳刷，即相绕组的首尾各二个碳刷；碳刷盒的数目和碳刷相等。

由于可逆电机的碳刷安装角度位置不同(如图5f)，即顺转碳刷的导通角是Δa，而关断角是Δb；逆转碳刷的导通角是Δb，关断角是Δa；两个控制角刚好相反，所以可逆电机要用两组碳刷。

对于不可逆的电机则可使控制电路大为简化，成本降低。此时可省去驱动接触器KM1、KM2，而将电机相绕组的首端接V+分配碳刷架相适应的碳刷，电机相绕组的尾端接V-分配碳刷架相适应的碳刷，由于V+、V-供电滑环、分配滑环所供的电压是同电位的电压，所以与其相配套的碳刷架、碳刷盒、碳刷都与旋转滑环电位相等，不存在电位差，便于制造和维护，在运行中不存在相间短路，这就优越于现有技术中直流电机电枢整流器、碳刷架的结构。

每一刷架需12只碳刷与其定子的凸极两边角Δa、Δb位置相适应，并构成每相两对角，形成定子相组首尾相对应的形式。首端碳刷位置旋转180°机械角度就是尾端碳刷位置，但是相绕组首端接电源正极V+，相绕组尾端接电源负极V-，由于分配碳刷和分配滑环分为V+、V-两套，所以实际应用中对于不可逆的电机只需要V+、V-刷每相各一只，即三相三只；对于可逆的电机则需要V+、V-刷架每相各两只，即三相六只。

对于小型不可逆电机只需用其总碳刷数的1/4，而对于小型可逆电机只需用其总数的1/2；对于中型电机，电流超过碳刷的电流值时则将V+、V-同相两对角碳刷盒并联来加大电流值。

在实际应用中根据需要安装碳刷盒的数目，其同相碳刷盒的安装位置也有两个位置。旋转的V+分配滑环20(图5c)、V-分配滑环24(图5d)是一个与开关磁阻电机转子形状相同的凸凹形状的整圆旋转滑环，其凸片——即V+分配滑环供电片25、V-分配滑环供电片27均是一个整环，其凹片——即V+分配滑环断电片26、V-分配滑环断电片28与转子44的磁极及凹片数相等并和转子44的磁极、凹片弧角度相等，用一个形状结构尺寸和凹片相等的凹状补片经绝缘云母片29镶嵌在凹片内构成一完整圆环。

所有的供电凸片25、27和断电凹片26、28之间都不通，所有分配滑环的本环断电片26之间都绝缘不通，所有分配滑环的本环断电片28之间都绝缘不通。

现例举A相顺转来说明电气原理。顺转时，顺转驱动接触器KM1已闭合，而定子逆转驱动接触器KM2断开。由于电气连锁闭合不了，在电机启动或运行中V+供电滑环3将电供给V+分配滑环20，所有供电凸片25即可通电供电，而所有的断电凹片26却相互不通而断电。

由于V+分配碳刷架19、V-分配碳刷架23上的V+分配碳刷盒18、V-分配碳刷盒22都和刷架绝缘不通，所以所有的分配刷架不带电，而碳刷刷盒的安装位置必须置于图5f所示定子44磁极的角Δa、Δb的位置，其中Δa和Δb的弧度角和定子44磁极的弧度角相等。由于V+分配滑环供电片25和转子45磁极的弧度角相等，所以旋转方向以电机后端盖非轴伸端顺时针旋转后带动分配滑环旋转，旋转到电机转子45磁极边角接近定子44磁极边角Δa时，此时电机A相的V+分配环顺转碳刷a101与V+分配滑环20的已带电的V+分配滑环供电片25接触，使V+分配碳刷架19上的A相V+分配环顺转碳刷a101带电，并经导线接至定子顺转驱动接触器KM1的常开触点k1a1(在启动运行时此触点已闭合)，再经定子顺转驱动接触器KM1和定子逆转驱动接触器KM2的A相的公共接点ka101连接后分两路：一路接到快速恢复二极管VD102的阴极；另一路接到定子绕组46A相的首端A101给定子44A相供电。V+电流通过A相绕组由绕组的尾端X102流出也分两路：一路接到快速恢复二极管VD101的阳极；另一路经定子顺转驱动接触器KM1与定子逆转驱动接触器KM2的公共接点kx102的常开触点k1a2(在启动运行时此触点已闭合)，接到V-分配碳刷架23上的V-分配滑环顺转碳刷a102和V+分配滑环24上已带电的V-分配滑环供电片27相接触，通过与此相连接的V-供电滑环16经V-供电碳刷14和V-供电刷架15，由接线孔31接至可调直流斩波电源100的V-供电端，从而构成一相完整的闭合回路。

遵循“磁阻最小原理”，当定子磁极、转子磁极轴线对齐使A相产生电磁拉力时，V+分配滑环供电片25和A相的V+分配滑环顺转碳刷a101、V-分配滑环供电片27和A相的V-分配滑环顺转碳刷a102便同步断开；当A相V+、V-断开时，V+分配滑环供电片25和C相V+分配滑环顺转碳刷c101接触供电，V-分配滑环供电片27和V-分配滑环顺转碳刷c102接触供电；当C相V+分配滑环供电片25接触V+分配滑环顺转碳刷c101，V-分配滑环供电片27接触V-分配滑环顺转碳刷c102断电时，B相V+分配滑环供电片25和V+分配滑环顺转碳刷b101接触供电，V-分配滑环供电片27和V-分配滑环顺转碳刷b102接触通电。依A-C-B-A顺序依次往复即可循环旋转。

现例举A相逆转来说明电气原理。逆转时，定子逆转驱动接触器KM2已闭合。由于电气连锁，定子顺转驱动接触器KM1闭合不了，此时电机A相的V+分配滑环逆转碳刷a201与V+分配滑环20的已带电的供电片25接触，使V+分配碳刷架19上的A相接触V+分配滑环逆转碳刷a201带电，并经引线接至第一段定子逆转驱动接触器KM2的常开触点k2a1(在启动运行时此触点已闭合)，再经定子顺转驱动接触器KM1和定子逆转驱动接触器KM2的A相公共接点ka101连接后分两路：一路接快速恢复二极管VD102的阴极；另一路接到定子绕组46A相的首端A101给定子44A相供电。V+电流通过A相绕组由绕组的尾端X102流出也分两路：一路接快速恢复二极管VD101的阳极；另一路经定子顺转驱动接触器KM1与定子逆转驱动接触器KM2的公共接点kx102的常开触点k2a2(在启动运行时此触点已闭合)，接到V-分配碳刷架23上的V-分配滑环逆转碳刷a202和V+分配滑环23已带电的V-分配滑环供电片27相接触，通过与此相连接的V-供电滑环16经V-供电碳刷14和V-供电碳刷架15，由接线孔31接至可调直流斩波电源100的V-供电端，构成一相完整的闭合回路。

遵循“磁阻最小原理”，当定子磁极、转子磁极轴线对齐使A相产电磁拉力时，V+分配滑环供电片25和A相的V+分配滑环逆转碳刷a201、V-分配滑环供电片27和A相的V-分配滑环逆转碳刷a202便同步断开；当A相V+、V-断开时，V+分配滑环供电片25和B相V+分配滑环逆转碳刷b201接触供电，V-分配滑环供电片27和V-分配滑环逆转碳刷b202接触供电；当B相V+分配滑环供电片25接触V+分配滑环逆转碳刷b201，V-分配滑环供电片27接触V-分配滑环逆转碳刷b202断电时，C相V+分配滑环供电片25和V+分配滑环逆转碳刷c201接触供电，V-分配滑环供电片27和V-分配滑环逆转碳刷c202接触通电。依A-B-C-A顺序依次往复即可循环旋转。

在定子顺转驱动接触器KM1、定子逆转驱动接触器KM2的公共端ka101、kb101、kc101的端点，一路接三相绕组46的首端A101、B101、C101，另一路接由快速恢复二极管VD102、VD104、VD106组成共阳极释能回路，由ka101、A101、VD102组成A相释能回路，kb101、B101、VD104组成B相释能回路，kc101、C101、VD106组成C相释能回路，共阳极释能回路接可调直流斩波电源100的V-端。

在定子顺转驱动接触器KM1、定子逆转驱动接触器KM2的公共端kx102、ky102、kz102的端点，一路接三相绕组46的尾端X102、Y102、Z102，另一路接由快速恢复二极管VD101、VD103、VD105组成共阴极释能回路，由kx102、X102、VD101组成A相释能回路，ky102、Y102、VD103组成B相释能回路，kz102、Z102、VD105组成C相释能回路，共阴极释能回路接可调直流斩波电源100的V+端。

由编号奇数组VD101、VD103、VD105组成共阴极释能电路(模块电路)，接可调直流斩波电源100的V+端。阴极VD101接A相绕组尾端X102，阴极VD103接B相绕组尾端Y102，阴极VD105接C相绕组尾端Z102。

由编号偶数组VD102、VD104、VD106组成共阳极释能电路(模块电路)，接可调直流斩波电源100的V-端。阳极VD102接A相绕组首端A101，阳极VD104接B相绕组首端B 101，阳极VD106接C相绕组首端C101。

正常情况下，由于共阴极快速恢复二极管VD101、VD103、VD105和定子相绕组46各自串联，同时又和共阳极快速恢复二极管VD102、VD104、VD106串联，并和可调直流斩波电源100反相并联，因此，在正常供电情况下快速恢复二极管与电源反相并联，会造成快速恢复二极管反相截止而不通。当V+、V-分配滑环旋转时，与供电片接触的分配碳刷给相绕组供电，快速恢复二极管还是反相截止而不通；当V+、V-分配滑环旋转时，与断电片接触的分配碳刷处于断电状态，此时电机相绕组与电源断开，而相绕组储存的电磁能便迅速释能反馈到电源，从而提高了电能的利用率，又通过释能续流使绕组没有电磁能。待循环到再次相绕组导通时，由于相绕组没有电磁能，所以相绕组再次导通时不产生反电势，因此在V+、V-分配滑环供电片供电时不会产生换相火花。

电流通过定子绕组46电机发电机切换接触器KM3a、KM3b、KM3c、KM4x、KM4y、KM4z经定子发电状态整流器200与定子发电状态电逆变储能器300相连。

电阻器R1和电容器C1组成转子电路阻容吸收保护回路后，与压敏电阻器RV1、转子磁极绕组WE1并联后与他励转子励磁电源控制装置400相连。

在发电机状态根据需要还可以将定子绕组任意相同相并联、同相串联(参见图8)。当定子A、B、C三相绕组A1、A2、B1、B2、C1、C2通过定子绕组发电机状态输出串联切换接触器KM8-1、KM8-2串联时(参见图8a)，KM8-1、KM8-2闭合后电流经定子绕组发电机状态输出切换接触器KM7-1、KM7-2输出给整流器DZ，此时可提高输出电压；当定子A、B、C三相绕组A1、A2、B1、B2、C1、C2通过定子绕组发电机状态输出并联切换接触器KM9-1、KM9-2、KM9-3、KM9-4并联时(参见图8b)，KM9-1、KM9-2、KM9-3、KM9-4闭合后电流经定子绕组发电机状态输出切换接触器KM7-1、KM7-2输出给整流器DZ，此时可降低输出电压、增加输出电流。

Claims (5)

1.一种开关磁阻发电机，包括均由硅钢片叠压成凸极结构的定子、转子和驱动装置，定子齿上有集中电枢绕组，绕组相同相位的两个齿上电枢绕组串联或并联构成一相，其特征在于：该发电机还包括安装在电机轴上的转子励磁装置，且所述转子上设有绕组。

2.如权利要求1所述的开关磁阻发电机，其特征在于：所述转子上的绕组为励磁绕组。

3.如权利要求1所述的开关磁阻发电机，其特征在于：所述励磁装置主要包括转子励磁碳刷架内固定法兰盘及电机轴承端盖、励磁碳刷架支承螺杆、转子励磁正电压碳刷及刷架和转子励磁负电压碳刷及碳刷架；其中励磁碳刷架支承螺杆与固定在转子励磁碳刷架内固定法兰盘及电机轴承端盖相连，并且励磁碳刷架支承螺杆上设有励磁支承螺杆绝缘管；转子励磁正电压碳刷及刷架和转子励磁负电压碳刷及碳刷架上分别安装有励磁正电旋转滑环、励磁负电旋转滑环；励磁正电旋转滑环、励磁负电旋转滑环与电机轴之间设有励磁滑环金属固定套与绝缘套；励磁正电旋转滑环与励磁负电旋转滑环之间设有励磁正负滑环间绝缘环。

4.如权利要求1所述的开关磁阻发电机，其特征在于：所述驱动装置为电子传感器并安装在电机内的电机轴上。

5.如权利要求1所述的开关磁阻发电机，其特征在于：所述驱动装置为机械式驱动装置并安装在电机外侧的电机轴上。

Images