CN101615880A - 可调节混合永磁发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可调节混合永磁发电机。具体地说，用于发电机的永磁体转子具有带有永磁体的极靴。控制线圈与极靴相关联。控制流过线圈的电流在发电机输出实现所希望的输出电压。

Description

可调节混合永磁发电机
技术领域
本申请涉及一种永磁发电机，其中，提供了控制线圈，使得能够实现受控的、相对恒定的输出电压。
背景技术
发电机是已知的，用于吸收旋转源，并从旋转中产生电压输出。典型地，旋转源连接到具有磁性元件的转子上。旋转源相对于具有定子线圈的定子驱动转子。此相对旋转在定子线圈中感应出电压。
一种标准类型的发电机利用永磁体转子。另一种类型的发电机利用设有励磁机磁场的励磁绕组。
各类型的发电机具有一定的不足。利用励磁线圈的发电机可能需要相对大的尺寸，以及相对大的励磁机磁场电压源。
相反地，永磁发电机在合理的速度和负载变化上典型地不能提供恒定的电压。
一种典型的驱动转子的旋转源是涡轮转子，如在燃气涡轮发动机中。这种旋转源不能始终提供恒定的速度，因此利用涡轮转子驱动的永磁发电机实现恒定的电压可能是有挑战性的。在典型应用中的输出电压在负载变化中不是恒定的。
发明内容
在本发明的公开实施例中，用于发电机的永磁体转子设有控制线圈。用于转子的控制器检测定子的输出电压。控制线圈可以被促动，以维持输出电压趋向所希望的输出电压。
通过下文中的说明书和附图可以最好地理解本发明的这些以及其他特征，接下来是简短的说明。
附图说明
图1是根据本发明的混合永磁体转子的视图。
图2是用于本发明的控制电路的示意图。
具体实施方式
转子20显示在图1中。如图所示，多个极22和24交替容纳永磁体26。永磁体26可以***极22和24的槽中。控制线圈28可以缠绕在极22和24上。
图2显示了用于混合转子的控制电路30。如已知的，定子包括多个线圈32。当相对于定子驱动转子20时，诸如通过在燃气涡轮发动机中的涡轮，或者任何原动机，产生了电压输出。元件34是控制输出，其向逻辑元件36提供产生的电压的示数。如果输出电压等于(或接近)所希望的设定点，则发电机的输出电压简单地提供给38处的负载。
如果逻辑框36的答案为否，则第二逻辑框40询问电压是否高于设定点。明显地，逻辑框40的询问可以是电压是否低于设定点。
如果电压高于设定点，则开关位置42通过励磁机磁场电流传感控制器59从可调节励磁机磁场源提供控制信号。该控制信号通过二极管46和48，并通过当逻辑框40检测到电压高于设定点时闭合的开关44。这在第一方向上励磁了线圈28并产生了与永磁体26正常产生的磁通相反方向的磁通。这会降低通过主定子磁场30的供给回来的电压，使得提供给发电机输出38的电压接近所希望的设定点。
如果在逻辑框40检测到的电压低于所希望的，则采用开关位置43。在该位置，二极管的位置与在开关位置42时的相反。当开关50闭合，通过二极管52和54的电流的方向与开关在位置42时相反。通过线圈28产生的磁通此时和永磁体26产生的磁通在相同方向上。因此，38处的输出电压将上升，并接近所希望的设定点。
用这种方法，本发明通过提供相对小的励磁磁场线圈和相对小的励磁机磁场57调节了永磁体转子的输出电压。
60中的电路部分是常规同步绕线式励磁电机的典型示意图，除线圈28以外。它具有励磁电枢52及其定子57和旋转磁场以及由绕线励磁转子和三相定子构成的三相主发电机(马达)。正如典型的电机性能，励磁机定子磁场从一些源(例如辅助PMG或电池)得到励磁。这在励磁电枢65中感应出交流电压。该励磁机输出采用常规的三相全波整流桥63整流，它的直流输出连接到主转子磁场30以提供励磁。该励磁感应交流电压到主三相定子中，并提供输出如所述的“发电机输出电压”34给负载。
应当理解，在电路部分60中的线圈28与所示的环绕多极靴22的线圈是相同的。尽管只显示了一组A、B连接，但应当理解的是，可以使用如虚线框中所示的第二组连接。本质上，电路部分60显示了28是如何连接到电路的剩余部分中的。
本领域一般技术人员可以理解如何提供合适的控制器以实现图2中示意性显示的控制。
尽管公开了本发明的实施例，但本领域的一般技术人员将意识到某些修改将属于本发明的范围之内。由于此原因，应该考虑所附权利要求以确定本发明的正确的范围和内容。

Claims (6)

1.一种永磁发电机，包括：
包含定子磁场线圈的定子，所述定子被连接，以提供输出电压给输出；
永磁体转子，所述永磁体转子被设置为相对所述定子旋转，所述永磁体转子具有多个极靴，所述多个极靴上设有永磁体；和
线圈，所述线圈与所述多个极靴及控制器相关联，用于提供通过所述线圈的电流，以改变提供给输出的输出电压。
2.根据权利要求1所述的永磁发电机，其特征在于，提供给所述输出的所述输出电压被检测，并与所希望的设定点比较，流过所述线圈的所述电流被控制以响应所述比较。
3.根据权利要求2所述的永磁发电机，其特征在于，如果检测到的所述电压高于所述所希望的电压，则选定第一开关位置，以控制流过所述线圈的电流，如果检测到的所述电压低于所述所希望的电压，则选定第二开关位置。
4.根据权利要求3所述的永磁发电机，其特征在于，流到所述线圈的电流流过二极管，所述二极管配置为使所述第一和第二开关位置间的电流反向。
5.根据权利要求4所述的永磁发电机，其特征在于，所述二极管是第一二极管对和第二二极管对，各所述二极管对对应于所述第一和第二开关位置中的一个。
6.根据权利要求3所述的永磁发电机，其特征在于，所述永磁体在第一方向导引磁通，如果所述检测到的电流高于所希望的电流，则流过所述线圈的电流被选择为在相反的第二方向上产生磁通，如果所述检测到的电压低于所希望的电压，则流过所述线圈的电流被选择为在所述第一方向上产生磁通。
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