專利名稱:電-磁混合勵磁系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明屬于電機(jī)工程領(lǐng)域，特別涉及到電機(jī)的勵磁系統(tǒng)。
現(xiàn)代電機(jī)工程領(lǐng)域的勵磁系統(tǒng)普遍采用電勵磁，因為電能輸送方便，損耗相對小，調(diào)節(jié)零活，但要不同程度的消耗一定的能量。而永磁材料由于基本不消耗能量，沒有污染，磁能積高，因而在各個領(lǐng)域已得到越來越多的應(yīng)用。但是，對永磁體產(chǎn)生的磁通進(jìn)行調(diào)節(jié)是很困難的，故有人提出用電流和永磁相結(jié)合的勵磁系統(tǒng)取代電勵磁系統(tǒng)，但迄今為止，均未有一個完善可行的方案來實施這一設(shè)想。
本發(fā)明的目的在于，開發(fā)永磁體的靜態(tài)磁能，用可調(diào)節(jié)的電磁能的磁力線去控制永磁鐵磁力線的走向，最大限度地將永磁體靜磁能轉(zhuǎn)變?yōu)閯哟拍?，使電能和磁能一起作功或轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一的能量存在形式，極大限度地增加向外界輸出的功率和效率。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)如附圖1、2所示，圖中(1)鐵心，(2)繞組，(3)永磁體，(4)銜鐵。
本發(fā)明的要點在于，采用一個磁導(dǎo)率高，損耗低的一字型鐵心，在鐵心的中間四面或兩面緊貼上永磁體，永磁體同極性面向鐵心，永磁體的外端面固定有銜鐵，在鐵心的左、右兩端串聯(lián)套裝一個繞組。當(dāng)向繞組通入交流電時，即產(chǎn)生一個交變磁場，它與永磁體產(chǎn)生的恒定磁場成正交，此時，電勵磁鐵心的一個極性有聚磁現(xiàn)象。
將本發(fā)明應(yīng)用于帶刷直流電機(jī)上時，參看附圖3、4、5、6，圖3為整體結(jié)構(gòu)圖，圖4為轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖，圖5為定子結(jié)構(gòu)圖，圖6為轉(zhuǎn)子和換向器接線圖。圖中(5)轉(zhuǎn)子主軸，(6)極靴，(7)轉(zhuǎn)子永久磁鐵，(8)繞組，(9)套筒，(10)絕緣紙，(11)U型鐵心，(12)非磁性金屬套，(13)定子永久磁鐵。
定子由2n個永久磁鐵和2n個極靴交錯排列構(gòu)成，在轉(zhuǎn)子主軸上固定一非磁性金屬套，套外有硅鋼片疊成的U型鐵心，鐵心之間有永久磁鐵，其上裝有繞組，絕緣紙，鐵心外有一由磁性和非磁性金屬焊接而成的套筒。
如上所述的結(jié)構(gòu)，定子將產(chǎn)生恒定磁場，當(dāng)直流電源經(jīng)過機(jī)械換向和電刷接入轉(zhuǎn)子上混合勵磁系統(tǒng)后，即產(chǎn)生交變磁場，轉(zhuǎn)子上的交變磁場和定子上的恒定磁場互相作用。根據(jù)同性相斥，異性相吸的原則，此時，轉(zhuǎn)子受到一個力偶的作用，就會施轉(zhuǎn)起來，混合勵磁N極處和S極處作用給永磁體的力量不相等，在有聚磁作用的磁極即磁密和磁場強(qiáng)度得到增加的磁極處的作用力大于相反極性處的作用力，為使轉(zhuǎn)子的力偶相等和磁路運(yùn)行于最佳狀態(tài)，磁極對數(shù)最好等于4或大于4。
將本發(fā)明應(yīng)用于無刷直流電機(jī)上時，參看附圖7、8、9、10，圖7為整體結(jié)構(gòu)圖，圖8為定子接線圖，圖9為轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖，圖10為定子結(jié)構(gòu)圖。圖中(14)非磁性金屬，(15)絕緣紙，(16)套筒，(17)轉(zhuǎn)子永久磁鐵，(18)非磁性金屬套，(19)主軸，(20)極靴，(21)木楔，(22)繞組，(23)U型鐵心，(24)定子永久磁鐵。
轉(zhuǎn)子由主軸固定非磁性金屬套，套外有2n個永久磁鐵和2n個極靴交錯排列，其外圍有一用磁性和非磁性金屬焊接而成的套筒，定子由2n個永久磁鐵和2n個非磁性金屬交錯排列組成，在永久磁鐵內(nèi)裝2n個U型鐵心，鐵心由高導(dǎo)磁率低損耗硅鋼片疊裝而成，其上裝有繞組，木楔、絕緣紙。
直流電源經(jīng)過驅(qū)動換向電路接入混合勵磁系統(tǒng)的定子，產(chǎn)生交變磁場，與轉(zhuǎn)子上的恒定磁場互相作用，驅(qū)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來。
將本發(fā)明應(yīng)用于變壓器上時，參看附圖11、12，圖11為變壓器主視圖，圖12為變壓器側(cè)視圖。圖中(25)鐵心，(26)副繞組，(27)原繞組，(28)永磁體間鐵軛，(29)永久磁鐵。
在由高導(dǎo)磁率低損耗的硅鋼片疊裝而成的口字型鐵心的兩邊鐵心柱上，各對貼兩塊永久磁鐵，同一面的兩塊永久磁鐵的頂端由鐵軛連接，與鐵心形成日字型，原繞組和副繞組分別放在另外兩邊鐵心柱上。
當(dāng)向原繞組通入交流正半波時，口字型鐵心將產(chǎn)生一閉合迴路的φ(電)，而鐵心中間的永磁體產(chǎn)生的φ(永)在鐵心的左半部形成一閉合迴路。此時，鐵心的左半部通過交變磁通φ(電)和恒定磁通φ(永)，當(dāng)向原繞組通入交流負(fù)半波時，在鐵心的右半部發(fā)生相同的情況。因而，恒定磁通φ(永)隨著交變磁通的變化半個波改變一次方向。此時，鐵心的副繞組感生二個電勢，一個為交流電勢，另一個是脈動電廢，兩個電勢的疊加就是副繞組輸出的電勢。其實質(zhì)是電勵磁和永磁體工作在并聯(lián)磁路狀態(tài)。
此時，變壓器輸入功率就是原繞組的輸入電功率，輸出功率等于兩部分之和，第一部分等于輸入電功率減去鐵、銅損和換向時的損耗;第二部分等于永磁體的靜磁能和動磁能互相轉(zhuǎn)化起作用的有用的回復(fù)能量，當(dāng)回復(fù)能量大于換向損耗時，顯然，輸出功率增加了第二部分，其效率自然也增加了。
三個日字型變壓器可以組成三相電力變壓器，型式多種多樣，可以共用一個鐵心，有磁性聯(lián)系，也可以獨立，沒有磁性聯(lián)系，繞組連接方式可以采用現(xiàn)有變壓器的任何連接方式。
本發(fā)明應(yīng)用于電磁鐵時，參見附圖13，在鐵心(32)上只設(shè)一個線圈(34)，使電勵磁路與永磁體(33)相并聯(lián)，在銜鐵(30)兩端可以裝有永久磁鐵(31)，也可以不裝，如此的結(jié)構(gòu)可以節(jié)省電能。
本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，性能良好，效率高，損耗低，即具備電勵磁系統(tǒng)使用方便，損耗小，調(diào)節(jié)方便的特點，又兼?zhèn)溆来朋w基本不消耗能量，無污染的優(yōu)點，可以應(yīng)用于電機(jī)工程領(lǐng)域各種類型的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種電-磁混合勵磁系統(tǒng)，其特征在于，該勵磁系統(tǒng)是由鐵心(1)，繞組(2)，永磁體(3)，銜鐵(4)組成，在鐵心的中間四面或兩面緊貼上永磁體，永磁體同極性面向鐵心，永磁體的外端面固定有銜鐵，在鐵心的左、右端各套裝一個繞組，串聯(lián)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電-磁混合勵磁系統(tǒng)，將其應(yīng)用于帶刷直流電機(jī)上時，其特征是定子由4n個永久磁鐵(13)，4n個極靴(6)構(gòu)成，在轉(zhuǎn)子上固定有2n個永久磁鐵(7)，轉(zhuǎn)子主軸(5)上固定一非磁性金屬套(12)，套外有硅鋼片疊成的U型鐵心(11)，鐵心上裝有繞組(8)，絕緣紙(10)，鐵心外有一由磁性和非磁性金屬焊接而成的套筒(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電-磁混合勵磁系統(tǒng)，將其應(yīng)用于無刷直流電機(jī)上時，其特征是在定子上固定有2n個永久磁鐵(24)，每個磁鐵之間有一非磁性金屬(14)，靠永久磁鐵裝有硅鋼片疊成的U型鐵心(23)，鐵心上裝有繞組(22)，絕緣紙(15)，木楔(21)，在轉(zhuǎn)子主軸(19)上固定一非磁性金屬套(18)，套外交錯固定有4n個永久磁鐵(17)，4n個極靴(20)，永久磁鐵和極靴的外圍有一由磁性和非磁性金屬焊接而成的套筒(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電-磁混合勵磁系統(tǒng)，將其應(yīng)用于變壓器設(shè)備上時，其特征是，在由硅鋼片疊成的口字型鐵心(25)的兩邊鐵心柱上，各對貼兩塊永久磁鐵(29)，同一面的兩塊永久磁鐵的頂端由鐵軛(28)聯(lián)接，與鐵心形成日字型，原繞組(27)和副繞組(26)分別放在兩個鐵心柱上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電-磁混合勵磁系統(tǒng)，將其應(yīng)用于電磁鐵上時，其特征是在鐵心(32)上設(shè)一個線圈(34)，使電勵磁路與永磁體(33)呈并聯(lián)狀態(tài)，在銜鐵(30)的兩端裝有永久磁鐵(31)。
專利摘要
一種電—磁混合勵磁系統(tǒng)，屬于電機(jī)工程領(lǐng)域，特別是涉及到電機(jī)的勵磁系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)是在一個一字形鐵心的中間四面或兩面貼上永磁體，鐵心的左右兩端串聯(lián)套裝一個繞組，用可調(diào)節(jié)的電磁能的磁力線去控制永磁鐵磁力線的走向，使電能和磁能一起作功或轉(zhuǎn)變?yōu)闉榻y(tǒng)一的能量存在形式，極大限度地增加向外界輸出的功率和效率。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，效率高，損耗低，可以廣泛應(yīng)用于電機(jī)工程領(lǐng)域各種類型的設(shè)備。
文檔編號H01F13/00GK86107654SQ86107654
公開日1988年5月25日 申請日期1986年11月10日
發(fā)明者金丹, 于躍慶 申請人:北京市東城區(qū)綜合技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan