專利名稱：可調(diào)節(jié)混合永磁發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種永磁發(fā)電機(jī)，其中，提供了控制線圈，使得能夠 實(shí)現(xiàn)受控的、相對恒定的輸出電壓。
背景技術(shù)：
發(fā)電機(jī)是已知的，用于吸收旋轉(zhuǎn)源，并從旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生電壓輸出。 典型地，旋轉(zhuǎn)源連接到具有磁性元件的轉(zhuǎn)子上。旋轉(zhuǎn)源相對于具有定 子線圏的定子驅(qū)動轉(zhuǎn)子。此相對旋轉(zhuǎn)在定子線圈中感應(yīng)出電壓。
一種標(biāo)準(zhǔn)類型的發(fā)電機(jī)利用永磁體轉(zhuǎn)子。另一種類型的發(fā)電機(jī)利 用設(shè)有勵磁機(jī)磁場的勵^磁繞組。
各類型的發(fā)電機(jī)具有一定的不足。利用勵磁線圈的發(fā)電機(jī)可能需 要相對大的尺寸，以及相對大的勵磁機(jī)磁場電壓源。
相反地，永磁發(fā)電機(jī)在合理的速度和負(fù)載變化上典型地不能提供 恒定的電壓。
一種典型的驅(qū)動轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)源是渦輪轉(zhuǎn)子，如在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī) 中。這種旋轉(zhuǎn)源不能始終提供恒定的速度，因此利用渦輪轉(zhuǎn)子驅(qū)動的 永磁發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)恒定的電壓可能是有挑戰(zhàn)性的。在典型應(yīng)用中的輸出 電壓在負(fù)載變化中不是恒定的。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的公開實(shí)施例中，用于發(fā)電機(jī)的永磁體轉(zhuǎn)子設(shè)有控制線 圈。用于轉(zhuǎn)子的控制器檢測定子的輸出電壓。控制線圈可以^皮促動， 以維持輸出電壓趨向所希望的輸出電壓。
通過下文中的說明書和附圖可以最好地理解本發(fā)明的這些以及 其他特征，接下來是筒短的說明。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的混合永磁體轉(zhuǎn)子的視圖。 圖2是用于本發(fā)明的控制電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式
轉(zhuǎn)子20顯示在圖1中。如圖所示，多個極22和24交替容納永 磁體26。永磁體26可以插入極22和24的槽中?？刂凭€圈28可以纏 繞在極22和24上。
圖2顯示了用于混合轉(zhuǎn)子的控制電路30。如已知的，定子包括多 個線圈32。當(dāng)相對于定子驅(qū)動轉(zhuǎn)子20時，諸如通過在燃?xì)鉁u輪發(fā)動 機(jī)中的渦輪，或者任何原動機(jī)，產(chǎn)生了電壓輸出。元件34是控制輸 出，其向邏輯元件36提供產(chǎn)生的電壓的示數(shù)。如果輸出電壓等于(或 接近)所希望的設(shè)定點(diǎn)，則發(fā)電機(jī)的輸出電壓簡單地提供給38處的 負(fù)載。
如果邏輯框36的答案為否，則笫二邏輯框40詢問電壓是否高于 設(shè)定點(diǎn)。明顯地，邏輯框40的詢問可以是電壓是否低于設(shè)定點(diǎn)。
如果電壓高于設(shè)定點(diǎn)，則開關(guān)位置42通過勵^茲機(jī)磁場電流傳感 控制器59從可調(diào)節(jié)勵磁機(jī)磁場源提供控制信號。該控制信號通過二 極管46和48,并通過當(dāng)邏輯框40檢測到電壓高于設(shè)定點(diǎn)時閉合的開 關(guān)44。這在第一方向上勵磁了線圈28并產(chǎn)生了與永磁體26正常產(chǎn)生 的磁通相反方向的磁通。這會降低通過主定子磁場30的供給回來的 電壓，使得提供給發(fā)電機(jī)輸出38的電壓接近所希望的設(shè)定點(diǎn)。
如果在邏輯框40檢測到的電壓低于所希望的，則采用開關(guān)位置 43。在該位置，二極管的位置與在開關(guān)位置42時的相反。當(dāng)開關(guān)50 閉合，通過二極管52和54的電流的方向與開關(guān)在位置42時相反。 通過線圈28產(chǎn)生的磁通此時和永磁體26產(chǎn)生的磁通在相同方向上。 因此，38處的輸出電壓將上升，并接近所希望的設(shè)定點(diǎn)。用這種方法，本發(fā)明通過提供相對小的勵磁磁場線圈和相對小的
勵磁機(jī)磁場57調(diào)節(jié)了永磁體轉(zhuǎn)子的輸出電壓。
60中的電路部分是常規(guī)同步繞線式勵磁電機(jī)的典型示意圖，除線 圈28以外。它具有勵^茲電樞52及其定子57和旋轉(zhuǎn)/磁場以及由繞線 勵磁轉(zhuǎn)子和三相定子構(gòu)成的三相主發(fā)電機(jī)(馬達(dá))。正如典型的電機(jī) 性能，勵磁機(jī)定子磁場從一些源(例如輔助PMG或電池)得到勵磁。 這在勵磁電樞65中感應(yīng)出交流電壓。該勵磁機(jī)輸出采用常規(guī)的三相 全波整流橋63整流，它的直流輸出連接到主轉(zhuǎn)子磁場30以提供勵磁。 該勵磁感應(yīng)交流電壓到主三相定子中，并提供輸出如所述的"發(fā)電機(jī)輸 出電壓，，34給負(fù)載。
應(yīng)當(dāng)理解，在電路部分60中的線圈28與所示的環(huán)繞多極孰22 的線圈是相同的。盡管只顯示了一組A、 B連接，但應(yīng)當(dāng)理解的是， 可以使用如虛線框中所示的第二組連接。本質(zhì)上，電路部分60顯示 了 28是如何連接到電路的剩余部分中的。
本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可以理解如何提供合適的控制器以實(shí)現(xiàn)圖2 中示意性顯示的控制。
盡管公開了本發(fā)明的實(shí)施例，但本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將意識到 某些修改將屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。由于此原因，應(yīng)該考慮所附權(quán)利 要求以確定本發(fā)明的正確的范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種永磁發(fā)電機(jī)，包括包含定子磁場線圈的定子，所述定子被連接，以提供輸出電壓給輸出；永磁體轉(zhuǎn)子，所述永磁體轉(zhuǎn)子被設(shè)置為相對所述定子旋轉(zhuǎn)，所述永磁體轉(zhuǎn)子具有多個極靴，所述多個極靴上設(shè)有永磁體；和線圈，所述線圈與所述多個極靴及控制器相關(guān)聯(lián)，用于提供通過所述線圈的電流，以改變提供給輸出的輸出電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于，提供給所述 輸出的所述輸出電壓^皮檢測，并與所希望的設(shè)定點(diǎn)比較，流過所述線 圈的所述電流^皮控制以響應(yīng)所述比豐支。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于，如果檢測到 的所述電壓高于所述所希望的電壓，則選定第一開關(guān)位置，以控制流 過所述線圈的電流，如果檢測到的所述電壓低于所述所希望的電壓， 則選定第二開關(guān)位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的永》茲發(fā)電機(jī)，其特征在于，流到所述線 圈的電流流過二極管，所述二極管配置為使所述第一和第二開關(guān)位置 間的電流反向。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述二極管 是第一二極管對和第二二極管對，各所述二極管對對應(yīng)于所述第 一和 第二開關(guān)位置中的一個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的永-茲發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述7Jc磁體 在第一方向?qū)б磐?，如果所述檢測到的電流高于所希望的電流，則 流過所述線圈的電流;波選擇為在相反的第二方向上產(chǎn)生磁通，如果所 述才全測到的電壓低于所希望的電壓，則流過所述線圈的電流凈皮選擇為 在所述第一方向上產(chǎn)生磁通。
全文摘要
本發(fā)明涉及可調(diào)節(jié)混合永磁發(fā)電機(jī)。具體地說，用于發(fā)電機(jī)的永磁體轉(zhuǎn)子具有帶有永磁體的極靴?？刂凭€圈與極靴相關(guān)聯(lián)?？刂屏鬟^線圈的電流在發(fā)電機(jī)輸出實(shí)現(xiàn)所希望的輸出電壓。
文檔編號H02P9/14GK101615880SQ20091013987
公開日2009年12月30日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者M·J·沙 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司