本發(fā)明涉及脈沖發(fā)電機(jī)，尤其涉及四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

1、脈沖功率技術(shù)，就是將緩慢儲(chǔ)存起來(lái)的具有較高密度的能量，進(jìn)行快速壓縮，轉(zhuǎn)換或者直接釋放給負(fù)載的電物理技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在國(guó)防科研、高新技術(shù)研究和民用工業(yè)等諸多領(lǐng)域中，如激光與電磁炮。補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)是一種集慣性儲(chǔ)能、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換和脈沖電流壓縮成形于一體的特殊同步發(fā)電機(jī)，按補(bǔ)償方式可分為主動(dòng)補(bǔ)償、被動(dòng)補(bǔ)償和選擇被動(dòng)補(bǔ)償。在放電過(guò)程中，補(bǔ)償部件中會(huì)產(chǎn)生補(bǔ)償渦流，能夠壓縮電樞反應(yīng)磁通、降低電樞繞組瞬時(shí)阻抗，從而獲得峰值極高的電流脈沖。傳統(tǒng)的補(bǔ)償部件有補(bǔ)償桶、補(bǔ)償鼠籠和補(bǔ)償繞組。

2、脈沖發(fā)電機(jī)一般都具有勵(lì)磁繞組、電樞繞組和補(bǔ)償部件。為了獲取極高的放電電流，傳統(tǒng)脈沖發(fā)電機(jī)都是有刷結(jié)構(gòu)且多采用自勵(lì)，放電電流高于勵(lì)磁電流一個(gè)數(shù)量級(jí)及以上，對(duì)電刷和滑環(huán)要求較高，電機(jī)壽命較短且穩(wěn)定性不好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，解決了傳統(tǒng)脈沖發(fā)電機(jī)由于勵(lì)磁電流或放電電流過(guò)大而導(dǎo)致的滑環(huán)壽命與可靠性問(wèn)題。

2、本發(fā)明提出的四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子鐵芯和設(shè)置在所述定子鐵芯上的定子電樞繞組和定子勵(lì)磁繞組，所述定子電樞繞組采用四段繞組，相鄰段之間相差90°電角度，能夠相互解耦，所述定子勵(lì)磁繞組采用三相繞組，各相之間相差120°電角度；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵芯上的轉(zhuǎn)子繞組，所述轉(zhuǎn)子繞組采用一對(duì)極三相雙層繞組。

3、優(yōu)選地，所述定子勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁方式為直流電壓源或交流電壓源。

4、優(yōu)選地，所述定子電樞繞組采用多根導(dǎo)線并繞的單匝繞法，且所述定子電樞繞組均分為四段，相鄰段之間相差90°電角度，各段首端與尾端全部引出。

5、優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子繞組采用銅或鋁導(dǎo)條經(jīng)焊接相連。

6、優(yōu)選地，所述定子電樞繞組的放電方式為四相各相經(jīng)二極管整流后并聯(lián)放電、其中兩相串聯(lián)后經(jīng)二極管整流并與相同連接方式的另外兩相并聯(lián)放電、其中兩相先串聯(lián)后與相同連接方式的另外兩相并聯(lián)并通過(guò)二極管整流放電和四相全部串聯(lián)并通過(guò)二極管整流放電中的一種。

7、優(yōu)選地，所述定子電樞繞組和定子勵(lì)磁繞組的極對(duì)數(shù)不同，且所述轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)能同時(shí)耦合所述定子電樞繞組和定子勵(lì)磁繞組。

8、優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子繞組上的各相繞組為自閉和，通過(guò)與所述定子電樞繞組和定子勵(lì)磁繞組的基波磁場(chǎng)耦合來(lái)傳遞能量。

9、本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

10、(1)本發(fā)明的脈沖發(fā)電機(jī)可以使用交流電壓源與直流電壓源勵(lì)磁，或通過(guò)控制電容放電進(jìn)行脈沖勵(lì)磁，勵(lì)磁方式更加多樣。

11、(2)相較于普通脈沖發(fā)電機(jī)，本發(fā)明的脈沖發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組與勵(lì)磁繞組直接耦合，轉(zhuǎn)子繞組自閉合，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)刷結(jié)構(gòu)，提高電機(jī)的壽命與穩(wěn)定性。

12、(3)本發(fā)明的脈沖發(fā)電機(jī)的四相電樞繞組各相經(jīng)二極管整流后并聯(lián)放電可實(shí)現(xiàn)任意長(zhǎng)度的脈沖放電，單次放電時(shí)間與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，從而可以在不改變的單次放電時(shí)長(zhǎng)的情況下以提高轉(zhuǎn)速的方式提高放電電流。

13、(4)本發(fā)明的脈沖發(fā)電機(jī)將四段電樞繞組的首端與尾端全部引出，可以靈活改變繞組放電時(shí)的連接方式，以適用于不同類型的負(fù)載。

技術(shù)特征：

1.四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子鐵芯(1)和設(shè)置在所述定子鐵芯(1)上的定子電樞繞組(2)和定子勵(lì)磁繞組(3)，所述定子電樞繞組(2)采用四段繞組，相鄰段之間相差90°電角度，能夠相互解耦，所述定子勵(lì)磁繞組(3)采用三相繞組，各相之間相差120°電角度；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯(5)和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(5)上的轉(zhuǎn)子繞組(4)，所述轉(zhuǎn)子繞組(4)采用一對(duì)極三相雙層繞組。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子勵(lì)磁繞組(3)的勵(lì)磁方式為直流電壓源或交流電壓源。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子電樞繞組(2)采用多根導(dǎo)線并繞的單匝繞法，且所述定子電樞繞組(2)均分為四段，相鄰段之間相差90°電角度，各段首端與尾端全部引出。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子繞組(4)采用銅或鋁導(dǎo)條經(jīng)焊接相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子電樞繞組(2)的放電方式為四相各相經(jīng)二極管整流后并聯(lián)放電、其中兩相串聯(lián)后經(jīng)二極管整流并與相同連接方式的另外兩相并聯(lián)放電、其中兩相先串聯(lián)后與相同連接方式的另外兩相并聯(lián)并通過(guò)二極管整流放電和四相全部串聯(lián)并通過(guò)二極管整流放電中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子電樞繞組(2)和定子勵(lì)磁繞組(3)的極對(duì)數(shù)不同，且所述轉(zhuǎn)子繞組(4)產(chǎn)生的磁場(chǎng)能同時(shí)耦合所述定子電樞繞組(2)和定子勵(lì)磁繞組(3)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子繞組(4)上的各相繞組為自閉和，通過(guò)與所述定子電樞繞組(2)和定子勵(lì)磁繞組(3)的基波磁場(chǎng)耦合來(lái)傳遞能量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了四段可變相無(wú)刷電勵(lì)磁補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子鐵芯和設(shè)置在所述定子鐵芯上的定子電樞繞組和定子勵(lì)磁繞組，所述定子電樞繞組采用四段繞組，相鄰段之間相差90°電角度，能夠相互解耦，所述定子勵(lì)磁繞組采用三相繞組，各相之間相差120°電角度；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵芯上的轉(zhuǎn)子繞組，所述轉(zhuǎn)子繞組采用一對(duì)極三相雙層繞組。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)脈沖發(fā)電機(jī)由于勵(lì)磁電流或放電電流過(guò)大而導(dǎo)致的滑環(huán)壽命與可靠性問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：程源,黃晨陽(yáng),王明禮,李思奇,劉曉軍,邵昊聃,郭冠宇,胡書寒,庾波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：合肥工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9