圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)
Tubular Permanent Magnet Linear Generator

直線電機(jī)可以理解為把傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圓柱面氣隙與相鄰的定子齒極、轉(zhuǎn)子磁極展開(kāi)成為平面,的確有不少直線電機(jī)采用這種方案,其工作原理、定子轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與繞線都與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相同,這種結(jié)構(gòu)的直線電機(jī)就不再介紹了,本節(jié)介紹一種圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī),其工作原理與傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)相同,但結(jié)構(gòu)不同,特別是繞線方式完全不同。

圖1是圓筒型直線電機(jī)的定子鐵芯軸線剖面圖,鐵芯呈圓筒形,圓筒內(nèi)圓柱面有多個(gè)圓環(huán)形槽,這些槽用來(lái)嵌裝定子繞組,槽之間的間隔稱為齒,槽與齒的用途與傳統(tǒng)電機(jī)相同。

圓筒型直線電機(jī)的定子鐵芯

圖1. 圓筒型直線電機(jī)的定子鐵芯

圖2是嵌裝了繞組的定子,繞組是環(huán)形的,繞組所在平面與定子軸線垂直,左面4個(gè)繞組被剖去半邊。

圓筒型直線電機(jī)的定子鐵芯與繞組

圖2. 圓筒型直線電機(jī)的定子鐵芯與繞組

直線電機(jī)中運(yùn)動(dòng)的部件稱為動(dòng)子,圖3上圖是圓筒型直線電機(jī)的動(dòng)子,動(dòng)子由動(dòng)子磁軛與多個(gè)永磁體磁極組成,安裝在直軸上。磁軛是覆在直軸上的良導(dǎo)磁體,是磁極間的磁通路,環(huán)狀磁極的厚度與定子齒寬相同,磁極安裝在磁軛外周,間隔安裝,間距與定子齒距相同。

圖3下圖是動(dòng)子安裝到筒狀定子內(nèi),動(dòng)子磁極與定子齒之間留有氣隙,動(dòng)子沿定子軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

圓筒型直線電機(jī)的動(dòng)子與定子鐵芯

圖3. 圓筒型直線電機(jī)的動(dòng)子與定子鐵芯

圖4是圓筒型直線電機(jī)的剖面圖,圖中沒(méi)有顯示電機(jī)的機(jī)座與機(jī)殼。

圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)剖面圖

圖4.? 圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)剖面圖

下面介紹圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)的工作原理,在圖5顯示了圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)的正視剖面圖,構(gòu)成動(dòng)子磁極的永磁體磁通方向都是垂直于電機(jī)軸線的,也就是徑向的,從永磁體安裝上屬表面安裝。

我們?cè)O(shè)定所有藍(lán)色磁極的磁通方向是背離軸線的,所有紅色磁極的磁通方向是朝向軸線的,得到磁力線的走向圖(圖5)。磁力線由藍(lán)色磁極向外經(jīng)過(guò)氣隙進(jìn)入定子鐵芯,在定子鐵芯內(nèi)繞過(guò)線圈繞組向內(nèi)經(jīng)過(guò)氣隙到紅色磁極,再經(jīng)過(guò)動(dòng)子磁軛回到藍(lán)色磁極,形成回路。

圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)磁通走向(1)

圖5. 圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)磁通走向(1)

當(dāng)動(dòng)子向左移動(dòng)一個(gè)齒距,雖然磁力線仍然從藍(lán)色磁極向外穿過(guò)氣隙,在定子鐵芯內(nèi)繞過(guò)線圈再穿過(guò)氣隙到紅色磁極,但對(duì)于每個(gè)線圈的環(huán)繞磁通方向與圖5相反。當(dāng)動(dòng)子連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)線圈的磁通方向?qū)⒎D(zhuǎn)變化,在線圈會(huì)感應(yīng)出交流電勢(shì)。

圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)磁通走向(2)

圖6. 圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)磁通走向(2)

相鄰線圈的感應(yīng)電勢(shì)的相反的,按極性把所有線圈頭尾相連,留下一頭一尾引出線即組成一個(gè)單相交流直線發(fā)電機(jī)。

如果需要發(fā)出三相交流電,動(dòng)子環(huán)形磁極要加高,高度約為2個(gè)齒寬加2個(gè)槽寬,磁極排列間距(不是磁極間隔)為3個(gè)齒寬加3個(gè)槽寬,見(jiàn)圖7、圖8。

三相圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)

圖7. 三相圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)

圖8中標(biāo)出了各線圈的序號(hào),并標(biāo)出各線圈的相序A、B、C,有負(fù)號(hào)的線圈與沒(méi)有負(fù)號(hào)的線圈感應(yīng)電勢(shì)方向相反。

A相繞組由線圈1、線圈4、線圈7串接而成,其中線圈4要反接;B相繞組由線圈2、線圈5、線圈8串接而成,其中線圈2與線圈8要反接;C相繞組由線圈3、線圈6、線圈9串接而成,其中線圈6要反接。

三相圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)繞組連接

圖8. 三相圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)繞組連接

圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)主要用在海洋能發(fā)電,特別是在振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置中得到應(yīng)用;圓筒型永磁直線發(fā)電機(jī)還應(yīng)用在斯特林發(fā)電裝置中。

 
返回上一頁(yè)   Back to Previous Page  
泰宁县| 远安县| 常山县| 恩施市| 筠连县| 华宁县| 吴旗县| 天气| 会东县| 民和| 富宁县| 博爱县| 滨州市| 德惠市| 山东省| 泸定县| 乐都县| 临颍县| 新乡县| 读书| 边坝县| 临猗县| 台安县| 铁岭县| 漳平市| 云安县| 南宁市| 固阳县| 延长县| 长治县| 天峻县| 东安县| 桦川县| 陆河县| 门头沟区| 紫云| 和硕县| 临泽县| 通城县| 贵阳市| 尤溪县|