轴向磁场盘式永磁无铁芯发电机在柴油电站上的应用.pdf

机械与设备轴向磁场盘式永磁无铁芯发电机在柴油电站上的应用张飞剑(深圳市安托山投资发展有限公司。广东深圳518033) 【摘要】轴向磁场盘式永磁无铁芯发电机具有体积小、重量轻、效率高、节能等优点。相对传统型柴油电站而言,它作为核心部件与发动机、逆变器、控制箱、机架等组合成电站后,优势效果更加明显,节材、节油、机动性好,可有效节约资源。因此,轴向磁场盘式永磁无铁芯发电机在柴油电站上的应用,具有巨大的经济效益和社会效益。【关键词】轴向磁场;盘式;永磁;无铁芯;发电机;柴油电站;应用引言随着国民经济的快速发展,电力供应供需矛盾日益突出,用电高峰拉闸限电的情况时有发生,柴油电站作为应急电源是许多重要设施不可或缺的装置。另一方面,能源危机和环境保护又提出了更为严峻的问题一一节能减排,同时,用电设备对电源品质的要求也越来越高,而电力电子技术和永磁电机技术的快速发展为提供高品质、高效率、轻型化的柴油电站提供了强有力的技术支撑。轴向磁场盘式永磁无铁芯发电机适应能源危机和节能环保的需要,与小功率发动机等组成的新型无铁芯柴油电站,在边远山区、抢险救灾、野外作业以及家庭备用电源等方面得到了广泛应用。 1轴向磁场盘式永磁无铁芯发电机特点及优势众所周知,盘式永磁无铁芯电机采用轴向磁场结构,它与传统永磁电机相比具有以下优点: (1)定子绕组采用高分子复合材料精密高压成型技术,不采用硅钢片,实现了电机定子结构无铁芯化,解决了传统永磁电机的磁阻尼现象。(2)采用无铁芯化永磁电机双磁极结构形式,动态性能极佳。(3)同功率条件下具有体积小、重量轻等显著特点。体积不到传统电机的二分之一,重量不到三分之一。(4)宽负载范围高效率。由于采用高性能永磁材料励磁,无励磁损耗;不使用硅钢片,极大地减少了电机铁损;无铁芯化设计提高了电机整体效率。(5)可靠性高。采用高分子复合材料精密高压成型技术,绕组性能稳定,绝缘性好,防水性能优良,提高了电机寿命和可靠性典型的盘式永磁无铁芯发电机结构,见图l。定子磁钢磁轭外壳图1盘式永磁无铁芯发电机结构示意图 2在柴油电站上的应用柴油电站由发动机、永磁发电机、控制箱、油箱、机架和逆变器等组成,其结构如图2所示。发动机控制箱逆变器图2柴油电站结构示意图轴向磁场盘式永磁无铁芯发电机作为柴油电站的核心部件,它与柴油发动机输出端连接组成电站的发电系统,通过发动机的驱动, 使它进行机械能与电能的高效转换,为用电设备提供所需电能。需要指出的是,轴向磁场盘式永磁发电机采用轴向磁场结构设计,有效地提高了磁能利用率;采用两个磁轭组成的双转子、双气隙结构,不仅可以有效克服单转子结构造成轴向不对称的单边磁拉力,而且还可以降低漏磁。同时,气隙磁密比单边磁体结构约高出 1o%左右,极面下的磁密分布也更加均匀,可以更充分的利用永磁材料,这更有利于提高发电机性能、降低成本和缩小体积。发电机主要技术参数,见表i。表1发电机主要技术参数型号 l 额定电压(v) YCWF—ll2 『 300 极对数 I转速范围(r/加in) I 功率(kw) l重量(kg) I外形尺寸(mm) 4 l 2500~3600 l I f 巾225X75 逆变器是柴油电站的一个重要组成部分,它将发电机三相中频电源进行AC/DC/AC转换,输出工频交流电能。控制箱是柴油电站输出控制、输出保护及运行状态指示。机