宽调磁范围的混合励磁同步发电机

周 琳，夏永洪,2，张 聪， 李梦茹

(1.南昌大学信息工程学院，南昌 330031；2.国网江西省电力公司电力科学研究院，南昌 330096)

0 引 言

永磁体的引入有效提高了发电机的运行效率，混合励磁同步发电机的提出解决了常规永磁发电机励磁磁场不可调的问题，使永磁发电机输出电压变得可控[1-3]。从现有的混合励磁电机来看，尽管实现了永磁电机气隙磁场的调节，但有些方案的气隙磁场调节能力差，调节范围不宽。对于串联型的混合励磁同步电机[4]，如图1所示，由于电励磁绕组建立的磁场需要通过永磁体，从而难以获得宽范围的气隙磁场调节能力。此外，对于一些并联型的混合励磁同步电机[5]，如图2所示，是通过调节每极下气隙磁场的波形形状以实现气隙磁场的调节，并没有增加每极磁通量，导致其气隙磁场调节范围小。

图1 串联型混合励磁同步电机截面

图2 并联型混合励磁同步电机截面

针对该问题，实验室提出一种具有宽范围气隙磁场调节能力的混合励磁同步发电机，该电机有4个永磁磁极和4个铁磁磁极。阐述该混合励磁同步发电机基本结构和气隙磁场调节原理，采用Maxwell有限元软件计算其运行特性，其气隙磁场调节能力和计算结果的准确性，通过实验室已研制的样机实验加以验证。

1 混合励磁同步发电机结构和原理

1.1 电机结构

混合励磁同步发电机截面如图3所示。该混合励磁同步发电机的定子部分与传统交流电机系统，包括定子铁芯和电枢绕组。……