单相电家用汽油发电机6KW

永磁发电机设计
永磁发电机有两种主要的结构形式。一种为内磁式，另一种为外磁式。内磁式永磁发电机转轴上安装磁极，磁体在线圈内旋转。这种方式与传统励磁电机结构相近，比较好解决定子转子的散热，并且所使用的磁体小，节省材料。当转子高速运行时，转子受到的离心力作用，稀土永磁材料的抗拉强度非常低，因此需要在转子磁钢外套环。套环采用非导磁钢制成，装配时需要与转子过盈配合，以保证即便是发电机工作后转子的温度会上升，套环所包容的转子各个部件仍然处于压缩状态。如图1所示为套环内磁式转子结构示意图。
套环内磁式转子
图1中，套环由导磁材料和非导磁材料交替间隔焊接而成，极靴处为导磁材料，磁钢处为非导磁材料。这种转子使用矩形磁钢，磁钢的加工很方便，磁钢用量较少，但套环的加工装配都比较困难。另一种结构为外磁式转子，图2为结构示意图。图2中，转子外壳由铸钢或铸铁或钢板拉伸制成，用环氧树脂将稀土磁钢粘在转子壳体内周。在工作中，离心力将磁钢压紧在转子壳体上，因此不用担心磁钢脱落或破碎。这种转子使用瓦形磁钢，稀土磁钢在烧结后需要二次加工，磨制成瓦形。定子将安置在转子内部，因此定子体积小，铜线、钢片消耗都比较少。

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此永磁发电机发出的是中频三相交流电，随负载增加，电压会下降，3600r／rain转速下，空载到满载，每相均有近40V的压降。需要使用逆变器将中频三相交流电转换为工频（50／60Hz）电压稳定的单相正弦交流电。图4所示为逆变器结构原理框图。图5为全桥逆变及LC低通滤波电路原理图。
持续20s后逆变器停止输出，并报警系统过载。逆变器开关频率越高，输出波形越好。但功率管的负载能力随频率升高而降低，并且频率越高，电流的集肤效应越大，电感线圈的发热越严重，因此采用上述电流增大开关频率降低的控制策略，这既能取得较好的波形效果又能得到可靠的大功率输出。测试3kW阻性负载时逆变器输出交流电波形，波形畸变率为3％，而传统励磁发电机在此条件下波形畸变率为11％。逆变器中的整流电路有1.1V压降、功率管有1.4V压降，每次有两个功率管导通，将有1.4V压降，Lc低通滤波电路吸收高次谐波，这些都消耗能量，降低系统效率，使逆变器发热，逆变器需要采取通风、散热措施，还需要检测温度，高于IO0~C（功率管的工作温度l10）时停止输出，并报警。测试kW阻性负载时逆变器的效率达到95％，整机能量转换效率达到86.6％。

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