CN101005230A - 一种多极内转子式永磁发电机 - Google Patents

一种多极内转子式永磁发电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多极内转子式永磁发电机，具体地说特别适用于小型化、轻量化的中大功率的发电机组，属于发电机技术领域。其主要采用设有若干组定子绕组的定子总成固定在发动机总成的定子座上，转子总成转子体外圈内镶嵌有若干对级永磁铁固定在发动机总成的旋转体上，定子总成的定子体内孔与转子总成的转子体旋转中心同心。本发明能避免稀土永磁铁在旋转时脱落，保证了稀土永磁铁外侧的磁扼有足够的强度；不采用外壳，无轴承结构，实现了发电机的薄型化、轻量化和小型化，而且可实现高输出效率和高功率输出；能提高发电机的散热性能和减轻发电机的重量，以增加发电机的可靠性和使用寿命。

Description

一种多极内转子式永磁发电机
技术领域
本发明涉及一种多极内转子式永磁发电机，具体地说特别适用于小型化、轻量化的中大功率的发电机组，属于发电机技术领域。
背景技术
目前，在已有技术中，永磁发电机主要由定子总成及转子总成等组成。通常采用稀土永磁铁应用于电动机或小功率的发电机中，或者用于小功率的起动/发电两用电机中，且稀土永磁铁应用于发电机时大均以外转子式。如专利号为CN01112432.6所公开一种能够简单、可靠且牢固地把永磁铁固定在外转子磁铁插入孔的永久磁铁式转动电机；而当永磁铁用于内转子电机时，一般采用在转子表面烧结永磁铁，如申请号为：CN02803440.6所公开的；也有用螺栓或用燕尾槽将永磁铁固定在转子表面，如专利号为CN200420083544.0所公开的。上述外转子式永磁电机不能制成中大功率，只能在小功率范围使用，上述内转子式永磁电机使用轴承，不能使电机小型化、轻量化、薄型化，制造成本不能有效降低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种多极内转子式永磁发电机，其采用定子总成镶嵌有多组线圈，直接固定在发动机总成定子座上，不采用机壳；转子总成在周圈镶嵌有至少二对级的若干对级永磁铁，并直接固定在发动机的旋转体上，能避免稀土永磁铁在旋转时脱落，采用无轴承结构，实现了发电机的薄型化、轻量化和小型化，而且可实现高输出效率和高功率输出。
本发明的主要解决方案是这样实现的：
本发明由定子总成及转子总成组成永磁发电机，特征是设有若干组线圈的定子总成直接固定在发动机总成定子座上，转子总成的转子体外圈内环周镶嵌有至少二对级以上的若干对级永磁铁直接固定在发动机总成的旋转体上，定子总成的定子体内孔与转子总成的转子体旋转中心同心，定子总成的定子体内孔与转子总成的转子体外圆之间留有间隙。
本发明转子总成的转子体上外圈内环周设有永磁体收纳槽，永磁体收纳槽中镶嵌有若干对级永磁铁与其外圈设有一定距离，永磁铁为钕铁硼永磁铁。
本发明的转子总成的转子体上设有转子通风孔、转子定位孔。
本发明定子总成的定子体内侧周圈设有平行于发动机旋转体中心的定子线槽。
本发明定子体定子线槽内的线圈绕制成三相四线制的Y型形状或三相三线制的△形状。
本发明发动机的旋转体可以采用飞轮或曲轴或转子座。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
1、本发明由于在转子总成转子体环周镶嵌有多个稀土永磁铁与其外圈有一定距离，能保证稀土永磁铁外侧的磁扼有足够的强度，在转子旋转时稀土永磁铁不致脱落，以防事故发生，发电机的可靠性得到有效提高，不必为发电机的可靠性担忧；2、由于定子总成代替部分乃至全部发动机的飞轮，减轻机组的重量，使发电机组整体轻量化，并能降低制造成本；3、由于转子总成上开有通孔，能提高发电机的散热性能和减轻发电机的重量，以增加发电机的可靠性和寿命，并防止永磁铁在高温时退磁现象的发生以及能制成较大的电功率输出；4、由于发动机的旋转体可以采用飞轮或曲轴，也可以采用转子座，能适用于不同功率的发电机组，以及与多种发动机相配套，应用广泛；5、结构紧凑、简单，最大限度地薄型化、小型化和轻量化，并提供合理的冷却能作大功率的输出；6、用途广，不仅仅局限于单相输出的发电机组中，还可用于三相输出的发电机组中，输出大功率的电力；
附图说明
图1为本发明的发电机组装配示意图。
图2为本发明的定子、转子总成结构示意图。
图3为本发明的A-A剖视图。
图4为本发明的定子冲片图。
图5为本发明的转子冲片图。
图6为本发明转子总成中永磁铁S极、N极分布示意图。
具体实施方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
本实施例主要由发动机总成1、定子座2、转子座3、转子总成4、螺栓5、定子总成6、螺栓7、定子座定位口8、转子座定位口9、定子定位圆10、定子螺栓孔11、定子绕组12、转子螺栓孔13、转子通风孔14、永磁铁15、第一永磁铁档板16、档板固定螺栓17、铆钉18、转子旋转中心19、转子内定位圆20、间隙21、转子冲片22、第二永磁铁档板23、定子冲片24、定子自扣槽25、定子线槽26、定子体内孔27、转子体外圆28、档板螺栓孔29、铆钉孔30、阻磁槽31、永磁铁收纳槽32、插片33及发动机旋转体34等组成。
如图1、图2、图3所示：本实施例为本发明与发动机总成1组成一发电机组。本发明的多极内转子式永磁发电机由定子总成6及转子总成4组成。其中转子总成4转子体外圈内环周镶嵌有至少二对级(含二对级)以上若干对级永磁铁15通过转子内定位圆20与转子座定位口9配合并用多个螺栓5将其直接固定安装在发动机总成1上的发动机旋转体34的转子座3上(发动机的旋转体34可以采用飞轮或曲轴或转子座)。转子座3固定到发动机的飞轮上或与飞轮制成一体与发动机的曲轴同步旋转，且使转子旋转中心19与发动机的曲轴的中心重合。设有若干组定子绕组12的定子总成6通过定子定位圆10与定子座定位口8配合并用多个螺栓7将其固定安装在发动机总成1上定子座2上，定子座定位口8设置在定子座2上。定子内孔27与转子体旋转中心19同心安装，定子体内孔27与转子体外圆28之间留有一定的间隙21，为定子总成6及转子总成4受热后膨胀引起的间隙减小留有余地，以防止转子总成4随发动机曲轴旋转时摩擦定子内孔27而引起的损坏。
图4所示：本发明定子总成6的定子体由定子冲片24通过定子自扣槽25同心叠加而成，在定子体定子冲片24上设有定子螺栓固定孔11及与其内侧周圈平行于发动机旋转体中心19，并设有面对转子体的定子内孔27上开口的定子线槽26及定子定位圆10；若干组定子绕组12镶嵌在定子线槽26内，并采用插片33封闭。定子线槽26内的定子绕组12分别绕制成三相四线制的Y型或三相三线制的△型。
本发明定子总成6的定子线槽26中每组定子绕组12为隔二槽镶嵌在定子线槽26中，这样能使每组定子绕组12具有相同的长度并节省绕制线圈的漆包线的使用量，降低制造成本。
图5所示：本发明转子总成4的转子体采用外圈内沿圆周方向环周设有若干个永磁铁收纳槽32的转子冲片22用铆钉18通过铆钉孔30同心铆接组成。在转子体的转子冲片22上设有转子螺栓孔13、转子通风孔14、转子定位孔20。转子体外圈内环周设有永磁铁收纳槽32收纳永磁铁15。永磁铁收纳槽32与转子体旋转中心19平行，并与转子体的径向垂直。采用档板固定螺栓17通过档板螺栓孔29固定在永磁铁15两端的有第一永磁铁档板16和第二永磁铁档板23。第一和第二永磁铁档板16、23主要是防止永磁铁在旋转时飞出而发生事故，另外还兼有隔磁作用。转子外圆28上设有阻磁槽31，阻隔永磁铁15间的磁路旁通，提高发电机的效率。
如图6所示：转子总成4转子体外圈环周设有永磁体收纳槽32，永磁体收纳槽32中镶嵌若干对级偶数个永磁铁15与其外圈设有一定距离。永磁铁15的极性S极与N极沿转子体外圆28交替排列。永磁铁15形状制成长方体，永磁铁15为钕铁硼永磁铁。

Claims (7)

1、一种多极内转子式永磁发电机，包括定子总成(6)及转子总成(4)，其特征是设有若干组定子绕组(12)的定子总成(6)固定在发动机总成(1)的定子座(2)上，转子总成(4)的转子体外圈内环周镶嵌至少二对级以上的若干对级永磁铁(15)固定在发动机的旋转体(34)上，定子总成(6)的定子内孔(27)与转子总成(4)的转子体旋转中心(19)同心，定子总成(6)的定子体内孔(27)与转子总成(4)的转子体外圆(28)之间留有间隙(21)。
2、根据权利要求1所述的一种多极内转子式永磁发电机，其特征在于所述的转子总成(4)转子体外圈内环周设有永磁体收纳槽(32)中镶嵌若干对级永磁铁(15)与其外圈设有距离。
3、根据权利要求1或2所述的一种多极内转子式永磁发电机，其特征在于所述的永磁铁(15)为钕铁硼永磁铁，永磁铁(15)形状制成长方体。
4、根据权利要求1所述的一种多极内转子式永磁发电机，其特征在于所述的转子总成(4)转子体上设有转子通风孔(14)、转子定位圆(20)。
5、根据权利要求1所述的一种多极内转子式永磁发电机，其特征在于所述的定子总成(6)定子体内侧周圈设有平行于转子体旋转中心(19)的定子线槽(26)。
6、根据权利要求5所述的一种多极内转子式永磁发电机，其特征在于所述的定子线槽(26)内的定子绕组(12)分别绕制成三相四线制的Y型或三相三线制的△型。
7、根据权利要求1所述的一种多极内转子式永磁发电机，其特征在于所述的发动机的旋转体(34)采用转子座或飞轮或曲轴。
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