CN101170265B - 节能交流发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交流发电机，特别涉及一种节能交流发电机。技术方案是：主要由定子和转子组成，定子主要由定子铁心和定子三相绕组组成，定子三相绕组嵌置在定子绕组口槽里，在所述的定子绕组口槽的两侧设有磁阻口槽，每个嵌置在定子绕组口槽的电流所产生的磁场大部分绕载流导线自行闭合，使定子三相绕组的电流在定子铁心与转子磁极的气隙中定子旋转磁场大量减少，运行时拖动转子转动主要受到定子绕组电流的阻力受到定子旋转磁场的阻力极小。有益效果是：由于定子三相绕组没有产生旋转磁场或者说是大大削弱了旋转磁场，所以气隙中的磁场实际上主要是转子磁场，发电机运行时转子便大大减少了能量的消耗，从而节约了能源，提高了发电机的工作效率。

Description

节能交流发电机

一、技术领域：

本发明涉及一种交流发电机，特别涉及一种节能交流发电机。

二、背景技术：

在现代各种类型的发电厂中，所用的发电机几乎都是三相同步发电机，同步发电机在运行时，由汽轮机，水轮机或其他类型的原动机拖动，将机械能以电磁能的形式通过定、转子之间的气隙进行传递变换成电能，原动机拖动转子转动时同时受到定子绕组电流的阻力和定子绕组旋转磁场的阻力。

三相同步发电机主要由定子和转子组成，定子的主要部分是定子铁心和定子三相绕组，定子铁心一般由表面涂有绝缘漆薄片状硅钢片叠压而成，硅钢片内表面冲有槽孔，用以嵌置定子绕组，转子由磁极铁心、磁极绕组(转子绕组)、转轴和滑环等组成。当同步发电机的转子由原动机拖动旋转，励磁绕组接通直流电源，转子磁场与定子三相绕组作相对运动使定子绕组切割磁力线而感生电动势，发电机带负载时，在定子三相绕组中产生旋转磁场也就是电枢磁场，所以气隙中的磁场实际上是转子磁场与电枢磁场的合成磁场，同步发电机运行时是转子推拉着定子磁场转动。

三、发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种大大提高了发电机工作效率的节能交流发电机。

技术方案是：主要由定子和转子组成，定子主要由定子铁心和定子三相绕组组成，定子三相绕组嵌置在定子绕组口槽里，在所述的定子绕组口槽的两侧设有磁阻口槽，每个通过定子三相绕组的电流所产生的磁场大部分绕载流导线自行闭合，使定子三相绕组的电流在定子铁心与转子磁极的气隙中定子旋转磁场大量减少，运行时拖动转子转动主要受到定子绕组电流的阻力(F)受到定子旋转磁场的阻力极小；所述的定子铁心主要由定子铁心外心和定子铁心内心组成，定子铁心外心是一个圆环，其内侧设多个磁阻口槽，所述的定子铁心内心的外表面设有多个定子绕组口槽，用以嵌置定子绕组，定子绕组口槽的左右两侧设有磁阻口槽，磁阻口槽里设有定子铁心内心连接筋；定子铁心内心紧密的套装在定子铁心外心内，且使定子铁心外心和定子铁心内心的磁阻口槽对齐。

优选的方案是定子铁心外心和定子铁心内心由表面涂有绝缘漆的薄片状硅钢片叠压制成，薄片状硅钢片的厚度可厚可薄，也可用粉末状铁磁质的铁心，切各粉末间相互绝缘。

其工作原理是：发电机带负载时，在定子三相绕组中产生感生电流，每个嵌置在定子绕组口槽里绕组的电流所产生的磁场大部分绕载流导线自行闭合，也就是说通过三相绕组的电流在定子铁心与转子磁极的气隙中定子旋转磁场大量减少，节能交流发电机运行时原动机拖动转子转动主要受到定子绕组电流的阻力(F)受到定子旋转磁场的阻力极小。

当然，嵌置在定子绕组口槽里绕组的电流所产生的磁场不完全绕导线自行闭合，仍有极少部分磁场在定子铁心与转子磁极的气隙中形成旋转磁场，节能交流发电机运行时原动机拖动转子转动除受到定子绕组电流的阻力(F)外还受到极小部分定子旋转磁场的阻力。

本发明的有益效果是：由于定子三相绕组没有产生旋转磁场或者说是大大削弱了旋转磁场，所以气隙中的磁场实际上主要是转子磁场，发电机运行时转子便大大减少了能量的消耗，从而节约了能源，提高了发电机的工作效率。

四、附图说明：

附图1是本发明的第一种实施例的结构示意图；

附图2是本发明的第一种实施例的定子铁心内心的结构示意图；

附图3是本发明的第一种实施例的定子铁心外心的结构示意图；

附图4是本发明的第二种实施例的结构示意图。

<1>定子铁心外心，<2>定子铁心内心，<3>转子磁极，<4>定子线圈磁场，<5>转子磁场，<6>定子绕组口槽，<7>磁阻口槽，<8>定子铁心内心连接筋，<9>定子铁心，<10>铁磁质磁桥。

五、具体实施方式：

实施例1：结合附图1-3，对本发明作进一步的描述：

本发明主要由定子和转子组成，转子：转子由磁极铁心、磁极绕组(转子绕组)、转轴和滑环等组成，转子磁铁也可用永久磁铁。

定子主要由定子铁心和定子三相绕组组成，所述的定子铁心主要由定子铁心外心1和定子铁心内心2组成，一般由表面涂有绝缘漆的薄片状硅钢片叠压而成，定子铁心外心1是一个圆环，其内侧设多个磁阻口槽7，所述的定子铁心内心2的外表面设有多个定子绕组口槽6，用以嵌置定子绕组，定子绕组口槽6是梨形槽(半闭口)、梯形槽(半闭口)、半开口槽或开口槽的一种。定子绕组口槽6的左右两侧设有磁阻口槽7，磁阻口槽7里设有定子铁心内心连接筋8；定子铁心内心2紧密的套装在定子铁心外心1内，且使定子铁心外心1和定子铁心内心2的磁阻口槽对齐。

另外定子铁心外心1和定子铁心内心2由表面涂有绝缘漆薄片状硅钢片叠压而成，薄片状硅钢片的厚度可厚可薄，也可用粉末状铁磁质的铁心，切各粉末间相互绝缘。

每个嵌置在定子绕组口槽6的电流所产生的磁场大部分绕载流导线自行闭合，使定子三相绕组的电流在定子铁心与转子磁极的气隙中定子旋转磁场大量减少，运行时拖动转子转动除受到定子绕组电流的阻力(F)外还受到极小部分定子旋转磁场的阻力，从而节省了能源。

实施例2：参照附图4，本发明主要由定子和转子组成，转子：转子由磁极铁心、磁极绕组(转子绕组)、转轴和滑环等组成，转子磁铁也可用永久磁铁。定子主要由定子铁心和定子三相绕组组成。

与实施例1不同的是定子铁心9主要由一个圆环或多边形组成，定子铁心的内表面设有多个定子绕组口槽6，用以嵌置定子绕组和嵌置铁磁质磁桥10，定子绕组口槽6的左右两侧设有磁阻口槽7。

其中，定子绕组口槽6是梨形槽(半闭口)、梯形槽(半闭口)、半开口槽或开口槽的一种，当然，定子绕组口槽6的两侧设有磁阻口槽7的结构也可以为其它本领域技术人员所熟知的结构。

上述实施例中的定子铁心的加工制作工艺如下：

方案一定子的加工制作：在方案一中定子铁心由内心和外心两部分组成，应分别把定子铁心的内心和外心加工好，在将定子绕组嵌置在定子内心口槽里，最后把定子铁心的内心和外心装配在一起。

方案二定子的加工制作：在定子铁心内表面嵌置定子绕组和铁磁质磁桥的口槽，在口槽的左右两侧冲有磁阻口槽，先将三相定子绕组嵌置在口槽里然后再将铁磁质磁桥嵌置在口槽里。

上述两种实施例的节能交流发电机的运行：

当节能交流发电机的转子由原动机拖动旋转，励磁绕组接通直流电源，转子磁场与定子三相绕组作相对运动使定子绕组切割磁力线而感生电动势。

空载运行：节能交流发电机的运行时，只有转子磁场5。

转子磁通路经：如图1转子磁通路经首先从N极出发经过定子铁心与转子磁极的气隙，通过定子铁心内心再进入定子铁心外心最后转子磁场沿定子铁心外心的外侧再通过定子铁心内心及定子铁心与转子磁极的气隙进入转子磁极的S极形成闭合回路。

负载运行：节能交流发电机的运行时，除有转子磁场5外定子三相绕组也会产生磁场即定子磁场4。

定子磁通路经：发电机带负载时，在定子三相绕组中产生感生电流，由于三相绕组在定子铁心里的部分处在用铁磁质制作的内心和外心的包围之中，所以每个嵌置在口槽里绕组的电流所产生的磁场均绕载流导线自行闭合，也就是说通过三相绕组的电流在定子铁心与转子磁极的气隙中无定子旋转磁场。节能交流发电机运行时原动机拖动转子转动除受到定子绕组电流的阻力(F)外还受到极小部分定子旋转磁场的阻力。

Claims (3)

1.一种节能交流发电机，主要由定子和转子组成，定子主要由定子铁心和定子三相绕组组成，定子三相绕组嵌置在定子绕组口槽(6)里，其特征是：在所述的定子绕组口槽(6)的两侧设有磁阻口槽(7)，每个通过定子三相绕组的电流所产生的磁场大部分绕载流导线自行闭合，使定子三相绕组的电流在定子铁心与转子磁极的气隙中的定子旋转磁场大量减少，运行时拖动转子转动除受到定子绕组电流的阻力(F)外还受到极小部分定子旋转磁场的阻力；所述的定子铁心主要由定子铁心外心(1)和定子铁心内心(2)组成，定子铁心外心(1)是一个圆环，其内侧设多个磁阻口槽(7)，所述的定子铁心内心(2)的外表面设有多个定子绕组口槽(6)，用以嵌置定子绕组，定子绕组口槽(6)的左右两侧设有磁阻口槽(7)，磁阻口槽(7)里设有定子铁心内心连接筋(8)；定子铁心内心(2)紧密的套装在定子铁心外心(1)内，且使定子铁心外心(1)和定子铁心内心(2)的磁阻口槽对齐。

2.根据权利要求1所述的节能交流发电机，其特征是：所述的定子铁心外心(1)和定子铁心内心(2)由表面涂有绝缘漆的薄片状硅钢片叠压制成。

3.根据权利要求2所述的节能交流发电机，其特征是：所述的定子铁心外心(1)和定子铁心内心(2)采用粉末状铁磁质，且各粉末间相互绝缘。

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