CN101842964A

CN101842964A - 发电设备和电动机

Info

Publication number: CN101842964A
Application number: CN200880114081A
Authority: CN
Inventors: 金晋东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-09-22
Also published as: EP2206219A2; US20100244604A1; WO2009057948A3; WO2009057948A2; JP2011518536A

Abstract

本申请公开了一种发电设备和一种电动机。所公开的发电设备包括：由非铁金属构成的定子，和转子。所公开的电动机包括：磁场铁芯，由非铁金属构成的电动机外壳，以及具有与磁场铁芯的磁体面对部的宽度相同宽度的定子磁体。通过所公开的发电设备和所公开的电动机，提高了效率。

Description

发电设备和电动机

技术领域

本发明涉及发电设备和电动机。

背景技术

发电设备将动能、热能、化学能转化成电能。

发电设备由定子和转子组成。线圈绕着定子缠绕，并且永磁体安装在转子中。转子在定子周围旋转。如果通过外部能量使转子旋转，那么在线圈处产生电能。

电动机将电能转变成驱动功率。在所有工业上广泛地使用电动机。

电动机由定子和转子组成。线圈绕着定子缠绕，并且永磁体安装在转子中。

在传统的发电设备中，定子由铁制成，因此当转子旋转时，磁吸引力在定子与永磁体之间起作用。磁吸引力作为阻力，因此发电设备的效率较低。

在传统的电动机中，在转子与定子的外壳之间产生磁场，因此电动机的效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供发电设备和增强效率的电动机。

为了实现此目的，根据本发明的一个方面，发电设备包括：定子，其上缠绕有线圈，且由非铁金属(nonferrous metal)构成；和转子，其能够相对于定子旋转，并且转子中安装有磁体，且转子与线圈相互作用以发电。

根据本发明的另一方面，发电设备包括：定子，其由非铁金属构成，并包括定子本体和从定子本体伸出的定子伸出部，且在定子伸出部之间缠绕有线圈；转子，能够相对于定子旋转，并且在转子中安装有磁体，且转子与线圈相互作用以发电；以及铁固定件(ironfixture)，由铁构成且布置在定子伸出部之间。

根据本发明的另一方面，电动机将电能转变成驱动功率，并包括：磁场铁芯，包括在转子中，上面缠绕有线圈；电动机外壳，包括在定子中，并由非铁金属构成；以及定子磁体，与磁场铁芯产生磁场，并且具有与磁场铁芯的磁体面对部的宽度相同的宽度。

定子磁体的面向磁场铁芯的磁体面对部的面(aspect)是平面。

定子磁体具有与磁场铁芯的磁体面对部的长度相同的长度。

因此，本发明具有以下有利效果。

第一，本发明的发电设备的定子由非铁金属构成，因此，当发电设备工作时，转子的磁体与定子的本体之间的相互作用减到最小。因此，转子的旋转运动平稳地进行，并且，提高了发电设备的效率。

第二，本发明的发电设备的定子由非铁金属构成，因此，当发电设备工作时，发电设备内部产生的热量平稳地排放至发电设备外部。

第三，本发明的发电设备的定子由非铁金属构成，减小了定子的重量，因此，定子的生产和处理都是方便的。

第四，本发明的发电设备的铁固定件布置在定子处，因此，线圈被稳定地缠绕，并且，磁力集中于线圈处。因此，提高了发电设备的效率。

第五，本发明的发电设备的转子的本体具有磁体插入孔，磁体插入其中，因此，结合过程简单。

第六，本发明的发电设备的定子是薄的定子形成面板的层堆积物，因此，生产方便。

第七，本发明的电动机外壳由非铁金属构成，因此，磁场铁芯与电动机外壳的未布置磁体的其他部分之间的相互作用减到最小。因此，转子的旋转运动平稳地进行，并且提高了电动机的效率。

第八，在本发明的电动机中，磁力集中于磁场铁芯的磁体面对部与磁体之间的部分处，并且，将电动机外壳的其他部分处的磁力减到最小。因此，转子的旋转运动平稳地进行，并且提高了电动机的效率。

第九，在本发明的电动机中，面向磁场铁芯的磁体面对部的定子磁体是平面，因此磁力集中于磁场铁芯的磁体面对部与磁体之间的部分处。因此，转子的旋转运动平稳地进行，并且提高了电动机的效率。

第十，在本发明的电动机中，定子磁盖覆盖定子磁体并与电动机外壳结合，因此，外力不能将定子磁体与电动机外壳分离。因此，电动机的运输方便，并且电动机工作稳定。

第十一，本发明的电动机的定子磁盖由铁构成，因此定子磁盖被定子磁体磁化。因此，磁场铁芯的磁体面对部与磁体之间的部分处的磁场损失减到最小。

附图说明

图1是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的结合透视图；

图2是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的定子的透视图；

图3是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的转子的透视图；

图4是根据本发明第一实施例的发电设备的横截面视图；

图5是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的上面缠绕有线圈的定子的局部放大图；

图6是示出了包括在根据本发明第一实施例的发电设备的定子中的定子形成面板的视图；

图7是示出了图6的定子形成面板的层堆积物的视图；

图8是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的定子的铁固定件的透视图；

图9是示出了根据本发明的第一实施例的发电设备的定子的线圈的透视图；

图10是示出了根据本发明的第一实施例的发电设备的其中插有磁体的转子的透视图；

图11是示出了插在根据本发明第一实施例的发电设备的转子中的磁体的透视图；

图12是示出了磁体插入根据本发明第一实施例的发电设备的转子中的特征的透视图；

图13是根据本发明第二实施例的电动机的横截面视图；

图14是示出了根据本发明第二实施例的电动机的定子磁体和转子的侧视图；

图15是示出了根据本发明第三实施例的电动机的定子磁体的预安装特征的透视图；以及

图16是示出了图15的定子磁体的在安装之后特征的横截面视图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，其实例在附图中示出。

图1示出了根据本发明第一实施例的发电设备的结合透视图，图2是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的定子的透视图，图3是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的转子的透视图，图4是根据本发明第一实施例的发电设备的横截面视图，图5是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的上面缠绕有线圈的定子的局部放大图。

如图1至图5所示，本实施例的发电设备100包括定子200和转子300，在定子200的前侧和后侧形成有结合面板110，并且，盖120分别与结合面板110结合。

定子200固定至发电设备100所结合至的设备(例如，电动汽车、电动踏板车、船舶、家用空调设备等)。转子300与定子200相互作用并旋转，因此，发电设备100发电。

在盖120的中心部分形成有轴固定部130。旋转轴310安装在轴固定部130中以能够旋转。通过在轴固定部130与旋转轴310之间安装轴承的方法等方法，旋转轴310的旋转平稳地进行。

定子200包括线圈210、铁固定件220以及线圈布置部230。

通过缠绕铜线的方法来形成线圈210，并且，线圈210的每个端部连接至外部电设备。当转子300旋转时，在线圈210处感应发电，因此，通过线圈210的每个端部将电供应至外部电设备。

在线圈布置部230处形成有定子伸出部231和线圈布置底座232。

定子伸出部231从定子200的本体伸出。线圈210稳定地布置在相邻定子伸出部231之间的空间处。

为了有效地利用空间，定子伸出部231在定子200内侧的方向上变窄。例如，定子伸出部231的截面形成为三角形。

线圈布置底座232是定子200的本体的形成在定子伸出部231之间的部分。线圈210稳定地布置在线圈布置底座232处。

在线圈210稳定地布置在线圈布置底座232处之后，线圈210下沉，用绝缘体填充定子伸出部231之间的部分。因此，线圈210被稳定地固定并被绝缘。当然，使用了用于覆盖线圈210的盖。

设置在定子200处的多个线圈210通过根据发电设备100的使用等的电串联连接或并联连接的方法布置。通过连接的方法，将发电设备100的功率的输出量调节为与期望的量一致。

在此实施例中，定子200由非铁金属(例如，不锈钢、铝)。构成由于非铁金属与磁体的相互作用小于铁与磁体的相互作用，当发电设备100工作时，转子300的磁体340与定子200的本体之间的相互作用减到最小。因此，转子300的旋转运动平稳地进行，并且发电设备100的效率得以提高。并且，当发电设备100工作时，发电设备100内部产生的热量平稳地排放至发电设备100外部。并且，减小了定子200的重量，因此，定子的生产和处理都是方便的。

铁固定件220由铁构成并且结合于线圈布置底座232处。铁固定件220包括连接至线圈布置底座232的底座部211和从底座部211的中心部分伸出的伸出部222。

如图5所示，铁固定件220的高度h1(即，伸出部222的高度)小于定子伸出部231的高度h2。因此，通过铁固定件220的结合，线圈210被稳定地缠绕。并且，磁力集中于线圈210，因此提高了发电设备100的效率。

转子300连接至定子200，能够通过旋转轴310相对于定子200旋转。转子300包括旋转轴310、转子本体320、磁盖330以及磁体340。

根据转子本体320的圆周，在转子本体320的表面处形成凹槽(即，磁体插入孔，磁体340结合于此处)。磁盖330固定在凹槽处，因此，形成用于插入磁体340的空间。因此，磁体340的结合过程简单。

这里，除了上述方法以外，根据转子本体320的圆周，孔(磁体340结合于此处)穿过转子本体320。

图6是示出了包括在根据本发明第一实施例的发电设备的定子中的定子形成面板的视图，图7是示出了图6的定子形成面板的层堆积物的视图。

如图6和图7所示，图6的定子200是图7的薄的定子形成面板230a的层堆积物。

由于定子形成面板230a薄，所以定子形成面板230a的形成和堆积简单，因此，定子200的生产是方便的。

图8是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的定子的铁固定件的透视图。

如图8所示，定子200的铁固定件220包括底座部221和伸出部222，并形成为倒“T”形。

图9是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的定子线圈的透视图。

如图9所示，定子200的线圈210是电线，并形成为缠绕形状。如果线圈210是带形，那么线圈210的生产是简单的，不用缠绕线圈210的缠绕物。

图10是示出了根据本发明第一实施例的发电设备的其中插有磁体的转子的透视图，图11是示出了插在根据本发明的第一实施例的发电设备的转子中的磁体的透视图，图12是示出了将磁体插入根据本发明第一实施例的发电设备的转子中的特征的透视图。

如图10至图12所示，图11的磁体340是长方体形状并插入定子300的磁体插入孔321中，因此转子300的生产是简单的。

因此，本发明的发电设备100具有以下有利效果：

第一，本发明的发电设备100的定子200由非铁金属构成，因此，当发电设备100工作时，转子300的磁体340与定子200的本体320之间的相互作用减到最小。因此，转子300的旋转运动平稳地进行，并且，提高了发电设备100的效率。

第二，本发明的发电设备100的定子200由非铁金属构成，因此，当发电设备100工作时，发电设备100内部产生的热量平稳地排放至发电设备100外部。

第三，本发明的发电设备100的定子200由非铁金属构成，减小了定子200的重量，因此，定子200的生产和处理都是方便的。

第四，本发明的发电设备100的铁固定件220布置在定子200处，因此，线圈210被稳定地缠绕，并且，磁力集中于线圈210处。因此，提高了发电设备100的效率。

第五，本发明的发电设备100的转子300的本体320具有磁体插入孔321，磁体340插入其中，因此，结合过程简单。

第六，本发明的发电设备100的定子200是薄的定子形成面板230a的层堆积物，因此，生产方便。

图13是根据本发明第二实施例的电动机的横截面视图，图14是示出了根据本发明第二实施例电动机的的定子磁体和转子的侧视图。

如图13和图14所示，本实施例的电动机400通过相对于定子旋转转子而将电能转变成驱动功率，并且包括磁场铁芯440、电动机外壳410以及定子磁体420、430。

磁场铁芯440构成转子，并被线圈450缠绕。磁场铁芯440包括磁体面对部441、缠绕部442、轴插入部443以及旋转轴444。

磁体面对部441面向定子磁体420、430，并形成有设定宽度。磁体面对部441位于缠绕部442的端部处。

线圈450缠绕在缠绕部442处。如果用缠绕在缠绕部442处的线圈450供电，那么磁场铁芯440被磁化，因此，在磁场铁芯440与定子磁体420、430之间产生磁场。通过根据磁场的磁力，转子旋转。

旋转轴444插入轴插入部443。旋转轴444是转子的旋转中心。旋转轴444的两个端部与电动机外壳410等结合，能够旋转。

电动机外壳410与定子磁体420、430一起构成电动机400的定子。

在此实施例中，电动机外壳410由非铁金属构成。

如果电动机外壳由铁构成，会使电动机外壳被磁化。因此，在磁化的磁场铁芯与定子磁体之间、以及在磁化的磁场铁芯与电动机外壳的未布置定子磁体的其它部分之间产生磁场。因此，由于转子不能平稳地旋转，所以电动机的效率较低。

在此实施例中，电动机外壳410由非铁金属构成，因此，磁场铁芯440与电动机外壳410的未布置定子磁体420、430的其它部分之间的相互作用减到最小。因此，转子的旋转运动平稳地进行，并且提高了电动机400的效率。

定子磁体420、430布置在电动机外壳410处，并且与磁场铁芯440一起产生磁场，并且具有与磁场铁芯440的磁体面对部的宽度相同的宽度。定子磁体420、430分别具有不同的磁极。例如，上部定子磁体420具有N磁极，而下部定子磁体430具有S磁极。因此，磁力集中于磁场铁芯440的磁体面对部441与定子磁体420、430之间的部分，并且，电动机外壳410的其它部分处的磁力减到最小。因此，转子的旋转运动平稳地进行，并且提高了电动机400的效率。

定子磁体420、430的面向磁场铁芯440的磁体面对部441的部分是平面，因此，磁力集中于磁场铁芯440的磁体面对部441与定子磁体420、430之间的部分处。因此，转子的旋转运动平稳地进行，并且提高了电动机400的效率。

在下面，说明本发明的第三实施例。在进行此说明时，如果第三实施例的内容与第二实施例的内容重叠，那么用第二实施例的内容替代第三实施例的重叠内容，并且省略第三实施例的重叠内容。

图15是示出了根据本发明的第三实施例的电动机的定子磁体的预安装特征的透视图，图16是示出了图15的定子磁体的安装之后的特征的横截面视图。

如图15和图16所示，本实施例的电动机进一步包括覆盖定子磁体520且与电动机外壳510结合的定子磁盖530，定子磁体520将被固定。

具体地，如图15所示，通过下沉设定深度，在电动机外壳510处形成有定子磁体布置孔511。定子磁体520布置在定子磁体布置孔511处。

在将定子磁体520布置在定子磁体布置孔511处之后，用定子磁盖530覆盖定子磁体520的上部。可通过螺栓连接等方式在电动机外壳510处结合定子磁盖530。

定子磁盖530覆盖定子磁体520并与电动机外壳510结合，因此，通过外力不能将定子磁体520与电动机外壳510分离。因此，电动机的运输方便，并且电动机稳定地工作。

并且，如果定子磁盖530由铁构成，那么定子磁盖530会被定子磁体520磁化。因此，将磁场铁芯440的磁体面对部441与定子磁体520之间的部分处的磁场损失减到最小。

对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，在不背离本发明的实质或范围的前提下，可对本发明进行各种修改和变型。因此，意图是，本发明覆盖本发明提供的处于所附权利要求及其等效物的范围内的修改和变型。

工业实用性

因此，本发明具有以下工业实用性：

提高了发电设备和电动机的效率。

Claims

1.一种发电设备，包括：

定子，其上缠绕有线圈，且所述定子由非铁金属构成；以及

转子，能够相对于所述定子旋转，并且所述转子中安装有磁体，且所述转子与所述线圈相互作用以发电。

2.根据权利要求1所述的发电设备，其中，所述定子由不锈钢和铝中的至少一种构成。

3.根据权利要求1所述的发电设备，其中，定子伸出部从所述定子伸出，并且所述线圈布置在相邻定子伸出部之间的部分处。

4.根据权利要求3所述的发电设备，其中，所述定子伸出部在所述定子内侧的方向上变窄。

5.根据权利要求3所述的发电设备，其中，相邻定子伸出部之间的部分填充有绝缘体。

6.根据权利要求1所述的发电设备，其中，所述定子是薄的定子形成面板的层堆积物。

7.根据权利要求1所述的发电设备，其中，根据所述转子的圆周，在所述转子的表面部分形成有磁体插入孔。

8.根据权利要求7所述的发电设备，其中，所述磁体插入孔由形成于所述转子的表面部分处的凹槽和覆盖所述凹槽的盖形成。

9.根据权利要求7所述的发电设备，其中，所述磁体插入孔穿过所述转子的表面部分。

10.一种发电设备，包括：

定子，由非铁金属构成，并包括定子本体和从所述定子本体伸出的定子伸出部，并且在所述定子伸出部之间缠绕有线圈；

转子，能够相对于所述定子旋转，并且所述转子中安装有磁体，且所述转子与所述线圈相互作用以发电；以及

铁固定件，由铁构成并布置在所述定子伸出部之间。

11.根据权利要求10所述的发电设备，其中，所述铁固定件包括连接至相邻定子伸出部之间的底座的底座部、以及从所述底座部伸出的伸出部。

12.根据权利要求11所述的发电设备，其中，所述伸出部的高度低于所述定子伸出部的高度。

13.一种将电能转变成驱动功率的电动机，其中，所述电动机包括：

磁场铁芯，包括在转子中，其上缠绕有线圈；

电动机外壳，包括在定子中，并由非铁金属构成；以及

定子磁体，与所述磁场铁芯产生磁场，并且所述定子磁体具有与所述磁场铁芯的磁体面对部的宽度相同的宽度。

14.根据权利要求13所述的电动机，其中，所述定子磁体的面向所述磁场铁芯的磁体面对部的面是平面。

15.根据权利要求13所述的电动机，其中，所述定子磁体的长度与所述磁场铁芯的磁体面对部的长度相同。

16.根据权利要求13所述的电动机，其中，所述电动机进一步包括定子磁盖，所述定子磁盖覆盖所述定子磁体并与所述电动机外壳结合。

17.根据权利要求16所述的电动机，其中，所述定子磁盖由铁构成。