CN102394523A

CN102394523A - 聚磁式叠片爪极永磁发电机

Info

Publication number: CN102394523A
Application number: CN2011103863146A
Authority: CN
Inventors: 李志国; 李光友; 胡德贵; 鞠曙光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2012-03-28

Abstract

一种聚磁式叠片爪极永磁发电机，它包括定子、转子和电机支架，其特征是，所述的定子固定在电机支架上，它包括电机轴、铁芯定位盘、硅钢片、绕线架和带引出导线的线圈；所述的铁芯定位盘通过键连接在电机轴上，J形硅钢片变形后叠加成设计功率和转速要求的爪极，在硅钢片所形成的空腔内设有绕线架和线圈；在硅钢片与铁芯定位盘之间设有设有向外传热的热管；所述的转子包括与电机轴和电机支架均为轴承连接的左、右端盖及连接在左、右端盖之间的电机壳，所述的电机壳内侧设有磁钢，所述的磁钢的对数对应爪极的对数；左端盖或右端盖连接外部驱动力。在相同输出功率的情况下，该发电机结构简单，减小体积，减轻重量，提高效率，降低成本。

Description

聚磁式叠片爪极永磁发电机

技术领域

本发明涉及一种发电机，特别是涉及一种聚磁式叠片爪极永磁发电机。

背景技术

现有的永磁发电机定子上面有齿、有槽，转子上面有一对至多对磁钢，绕组和齿之间争夺有限的空间，发电机的体积重量比较大，耗材多，成本高，内耗高，效率低。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种聚磁式叠片爪极永磁发电机，在相同输出功率的情况下，该发电机结构简单，减小体积，减轻重量，提高效率，降低成本。

本发明的技术方案是，聚磁式叠片爪极永磁发电机，包括定子、转子和电机支架，其特征是，所述的定子固定在电机支架上，它包括电机轴、铁芯定位盘、硅钢片、绕线架和带引出导线的线圈；所述的铁芯定位盘为非导磁性材料制成，成对对称设置并通过键连接在电机轴上，其侧面上设有多个与硅钢片形状相适应的径向第一定位卡槽；组成铁芯的J形硅钢片变形后叠加成设计功率和转速要求的爪极，在硅钢片所形成的空腔内设有绕线架，所述的绕线架外侧设有多个与硅钢片形状相适应的径向第二定位卡槽；硅钢片由外侧的两铁芯定位盘及内侧的绕线架所限位；在硅钢片与铁芯定位盘之间设有设有向外传热的热管；所述的转子包括与电机轴和电机支架均为轴承连接的左、右端盖及连接在左、右端盖之间的电机壳，所述的电机壳内侧设有磁钢，所述的磁钢的对数对应爪极的对数；左端盖或右端盖连接外部驱动力。

在硅钢片与每一铁芯定位盘之间设有向外传热的热管，所述的热管通过电机轴上的管槽并联连接在一散热器上。

所述线圈的引出导线通过电机轴上的中心孔引出。

所述的J形硅钢片由不在同一平面内的硅钢片内侧、硅钢片中部和硅钢片外侧组成，所述的硅钢片内侧对接形成磁轭，所述的硅钢片外侧彼此平行交错。

由铁芯定位盘、硅钢片、绕组所构成的定子绕组组合体及转子磁钢，在电机轴上可依次串接三组，形成120°的相位差。

本发明的有益效果是：

1、重量轻。本发电机比原有的发电机体积小、重量轻：200W的发电机重量只有3.5Kg，是目前同样功率发电机重量的1/8左右，转速400为转/分钟；6KW的发电机只有32Kg，转速为500转/分钟，这是本发明特别突出的特点之一。

2、制造工艺简单。本发电机内部是积木式结构，所有部件的加工都是预先加工成半成品的小件组合，当安装时，只要将所有小件组合按绕线线圈上的定位槽和定位板上的固定位置排好，串在中间轴，中间套上紧固在一起，推入壳体盖好端盖即可。

3、制造成本低。本发电机总体重量轻，使用材料少，制造工艺简单，占用场地小，人力和运输费用相对都少，制造成本就降下来了，这是本发明另一特别突出的特点。

4、维修保养方便。因本发电机采用的是积木式制造工艺，拆装时无需专用工具，也无需过多的专业知识和技术，就像排积木一样，拆开更换所损坏配件即可，只需2-3年换一次润滑油。

5、使用寿命长。本发电机的额定转速低，配件的磨损小，密封性好，正常情况下可使用20年左右，这也是本发明特别突出的特点。

6、使用成本低。本发电机的制造成本低，重量轻，大大降低了运输费用，这样也就降低了用户的购买成本，维修成本的降低，使用寿命都会使使用成本降低。

7、工作效率高。该发电机绕组利用率高，铜秏小，爪极由硅钢片叠成，铁耗少，工作效率高。这也是本发明特别突出的特点。

8、该发电机的铜耗很小，主要内耗来自铁耗，尽管如此，为减少铁耗产生的热量对发电机性能的影响，该发电机的定位盘与热管结合在一起，将发电机工作时内部产生的热量通过热管快速排出，可明显提高发电机的功率密度。

附图说明

图1为本发明单相发电机实施例沿轴向剖视示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为本发明的铁芯硅钢片的主视示意图；

图4为本发明三相实施例沿轴向剖视示意图。

图中：1、动力轮；2、左端盖；3、铁芯定位盘；4、硅钢片；41、硅钢片内侧；42硅钢片中部；43硅钢片外侧，5、电机壳；6、磁钢；7、螺栓；8、线圈；9、导线；10、螺母；11、轴承；12、电机轴；13、键；14、散热器；15、热管；16、电机支架；17、轴承。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，为本发明单相发电机的结构示意图。

聚磁式叠片爪极永磁发电机，包括定子、转子和电机支架16等主要部分。

定子通过设置于电机轴12轴端的键13非转动地固定在电机支架16上，该定子包括电机轴12、铁芯定位盘3、硅钢片4、绕线架和带引出导线的线圈8。构成铁芯的硅钢片4和线圈8绕组的数量因起动扭矩的要求而定，当需要较小的起动扭矩时，数量可以增加，反之减少。

铁芯定位盘3为非导磁性材料制成，例如用铝合金、不锈钢或不导磁的复合材料加工，该铁芯定位盘3成对对称设置并通过键连接在电机轴12上，其侧面上设有多个与硅钢片形状和数量相适应的径向第一定位卡槽。组成铁芯的J形硅钢片变形后叠加成设计功率和转速要求的爪极。如图2、图3反应J形硅钢片变形后的形状。硅钢片呈J型，它由不在同一平面内的硅钢片内侧41、硅钢片中部42和硅钢片外侧43组成，硅钢片内侧41和硅钢片外侧43相平行，硅钢片中部42以一定的倾角连接硅钢片内侧41和硅钢片外侧43，安装在线圈架上后，硅钢片内侧对接形成磁轭，外侧彼此平行交错。硅钢片叠合绝缘粘固成组。

在硅钢片所形成的空腔内设有绕线架，所述的绕线架外侧设有多个与硅钢片形状相适应的径向第二定位卡槽，绕线架内侧为线圈8。硅钢片由外侧的两铁芯定位盘及内侧的绕线架所限位。由铁芯定位盘、硅钢片、绕组(绕线架和线圈)所构成的定子绕组组合体。在硅钢片4与铁芯定位盘3之间设有设有向外传热的热管15；在硅钢片与每一铁芯定位盘3之间设有向外传热的热管15，所述的热管通过电机轴12上的管槽并联连接在一散热器14上。该发电机的定位盘与热管结合在一起，将发电机工作时内部产生的热量通过热管快速排出，可明显提高发电机的功率，效率也明显提高。散热器14可以自然风冷，也可强制风冷，或者采用其它冷却散热方式。两铁芯定位盘与左端盖2和右端盖之间设有调节螺母10或挡圈，以对定子绕组轴向定位，从而保证铁芯和线圈绕组结合紧密，特别是保证硅钢片内侧对接问题。所述线圈8的引出导线9通过电机轴上的中心孔引出，这样既不受热管的影响，也不受其它转动件的影响。

转子包括与电机轴和电机支架分别通过轴承连接的左端盖2、右端盖，及通过螺栓7连接在左、右端盖之间的电机壳5，其中左端盖和右端盖通过轴承11与电机轴连接，左端盖2与电机支架16通过轴承17连接。电机壳5铸造加工、钢管加工或叠片组合都可以。所述的电机壳5内侧设有磁钢6，所述的磁钢的对数对应爪极的对数；左端盖2通过键连接作为外部驱动力的动力轮1。动力轮的动力可来自风力、水利或者其它动力机，由动力轮带动转子可绕定子转动。

当发电机转动时爪极将磁通聚集并通过绕组，提高绕组利用率。

如图4为本发明三相实施例沿轴向剖视示意图。其中，由铁芯定位盘、硅钢片、绕组所构成的定子绕组组合体及转子磁钢，在电机轴上可依次串接三组，轴向定位，形成120°的相位差，可产生三相交流电。各线圈的引出导线，各热管均分别引出。电机壳5可加长，外面可设辅助散热肋。其原理可参照图1所示的单相发电机，不再赘述。

Claims

1.聚磁式叠片爪极永磁发电机，包括定子、转子和电机支架，其特征是，所述的定子固定在电机支架上，它包括电机轴、铁芯定位盘、硅钢片、绕线架和带引出导线的线圈；所述的铁芯定位盘为非导磁性材料制成，成对对称设置并通过键连接在电机轴上，其侧面上设有多个与硅钢片形状相适应的径向第一定位卡槽；组成铁芯的J形硅钢片变形后叠加成设计功率和转速要求的爪极，在硅钢片所形成的空腔内设有绕线架，所述的绕线架外侧设有多个与硅钢片形状相适应的径向第二定位卡槽；硅钢片由外侧的两铁芯定位盘及内侧的绕线架所限位；在硅钢片与铁芯定位盘之间设有设有向外传热的热管；所述的转子包括与电机轴和电机支架均为轴承连接的左、右端盖及连接在左、右端盖之间的电机壳，所述的电机壳内侧设有磁钢，所述的磁钢的对数对应爪极的对数；左端盖或右端盖连接外部驱动力。

2.根据权利要求1所述的聚磁式叠片爪极永磁发电机，其特征是，在硅钢片与每一铁芯定位盘之间设有向外传热的热管，所述的热管通过电机轴上的管槽并联连接在一散热器上。

3.根据权利要求1所述的聚磁式叠片爪极永磁发电机，其特征是，所述线圈的引出导线通过电机轴上的中心孔引出。

4.根据权利要求2或3所述的聚磁式叠片爪极永磁发电机，其特征是，所述的J形硅钢片由不在同一平面内的硅钢片内侧、硅钢片中部和硅钢片外侧组成，所述的硅钢片内侧对接形成磁轭，所述的硅钢片外侧彼此平行交错。

5.根据权利要求1所述的聚磁式叠片爪极永磁发电机，其特征是，由铁芯定位盘、硅钢片、绕组所构成的定子绕组组合体及转子磁钢，在电机轴上可依次串接三组，形成120°的相位差。