CN102577051B - 电磁发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电气工程领域，具体涉及低速发电机，且可特别用于风能装置。在具有装配有永磁体（3）和（4）的转子以及包括两个平行薄片（5）和（6）且在该两个薄片之间设置有环形绕组（7）的定子的电磁发电机中，该转子由固定于轴的平行圆盘（1）和（2）形成，环状的永磁体（3）和（4）的排设置在每一个所述圆盘上的互相相对的表面上，所述永磁体在每一排等距地设置，且该永磁体的极性在每一排交替，其中在一排中的永磁体的极转向另一排中的永磁体的相反极，且该定子的环形绕组（7）的形式为具有侧边（8）和（9）的等腰梯形，侧边（8）和（9）相对于转子的旋转轴径向地设置，且在该梯形底部的该环形绕组（7）的部分（11）和（12）具有拱形的凸曲率，且该环形绕组（7）一个套一个地成对插入，其中在梯形底部的环形绕组（7）的部分（11）和（12）之间的距离l超过该环形永磁体排的宽度b。这提高了发电机的效率并降低了启动转矩和运行期间的噪声级。

Description

电磁发电机
技术领域
本发明涉及电气工程领域，具体涉及低速发电机，且可特别用于风能装置中。
背景技术
低速电磁发电机，其包含位于由铁片或压缩铁粉制成的铁心上的环形定子绕组排和配套的环形永磁转子磁体排，这种结构在本领域是公知的，特别是具有用于正弦电压的永久磁化的同步机，其中绕组是集中的而不是分布在槽中，具有绕组的铁心用不具有绕组的铁心代替，使得每一个第二铁心具有绕组，铁心之间的间隙的数量不同于极的数量，其中铁心之间间隙的数量s和极的数量p对应于公式|s-p|＝2·m且s＝12·n·m，其中n和m为正整数，并且其中电机设计成用于具有串联连接邻近线圈的三相电压，从而获得在每相可以串联或并联连接的·m个这样的组，参见RU2234788C2。
所述发电机的缺点包括它的低效率：环形排中的绕组的位置彼此相距很大的距离，且当磁体位于绕组之间的间隙中时，其中没有感生电动势。
另一种公知的电磁发电机具有装配有永磁体的转子和具有以互连圆盘为形式的两个平行薄片的定子，其中绕组设置在以互连圆盘为形式的两个平行薄片之间；该定子具有平坦环形的磁心，参见RU2168062。
这种工程方案被作为本发明的原型；其具有与上述类似方案(参见RU2234788C2)相同的缺点，即低效率，其由同样的问题导致。此外，当转子的永磁体经过定子绕组的铁心时，该永磁体以及定子绕组的铁心变得互相吸引(即所谓的转子吸附效应)，阻扰了该发电机的启动并在其运行期间产生强烈的噪音。
本发明的一个目的在于提高发电机的效率并降低启动转矩以及运行期间的噪声级。
发明内容
根据本发明，在具有装配有永磁体的转子和包括两个平行薄片并在该两个薄片之间设置有环形绕组的定子的电磁发电机中，该转子由固定于轴的两个平行圆盘形成，环状的永磁体排设置在每一个所述圆盘上的互相相对的表面上，所述永磁体在每一排等距地设置，并且该永磁体的极性在每一排交替，其中在一排中的永磁体的极转向另一排中的永磁体的相反极，且该定子的环形绕组的形式为具有侧边的等腰梯形，该侧边相对于转子的旋转轴径向地设置，而且在该梯形底部的环形绕组的部分具有拱形的凸曲率，且该环形绕组一个套一个地成对插入，其中该在梯形底部的环形绕组的部分之间的距离l超过该环形永磁体排的宽度b。
申请人未发现任何包含有关工程方案与本发明相同的数据的信息源，这可以推断本发明符合“新颖性”(N)的标准。
本发明特征的实现提供了新颖的技术结果：转子的移动磁体之间的环形间隙以更均匀的方式被绕组线匝填充，这通过实际上消除在原型中存在的电动势感生中的停顿而提高了发电机的效率。
申请人未发现任何包含有关发明的特征对本发明所产生的技术结果有影响的数据的信息源，这可以推断本发明符合“创造性”(IS)的标准。
附图简述
本发明的实质将通过参考附图作进一步解释，其中：
图1-侧视图；
图2-图1的A-A截面；
图3-互相耦合的相邻环形绕组，示出为轴测投影；
图4-与图3相同，平面视图；
图5-图4的B-B截面。
优选实施例
电磁发电机的转子由固定于轴10的两个平行圆盘1和2形成。在该特定实施例中，圆盘1和2由电工钢制成。永磁体3和4的环形排分别设置在所述圆盘1和2的互相相对的表面上。在每一个环形排中，磁体3和4相对彼此为等距地设置。永磁体的极性在每一排中交替，并且在一排中的永磁体的极转向另一排中的永磁体的相反极(参见图1)。电磁发电机的定子包括两个平行的薄片5和6，并在薄片5和6之间以等腰梯形为形式设置有环形绕组7。该梯形的侧边8和9相对转子的纵向旋转轴径向地设置，且绕组7在该梯形底部的部分11和12具有拱形(参见图5)形式的凸曲率。绕组7通过被一个套一个(参见图3)地插入，成对地彼此耦合，其中环形绕组7的部分11和12之间的距离l超过永磁体(参见图4)的环形排的宽度b。位于上部的绕组7固定至薄片5，且下部的绕组7固定至薄片6。
电磁发电机采用下述方式运行。当具有轴10的转子旋转时，永磁体3和4的磁场线与环形绕组7的线匝交叉并在绕组7中感生电动势。由于环形绕组7的侧边8和9位于具有不同极性的磁极之间，在绕组7的侧边8和9中产生不同指向的电动势(参见图2中的箭头)。因此，在每一个绕组7中流动有环电流。该固定于薄片5的绕组相互连接，且该固定于薄片6的绕组同样也相互连接。
由于该绕组7的导体均匀地填充在移动磁体3和4之间的环形间隙(参见图5)，因而产生用于移动磁体的均匀媒介，所述的结构没有转子吸附问题，其极大地确保了发电机安静并平滑的运行。
工业实用性
本发明的设备可以通过常用的建筑材料和工厂设备来制造。以申请人的观点，这可以推断出本发明符合“工业实用性”(IA)的标准。

Claims (1)

1.一种电磁发电机，具有装配有永磁体的转子和包括两个平行薄片且在该两个平行薄片之间设置有环形绕组的定子，其特征在于：
所述转子由固定于轴的两个平行圆盘形成，在每一个所述圆盘上的互相相对的表面上设置有环状的永磁体的排，所述永磁体在每一排等距地设置，并且所述永磁体的极性在每一排交替，其中在一排中的永磁体的极转向另一排中的永磁体的相反极，且所述定子的环形绕组的形式为具有侧边的等腰梯形，所述侧边相对于所述转子的旋转轴径向地设置，且在所述梯形的底部的所述环形绕组的部分具有拱形的凸曲率，且所述环形绕组一个套一个地成对插入，其中在所述梯形的底部的环形绕组的部分之间的距离l超过所述环形永磁体排的宽度b。
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