CN104160600A - 电磁发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机工程领域，尤其涉及低速发电机，并尤其可被用在风能设备中。在以下的电磁发电机中，该电磁发电机具有配备有永磁体的转子和包括两个平行叠层5、6的定子，在两个平行叠层之间安排有具有等腰梯形形状的环形绕组7，环形绕组具有相对于转子的旋转轴被径向安排的横向侧8、9，其中在梯形基座中的环形绕组的截面11、12具有凸曲率，转子是从被固定到轴10的两个平行盘1、2中形成的，其中环形的各行永磁体3、4被安排在彼此相对的表面上的所述盘的每一个上，所述永磁体的极性在每个行中交替，其中在一个行中的永磁体的磁极被变为与在另一行中的永磁体的磁极相反，环形绕组相互插入以形成一模块，其中在梯形基座中环形绕组的截面之间的距离l超过环形的永磁体行的宽度b，并且在环形绕组之间被安排有具有等腰梯形形状的附加的平面环形绕组13，该平面环形绕组具有被安排在其它环形绕组的横向侧之间的一个平面中的横向侧14。这提供了产生三相电流的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及电机工程领域，尤其涉及低速发电机，并尤其可被用在风能设备中。
背景技术
现有技术中已知低速电磁发电机，其包括在由铁片或压紧的铁粉制成的铁芯上环形的一行定子绕组以及匹配的环形的一行永转子磁体，尤其具有用于正弦电压的永久磁化的同步机，其中绕组被集中而非分布在槽中，具有绕组的芯与不具有绕组的铁芯交替，使得每两个铁芯具有一个绕组，芯之间间隙的数量与磁极的数量不同，其中芯之间间隙的数量s和磁极的数量p对应于公式|s-p|＝2·m和s＝12·n·m，其中n和m是正整数，其中该机器用毗连线圈的串联被设计来用于三相电压以获得每相位m个能被串联或并联的组，RU2234788C2。
这样的发电机的劣势包括它的低效率(低能量转换效率)，这是因为环形行中的绕组被安置为彼此离开大的距离并且当磁体位于绕组之间的间隙时，没有电动势(emf)在绕组中感生。
另一已知的电磁发电机包括配备有永磁体的转子和包括两个平行叠层的定子，该平行叠层具有在它们之间被安排有绕组的内连接盘形式；该定子具有平环形式的磁芯，RU2168062C1。
这个技术方案具有与以上提到的相似方案(RU2234788С2)相同的劣势，即它的低能量转换效率，其具有相同的原因。此外，当转子的永磁体越过定子绕组的芯时，永转子磁体和定子绕组的芯变得相互吸引(所谓的转子粘贴效果)，其阻碍发电器的启动并在其运行期间产生强噪声。
在以下电磁发电机中实现了在运行期间发电机增加的能量转换效率、减少的起动转矩以及减低的噪声水平，该电磁发电机包括配备有永磁体的转子和包括两个平行叠层的定子，在两个平行叠层之间安排有具有等腰梯形形状的环形绕组，环形绕组具有相对于转子的旋转轴被径向安排的横向侧，其中在梯形基座中的环形绕组的截面具有凸曲率；转子是从被固定到轴的两个平行盘中形成的，其中环形的各行永磁体被安排在彼此相对的表面上的所述盘的每一个上，所述永磁体的极性在每个行中交替，其中在一个行中的永磁体的磁极被变为与在另一行中的永磁体的磁极相反，环形绕组相互插入，并且其中在梯形基座中环形绕组的截面之间的距离l超过环形的永磁体行的宽度b，RU2427067С1。
这一设备被用作本发明的原型。该发电机可被用于主要向家用单相设备提供电力，因为它产生二相电流。
该原型的劣势包括在没有附加设备的情况下，它不能被用于向三相负载提供电力并且不能被连接到中央(三相)电网。
发明内容
本发明的目的是提供产生三相电流的可能性。
根据本发明，在以下的电磁发电机中，电磁发电机具有配备有永磁体的转子和包括两个平行叠层的定子，在两个平行叠层之间安排有具有等腰梯形形状的环形绕组，环形绕组具有相对于转子的旋转轴被径向安排的横向侧，其中在梯形基座中的环形绕组的截面具有凸曲率，转子是从被固定到轴的两个平行盘中形成的，其中环形的各行永磁体被安排在彼此相对的表面上的所述盘的每一个上，所述永磁体的极性在每个行中交替，其中在一个行中的永磁体的磁极被变为与在另一行中的永磁体的磁极相反，环形绕组相互插入以形成一模块，其中在梯形基座中环形绕组的截面之间的距离l超过环形的永磁体行的宽度b，并且在环形绕组之间被安排有具有等腰梯形形状的附加的平面环形绕组，该平面环形绕组具有被安排在其它环形绕组的横向侧之间的一个平面中的横向侧。
申请人未发现包含关于与本发明相同的技术方案的数据的任何信息源，这能够得出本发明符合新颖性(“N)标准。”
本发明各特征的实现向电磁发电机提供重要的新特性，即产生三相电流的可能性。
申请人未发现包含与影响本发明产生的技术效果的发明特征的数据的任何信息源。根据申请人的观点，上述新属性能够得出本发明符合创造性(“IS)标准。”
附图说明
以下参照作为示例的附图进一步描述本发明，在附图中：
图1—侧视图；使用具有矩形形状的永磁体的实施例；
图2—附图1的A-A截面；
图3—侧视图；使用具有梯形形状的永磁体的实施例；
图4—附图3的B-B截面；
图5—相互耦合的毗邻环形绕组(一模块)，在轴测投影中显示；
图6—毗邻环形绕组(一模块)，在俯视图中显示；
图7—图6的C-C截面。
具体实施方式
从被固定到轴10的两个平行盘1、2中形成电磁发电机的转子。在这个特定实施例中，盘1、2是由电工钢(electrical steel)制成的。环形的各行永磁体3、4被分别安排在彼此相对的表面上的所述平行盘1、2上。在每个环形行中，磁体相互在具有0.1-0.2mm间隙的情况下耦合。在图1和2显示的实施例中，永磁体3、4具有矩形的形状并通过它们的具有以上提到的间隙的角度来相互邻接。在图3和4显示的实施例中，永磁体3、4具有梯形的形状并通过它们的相邻横向平面来相互邻接。在图1和2显示的实施例中，在永磁体3、4之间留下相对小的三角形间隙。磁体之间的间隙(空隙)用环氧化合物来填充。永磁体3、4的极性在每行中交替，而在一行中的永磁体3、4的磁极被变为与在另一行中的永磁体3、4的磁极相反。电磁发电机的定子包括两个平行的叠层5、6，在两个叠层5、6之间安排有具有等腰梯形形状的环形绕组7。绕组7的横向侧8、9相对于转子的旋转纵轴被径向地安排，并且在梯形基座中的绕组7的截面11、12具有凸曲率(参见图5)。环形绕组7被相互插入，而在它们之间安排具有等腰梯形形状的附加的平面环形绕组13，通过这样的方式，附加的平面环形绕组13的横向侧14被安排在具有环形绕组7的横向侧8、9的一个平面中。绕组7的截面11、12之间的距离l超过环形的永磁体3、4行的宽度b(参见图2、4和6)。位于上方的绕组7被固定到叠层5，而较低的绕组7被固定到叠层6。绕组7和13用将它们牢固地结合在单个模块中的环氧化合物来填充(参见图5和6)。
电磁发电机按以下方式来运作。当转子和轴10旋转时，永磁体3、4的磁场线穿过环形绕组7和13的匝并在所述绕组7和13中感生emf。由于环形绕组7的横向侧8、9和绕组13的横向侧14位于磁体3、4的具有不同极性的磁极之间，在绕组7的横向侧8、9和绕组13的横向侧14中感生不同方向的emf(用图6中的箭头显示)。因此，环电流在每个绕组7和绕组13中流动。被固定到板5的绕组7相互电连接，被固定到板6的绕组7以及绕组13被类似地相互连接。
由于附加的绕组13是平面的，它变得在结构上可能将它的横向侧安排在绕组7的横向侧之间的一个平面中，这允许发电机的转子在存在三个绕组的情况下旋转，而发电机产生三相电流。绕组中的电流被相移相同的值，这是因为绕组的横向侧相互毗邻(不考虑间隙)。由于绕组7和13导线均匀地填补移动磁体3、4的间隙，从而产生用于移动磁体3、4的均匀介质，不存在转子粘贴问题，最终确保发电机安静且平稳的运转。
工业实用性
本发明的装置可通过常用构建材料和工厂设备来制作。根据申请人的观点，这能够得出本发明符合工业实用性(“IA)标准。”
Claims (1)
1.一电磁发电机，所述电磁发电机具有配备有永磁体的转子和包括两个平行叠层的定子，在两个平行叠层之间安排有具有等腰梯形形状的环形绕组，所述环形绕组具有相对于所述转子的旋转轴被径向安排的横向侧，其中在梯形基座中的所述环形绕组的截面具有凸曲率，其中所述转子是从被固定到轴的两个平行盘中形成的，其中环形的各行永磁体被安排在彼此相对的表面上的所述盘的每一个上，所述永磁体的极性在每个行中交替，其中在一个行中的永磁体的磁极被变为与在另一行中的永磁体的磁极相反，所述环形绕组相互插入以形成一模块，其中在梯形基座中所述环形绕组的截面之间的距离l超过环形的永磁体行的宽度b，其特征在于，在所述环形绕组之间安排有具有等腰梯形形状的附加的平面环形绕组，所述平面环形绕组具有被安排在其它环形绕组的横向侧之间的一个平面中的横向侧。
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