CN105262249A - 一种盘式有铁芯发电机 - Google Patents
一种盘式有铁芯发电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105262249A CN105262249A CN201510783055.9A CN201510783055A CN105262249A CN 105262249 A CN105262249 A CN 105262249A CN 201510783055 A CN201510783055 A CN 201510783055A CN 105262249 A CN105262249 A CN 105262249A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- line cutting
- magnetic force
- force line
- iron core
- cutting structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
一种盘式有铁芯发电机,属于电力设备、电器设备、新能源、风力发电领域。包括转子、磁力线切割结构、定子;磁力线切割结构包含永磁体环和线圈环,线圈环由带铁心线圈和磁轭环组成,本发电机一般情况至少有一对(两套)磁力线切割结构,具有结构简单成本低,运行稳定振动小,单位体积功率大,微力启动等优点;易于制作和维护,即适合小规模生产,也适合大规模流水线批量产,基本没有硅钢片边角料的产生,可以作为发电机更新换代产业推广。
Description
技术领域
属于电力设备、电器设备、新能源、风力发电领域。
背景技术
起源于国外目前流行的一种盘式无铁芯发电机,优点是结构简单、成本低廉适于小型风力发电等领域。但是功率小转子面积大,盘式有铁心发电机可以克服前者的缺点,结构和制作工艺是有待研究的课题。
尝试给这种发电机加上铁芯,带铁芯线圈结构如图3所示,但制作出的样机震动大,这是永磁体与铁芯吸引力变化引起的。若改进成图4的T形铁芯,震动减小了,但是制作工艺复杂度过高,提高了成本,且专业书籍和业内人士都认为这种方案不可行,被否决掉了,所以目前流行的只有盘式无铁芯发电机,没有盘式有铁芯发电机。
本人对盘式有铁芯发电机做了研究,找到了解决震动的方案,并简化和优化了发电机结构和生产工艺。
本发明内容也适用于永磁电动机。下面的描述以永磁环固定在转子盘上为例来说明,反过来也适用。
发明内容
一种盘式有铁芯发电机,包括转子、磁力线切割结构、定子,转子包含轴、转子盘,磁力线切割结构包含有永磁体环和线圈环,转子盘配备有磁力线切割结构,永磁体环是由一套永磁体SN方向交错的等距分布在一个园环上,如图1上永磁体所示,通常永磁体环固定在转子盘上,这样就不用导电滑环了;线圈环是由一组固定在磁轭环上的带铁芯线圈组成,如图2所示,通常线圈环是作为定子的一部分;为了降低加工成本、减少复杂度和减少硅钢片边角料的生成,构成铁芯的硅钢片近间隙端做成类似矩形头的简单形状而不是T形的复杂形状,磁轭环是由硅钢片(带)缠绕而成;由于铁芯上需要缠绕线圈,导致相邻线圈环中铁芯之间有一定距离,产生了铁芯空挡,当转子盘旋转的时候,永磁体环与线圈环相互作用力的合力随着旋转而改变,作用在转子盘上的合力可分解为平行于轴的分力F1和让转子盘旋转的力F2,F1的害处不大,F2是在正向和反向之间变化导致系统震动,F1在最小值的情况时是不稳定平衡,F1在最大值时是稳定平衡,转子静止不受外力时F1处于最大值状态,这时的F2为零,是稳态,当有外力让转子盘旋转时,F2产生(双向)阻止旋转的力,外力必须克服这个阻力才能使转子盘旋转起来,这个能使转子盘旋转起来的最小外力矩即为启动力矩,为了减小这个启动力矩和解决震动问题,我们给转子盘成对配备磁力线切割结构,每个转子盘配备有一对及一对以上的磁力线切割结构;
每个磁力线切割结构中的永磁体环和线圈环产生一个作用力合力,一对磁力线切割结构中,产生了两个这样的作用力合力,这两个作用力合力是互补的。
一对磁力线切割结构中,结构1命名为J1,结构2命名为J2,J1中的铁芯填补了J2中的铁芯空挡,反过来也一样,并且互相填补了铁芯空挡,形成互补关系,这些磁力线切割结构中的永磁体与铁芯的吸引力形成了互补关系,换句话说:让J1的F1最(大)小值时,J2的F1处于最(小)大值,从而减小了启动力矩也消减了整体震动,从而实现简单的铁芯结构也能消除系统性震动。只是产生了一些内部应力变化,比如转子盘内部应力和线圈环的内部应力变化。这些应力变化是局部的,没有在系统上显示出来,设备是微力启动的。
这样的结构还有一个好处是,转子盘切割磁力线的能力增加了一倍,而设备的直径并没有增加,往往这类设备的直径比长度更敏感。
定义:
永磁体环半径:是指永磁体中心位置到环心的距离;
线圈环半径:是指线圈中铁芯在近间隙端面的几何中心到线圈环中心的距离;
磁力线切割结构半径:永磁体环半径与线圈环半径尽量保持相等或接近,这样能保证磁力线切割最大化,等同于永磁体环半径或者线圈环半径;
转子可以包含有多个转子盘来增加总功率。在一个盘面上可配备有多个不同半径的磁力线切割结构。
一对相同半径的磁力线切割结构配置在转子盘的两个面上,一个盘上可以配有多对这样的磁力线切割结构。
如图5,这两个磁力线切割结构中的铁芯是交错的,而永磁体是对齐分布的。
如图6,这两个磁力线切割结构中的铁芯是对齐的,而永磁体是交错分布的。
在这里说明一下图5的方案比图6的方案多一个优点,转子盘两面的永磁体有个互相加强的作用。
如图7,是多转子盘的情况,在每两个转子盘之间的磁力线切割结构中的线圈环,是合并在一起的,省掉了磁轭环。
附图说明
图3、4、5、6、7的图示说明:转子盘上的永磁体环与线圈环相对位置的沿周线展开视图的一部分,视角是从盘外看向轴心线并垂直于轴心线的。
图1-盘式发电机转子盘加永磁体环的轴向视图,以12块永磁体构成为例。
图2-线圈环的轴向视图,以9个有铁芯线圈构成为例。
图3铁芯的近间隙端为方形的情况。
图4铁芯的近间隙端为T形的情况。
图5双定子,带方形头铁芯线圈,铁芯位置交错,转子双面带永磁体,永磁体位置对齐。
图6双定子,带方形头铁芯线圈,铁芯位置对齐,转子双面带永磁体,永磁体位置交错。
图7多转子情况的一种,铁芯位置交错,永磁体位置对齐。
图中的文字说明
1转子盘
2永磁体
3转子盘轴部
4磁轭环,由硅钢片(带)缠绕而成
5缠绕在铁芯上的线圈
6方形头铁芯
7T形头铁芯
8永磁体与铁芯间隙,本文中简称间隙
9在虚线矩形框内为无磁轭线圈环的一部分
具体实施方式
如图5,这个系统是由一个转子盘、一对(两个)磁力线切割结构组成,磁力线切割结构分布在转子盘的两边,永磁体(2)环固定在转子盘面上并且是对齐分布的,图中转子盘(1)两侧的永磁体是对齐的,两侧线圈环中的铁芯(6)位置交错,图中转子盘(1)左侧的铁芯与右侧铁芯错位,互相填补了铁芯空挡,这个效果经过了实际样机的验证。
如图7所示,图中包含5个部分,从左到右依次是1、线圈环,2、转子盘和永磁体环,3、无磁轭线圈环,4、转子盘和永磁体环,5、线圈环。构成了多个转子盘发电机。
Claims (6)
1.一种盘式有铁芯发电机,包括转子、磁力线切割结构、定子等,转子包含轴、转子盘,磁力线切割结构包含有永磁体环和线圈环,其特征是:转子包含有一个或者一个以上的转子盘,每个转子盘配备有一对或一对以上的磁力线切割结构,在一对磁力线切割结构中,产生了两个作用力合力,这两个作用力合力是互补的。
2.如权利要求1中所述转子盘配备的磁力线切割结构,其特征是:在一个盘面上配备有多于一个的不同半径磁力线切割结构。
3.如权利要求1中所述转子盘上配备的磁力线切割结构,其特征是:一对相同半径的磁力线切割结构配置在转子盘的两个面上,一个盘上可以配有多对这样半径不同的磁力线切割结构。
4.如权利要求3中所述一对相同半径的磁力线切割结构,其特征是:这两个磁力线切割结构中的铁芯位置是对齐的,而永磁体位置是交错分布的。
5.如权利要求3中所述一对相同半径的磁力线切割结构,其特征是:这两个磁力线切割结构中的铁芯位置是交错的,而永磁体位置是对齐分布的。
6.如权利要求1中所述的转子和磁力线切割结构,其特征是:转子中有多于一个的转子盘,在相邻的两个转子盘之间的磁力线切割结构中的线圈环,是合并在一起的,省掉了磁轭。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510783055.9A CN105262249A (zh) | 2015-11-17 | 2015-11-17 | 一种盘式有铁芯发电机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510783055.9A CN105262249A (zh) | 2015-11-17 | 2015-11-17 | 一种盘式有铁芯发电机 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105262249A true CN105262249A (zh) | 2016-01-20 |
Family
ID=55101801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510783055.9A Pending CN105262249A (zh) | 2015-11-17 | 2015-11-17 | 一种盘式有铁芯发电机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105262249A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021052073A1 (zh) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 上海磁雷革传动系统有限公司 | 永磁转子以及永磁电机 |
-
2015
- 2015-11-17 CN CN201510783055.9A patent/CN105262249A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021052073A1 (zh) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 上海磁雷革传动系统有限公司 | 永磁转子以及永磁电机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Uppalapati et al. | Performance of a magnetic gear using ferrite magnets for low speed ocean power generation | |
JP4692688B1 (ja) | 回転電機、直動電機、および風力発電システム | |
US8350434B2 (en) | Permanent magnet type rotary electric machine | |
CN201904662U (zh) | 旋转电机及风力发电系统 | |
CN104092342B (zh) | 一种磁阻调制式双定子无刷双馈电机 | |
CN105114457B (zh) | 一种轴向径向电励磁磁轴承 | |
CN105782242A (zh) | 一种飞轮储能系统及其五自由度磁悬浮支承结构 | |
CN103762759A (zh) | 具有高磁隔离能力的径向磁通模块化多相电机 | |
CN104953728A (zh) | 多边形定子铁芯及包括其的电机 | |
CN203014620U (zh) | 永磁电机 | |
CN105391268A (zh) | 一种圆筒型初级永磁式横向磁通直线电机 | |
CN101588119B (zh) | 一种爪极式定子的聚磁式横向磁场电机 | |
CN103929035A (zh) | 一种容错式单绕组无轴承永磁电机 | |
WO2016186533A1 (ru) | Магнитоэлектрический генератор | |
JP2016518097A (ja) | 磁束スイッチング変調磁極機械 | |
CN105262249A (zh) | 一种盘式有铁芯发电机 | |
CN210518073U (zh) | 一种新型高功率密度爪极永磁电机 | |
CN104967267B (zh) | 一种恒转矩型永磁耦合器 | |
CN104471845A (zh) | 用于电磁电机或电磁发电机的定子元件的包括至少一个单一构件式刚性分支的绕组和其生产方法 | |
CN203482059U (zh) | 多孔旋转电机 | |
CN101771326A (zh) | 一种具有双层气隙的圆筒形直线电机 | |
CN106949142B (zh) | 一种外转子径向六极的径向-轴向混合磁轴承 | |
Shah et al. | Comparative analysis of surface mounted and flux focusing type axial flux permanent magnet motor | |
JP2023540516A (ja) | 変調極機械のための巻線配置 | |
CN204559269U (zh) | 一种永磁电机的单元式转子结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160120 |