CN112928832A - 一种双集中绕组发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源汽车发电机技术领域，其公开了一种双集中绕组发电机，解决了目前市场上使用的发电机是采用铁芯设有许多槽、槽内有线圈的结构，复杂且操作费力的技术问题，包括定子、转子和轴承；定子包括定子外导磁体壳体环、励磁线圈、发电线圈、定子内导磁体端环、拉杆固定轴、定子内导磁体内环、底脚、定子外导磁体端环、垫片、螺母、引出线、定子内导磁体外爪环；定子内导磁体端环、定子内导磁体内环、定子内导磁体外爪环构成内导磁体；转子包括转子环、螺钉组件和驱动连接盘。根据以上技术方案，本发明通过特殊结构，不需在铁芯上设有许多嵌有线圈的槽，只需二个圆形集中线圈及新结构铁芯即可，操作简单化，大大节约了人工成本。

Description

一种双集中绕组发电机
技术领域
本发明涉及新能源汽车发电机技术领域，更具体地说，它涉及一种双集中绕组发电机。
背景技术
发电机(Generators)是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，由法国人毕克西于1832年发明。一般的发电机是通过原动机将各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能，再由发电机转换为电能，经输电、配电网络送往各种用电场所。发电机分为直流发电机和交流发电机，工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律，广泛用于工农业生产、国防、科技及日常生活中。
目前市场上使用的发电机是采用铁芯设有许多槽、槽内有线圈的结构，复杂且操作费力，人工成本也很高，因此，存在改进之处。
发明内容
针对背景技术中提出的目前市场上使用的发电机是采用铁芯设有许多槽、槽内有线圈的结构，复杂且操作费力，人工成本也很高的技术问题，本发明通过特殊结构，不需在铁芯上设有许多嵌有线圈的槽，只需二个圆形集中线圈及新结构铁芯即可，操作简单化，大大节约了人工成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种双集中绕组发电机，包括定子、转子和轴承；
所述定子包括定子外导磁体壳体环、励磁线圈、发电线圈、定子内导磁体端环、拉杆固定轴、定子内导磁体内环、底脚、定子外导磁体端环、垫片、螺母、引出线、定子内导磁体外爪环；所述定子外导磁体壳体环和定子外导磁体端环构成外导磁体；所述定子内导磁体端环、定子内导磁体内环、定子内导磁体外爪环构成内导磁体；
所述转子包括转子环、螺钉组件和驱动连接盘；
定子外导磁体壳体环、转子环、励磁线圈、发电线圈、定子内导磁体端环、螺钉组件、轴承、驱动连接盘、拉杆固定轴、定子内导磁体内环、底脚、定子外导磁体端环、垫片、螺母、引出线、外气隙、内气隙、定子内导磁体外爪环；
所述内导磁体和外导磁体分别处于发电机转子的内部和外部，并和转子之间形成2个气隙，分别是外气隙和内气隙；
所述内导磁体包括定子内导磁体内环、外爪环和端环，所述外爪环由多个爪条组成，爪条间留有等距间隙；所述励磁线圈和发电线圈均绕在所述定子内导磁体内环的外部，所述励磁线圈和发电线圈的外部是内导磁体的外爪环，所述励磁线圈和发电线圈一端敞开，另一端是内导磁体的端环；
所述外导磁体含有壳体环和定子外导磁体端环，所述壳体环位于转子外面，所述壳体环与定子外导磁体端环连为一体，所述定子外导磁体端环与内导磁体内环相连；所述内导磁体和外导磁体之间设有转子，转子主要是转子环。
通过上述技术方案，该发明(发电机)定子设有内导磁体和外导磁体，分别处于发电机转子的内部和外部，并和转子之间形成2个气隙，分别是外气隙和内气隙；内导磁体结构含有内环、外爪环和端环，外爪环由多个爪条组成，爪条间留有等距间隙；2个电机定子环形线圈绕在内导磁体的内环外，其中一个用作励磁线圈，一个用作发电线圈，线圈外边是内导磁体的外爪环，线圈一端敞开，另一端是内导磁体的端环；外导磁体结构含有壳体环和端环，壳体环位于转子外面，壳体环与外导磁体端环连为一体，外导磁体端环与内导磁体内环相连；内导磁体和外导磁体之间设有转子，转子含有转子环，转子环是内侧均匀铣出多条凹槽的圆筒状结构，转子环是导磁材料，通过轴承与定子装配。内导磁体和外导磁体通过拉杆固定轴固定在一体。
该发电机工作时，给励磁线圈通入直流电流励磁，当转子旋转时，有时转子环的凸起筋与内导磁体外爪条逐渐相近、对齐、随后又远离，就这样不断循环，在二者逐渐相近、对齐的过程中，该结构内磁路磁阻不断减小，磁通变大，在二者远离的过程中，该结构内磁路磁阻不断增大，磁通变小，因此，发电线圈内部通过的磁通也同样变化，这样发电线圈两端感应产生一个交变电压，随着转子不断地转动，发电线圈会持续的输出交流电，完成发电工作。
本发明进一步设置为：所述内导磁体和外导磁体通过拉杆固定轴、垫片、螺母固定在一体；驱动连接盘与转子环用螺钉组件连接在一体；外部驱动力通过驱动连接盘传入电机。
本发明进一步设置为：所述转子环是内侧均匀铣出多条凹槽的圆筒状结构，通过所述轴承与定子装配。
本发明进一步设置为：所述转子环是导磁材料制作的。
本发明进一步设置为：所述外气隙和内气隙设置为1mm-10mm。
本发明进一步设置为：所述定子外导磁体壳体环和转子环均为一端开口的环筒体结构。
本发明进一步设置为：所述励磁线圈和发电线圈共同组成线圈组。
本发明进一步设置为：所述拉杆固定轴的周侧设置有卡簧。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)简化了发电机线圈的结构，铁芯不再设有许多线槽，不用复杂的绕线、嵌线、接线过程；
(2)铁芯不用硅钢片叠压，而是采用导磁冶金粉末材料直接成型，节省机加工作量；
(3)环形的集中线圈，使得线圈绝缘处理更容易，可以采用树脂成型线圈，不用对线圈铁芯进行浸漆处理，减少对环境的污染；
(4)这种结构非常适合制作小的发电机，成本低。比如风力较小的区域，许多这样的小风力发电机并排装在一体，形成一面“墙”，“墙”可以随着风向变化角度，可以有效的将风能转换成电能，且投资成本小。人们在房前、屋后、房顶等处均可安装使用，从而便于人类利用更多风能。
附图说明
图1为集中绕组发电机全剖视图简易原理示意图；
图2为图1中沿A-A方向的全剖视图简易原理示意图；
图3为集中绕组发电机工作原理结构示意图。
附图标记：1、定子外导磁体壳体环；2、转子环；3、励磁线圈；4、发电线圈；5、定子内导磁体端环；6、螺钉组件；7、轴承；8、驱动连接盘；9、卡簧；10、拉杆固定轴；11、定子内导磁体内环；12、底脚；13、定子外导磁体端环；14、垫片；15、螺母；16、引出线；17、外气隙；18、内气隙；19、定子内导磁体外爪环。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
一种双集中绕组发电机，结合图1-图3可知，包括定子、转子和轴承；
定子包括定子外导磁体壳体环1、励磁线圈3、发电线圈4、定子内导磁体端环5、拉杆固定轴10、定子内导磁体内环11、底脚12、定子外导磁体端环13、垫片14、螺母15、引出线16、定子内导磁体外爪环19；定子外导磁体壳体环1和定子外导磁体端环13构成外导磁体；定子内导磁体端环5、定子内导磁体内环11、定子内导磁体外爪环19构成内导磁体。
转子包括转子环2、螺钉组件6和驱动连接盘8。
定子外导磁体壳体环1、转子环2、励磁线圈3、发电线圈4、定子内导磁体端环5、螺钉组件6、轴承7、驱动连接盘8、拉杆固定轴10、定子内导磁体内环11、底脚12、定子外导磁体端环13、垫片14、螺母15、引出线16、外气隙17、内气隙18、定子内导磁体外爪环19。
内导磁体和外导磁体分别处于发电机转子的内部和外部，并和转子之间形成2个气隙，分别是外气隙17和内气隙18。内导磁体包括定子内导磁体内环11、外爪环19和端环5，外爪环19由多个爪条组成，爪条间留有等距间隙；励磁线圈3和发电线圈4均绕在定子内导磁体内环11的外部，励磁线圈3和发电线圈4的外部是内导磁体的外爪环19，励磁线圈3和发电线圈4一端敞开，另一端是内导磁体的端环5。
外导磁体含有壳体环1和定子外导磁体端环13，壳体环1位于转子外面，壳体环1与定子外导磁体端环13连为一体，定子外导磁体端环13与内导磁体内环11相连；内导磁体和外导磁体之间设有转子，转子主要是转子环2。
内导磁体和外导磁体通过拉杆固定轴10、垫片14、螺母15固定在一体；驱动连接盘8与转子环3用螺钉组件6连接在一体；外部驱动力通过驱动连接盘8传入电机。
转子环2是内侧均匀铣出多条凹槽的圆筒状结构，通过轴承7与定子装配。转子环2是导磁材料制作的。外气隙17和内气隙18设置为1mm-10mm。定子外导磁体壳体环1和转子环2均为一端开口的环筒体结构。励磁线圈3和发电线圈4共同组成线圈组。拉杆固定轴10的周侧设置有卡簧9。
结合图3，该发电机工作时，给励磁线圈通入直流电流励磁，当转子旋转时，有时转子环的凸起筋与内导磁体外爪条逐渐相近、对齐、随后又远离，就这样不断循环，在二者逐渐相近、对齐的过程中，该结构内磁路磁阻不断减小，磁通变大，在二者远离的过程中，该结构内磁路磁阻不断增大，磁通变小，因此，发电线圈内部通过的磁通也同样变化，这样发电线圈两端感应产生一个交变电压，随着转子不断地转动，发电线圈会持续的输出交流电，完成发电工作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双集中绕组发电机，包括定子、转子和轴承，其特征在于：
所述定子包括定子外导磁体壳体环(1)、励磁线圈(3)、发电线圈(4)、定子内导磁体端环(5)、拉杆固定轴(10)、定子内导磁体内环(11)、底脚(12)、定子外导磁体端环(13)、垫片(14)、螺母(15)、引出线(16)、定子内导磁体外爪环(19)；所述定子外导磁体壳体环(1)和定子外导磁体端环(13)构成外导磁体；所述定子内导磁体端环(5)、定子内导磁体内环(11)、定子内导磁体外爪环(19)构成内导磁体；
所述转子包括转子环(2)、螺钉组件(6)和驱动连接盘(8)；
定子外导磁体壳体环(1)、转子环(2)、励磁线圈(3)、发电线圈(4)、定子内导磁体端环(5)、螺钉组件(6)、轴承(7)、驱动连接盘(8)、拉杆固定轴(10)、定子内导磁体内环(11)、底脚(12)、定子外导磁体端环(13)、垫片(14)、螺母(15)、引出线(16)、外气隙(17)、内气隙(18)、定子内导磁体外爪环(19)；
所述内导磁体和外导磁体分别处于发电机转子的内部和外部，并和转子之间形成2个气隙，分别是外气隙(17)和内气隙(18)；
所述内导磁体包括定子内导磁体内环(11)、外爪环(19)和端环(5)，所述外爪环(19)由多个爪条组成，爪条间留有等距间隙；所述励磁线圈(3)和发电线圈(4)均绕在所述定子内导磁体内环(11)的外部，所述励磁线圈(3)和发电线圈(4)的外部是内导磁体的外爪环(19)，所述励磁线圈(3)和发电线圈(4)一端敞开，另一端是内导磁体的端环(5)；
所述外导磁体含有壳体环(1)和定子外导磁体端环(13)，所述壳体环(1)位于转子外面，所述壳体环(1)与定子外导磁体端环(13)连为一体，所述定子外导磁体端环(13)与内导磁体内环(11)相连；所述内导磁体和外导磁体之间设有转子，转子主要是转子环(2)。
2.根据权利要求1所述的一种双集中绕组发电机，其特征在于：所述内导磁体和外导磁体通过拉杆固定轴(10)、垫片(14)、螺母(15)固定在一体；驱动连接盘(8)与转子环(3)用螺钉组件(6)连接在一体；外部驱动力通过驱动连接盘(8)传入电机。
3.根据权利要求1所述的一种双集中绕组发电机，其特征在于：所述转子环(2)是内侧均匀铣出多条凹槽的圆筒状结构，通过所述轴承(7)与定子装配。
4.根据权利要求1所述的一种双集中绕组发电机，其特征在于：所述转子环(2)是导磁材料制作的。
5.根据权利要求1所述的一种双集中绕组发电机，其特征在于：所述外气隙(17)和内气隙(18)设置为1mm-10mm。
6.根据权利要求1所述的一种双集中绕组发电机，其特征在于：所述定子外导磁体壳体环(1)和转子环(2)均为一端开口的环筒体结构。
7.根据权利要求1所述的一种双集中绕组发电机，其特征在于：所述励磁线圈(3)和发电线圈(4)共同组成线圈组。
8.根据权利要求1所述的一种双集中绕组发电机，其特征在于：所述拉杆固定轴(10)的周侧设置有卡簧(9)。
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