CN116667560B - 一种储能式发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电机技术领域，公开了一种储能式发电机，包括壳体、端盖、中心轴、带轮、定子铁芯和盘式转子，所述中心轴与壳体和端盖的连接处均安装有轴承，所述定子铁芯的两侧外表面均匀固定安装有若干三角形铁芯，相邻两个所述三角形铁芯之间形成绕线槽，所述绕线槽内绕设有线圈，所述定子铁芯两侧的三角形铁芯的外表面均套设有绝缘护套，所述绝缘护套采用高强度绝缘材料注塑而成，所述绝缘护套的外表面贯穿开设有散热孔，所述盘式转子远离定子铁芯一侧的外围固定安装有飞轮。本发明由无磁阻、无齿槽效应的定子，储能式转子及壳体组成，具有运转阻力小，启动无磁阻，无齿槽效应，发电效率高的特点。

Description

一种储能式发电机

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，尤其涉及一种储能式发电机。

背景技术

发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备之一，是由英国著名的科学家法拉第发明的。1831年，法拉第根据自己所掌握的电力学知识，成功研制出了一台可以自主产生电流的机器，也就是发电机。发电机由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。

目前，市场上由燃油作为动力的发电机，每升油只能发电3度左右，每度电的发电成本在2.5元左右（按照每升油的价格7.5元作为参考），使得普通发电机发电成本高，使用成本高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种储能式发电机。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种储能式发电机，包括壳体、端盖、中心轴、带轮、定子铁芯和盘式转子，盘式转子采用铸钢铸造而成；所述中心轴与壳体和端盖的连接处均安装有轴承，所述定子铁芯的两侧外表面均匀固定安装有若干三角形铁芯，相邻两个所述三角形铁芯之间形成绕线槽，定子铁芯采用无取向硅钢片卷绕成圆盘状，然后在定子铁芯两侧切割出绕线槽，绕线槽的数量为磁铁对数的三倍；所述绕线槽内绕设有线圈，所述定子铁芯两侧的三角形铁芯的外表面均套设有绝缘护套，所述绝缘护套采用高强度绝缘材料注塑而成，绝缘护套外侧凸出线圈十毫米以上，起到定子铁芯与壳体之间的固定作用，定子铁芯两侧的绝缘护套之间的间隙，便于线圈接线和走线，所述绝缘护套的外表面贯穿开设有散热孔，三角形铁芯用绝缘护套包裹，在绕线时，绝缘护套起到线模、绝缘、通风的作用；在该绝缘护套开设散热孔，可将定子工作时，定子铁芯的热量快速散发；所有绝缘护套在定子与壳体组装固定时，起到固定定子的作用；所述盘式转子远离定子铁芯一侧的外围固定安装有飞轮，所述盘式转子另一侧的外表面圆周方向均匀安装有若干磁铁，若干所述磁铁与盘式转子的圆心线呈一定角度偏转设置，所述中心轴与带轮之间设有限位机构。

作为本发明的进一步方案，所述盘式转子靠近定子铁芯一侧的外表面开设有与磁铁相匹配的凹槽。

作为本发明的进一步方案，所述磁铁的厚度大于凹槽的深度，使磁铁在镶嵌时能够凸出盘式转子表面一定高度，在发电机运转时，磁铁的凸出部分随盘式转子转动，起到散热风扇的作用，产生的风量可以将发电机运转过程中，定子铁芯与线圈产生的热量迅速排出，效果显著。

作为本发明的进一步方案，所述盘式转子位于其圆心的外表面贯穿开设有中心轴孔，且盘式转子靠近其圆心的外表面圆周方向还均匀贯穿开设有多个中心轴固定孔。

作为本发明的进一步方案，所述限位机构包括开设于中心轴连接端端部的U型卡槽，所述带轮的内壁开设有键槽，所述U型卡槽的内部滑动安装有与其相匹配的U型卡块，所述U型卡块通过螺钉与中心轴的端部可拆卸安装，所述中心轴连接端的外表面固定安装有限位环。所述U型卡块的相对两侧外表面均固定安装有限位凸块。

作为本发明的进一步方案，包括以下步骤：

S1：线圈绕制前，将绝缘护套套设在三角形铁芯上；

S2：在绕制线圈时，保证线圈一部分位于绕线槽内，一部分高出三角形铁芯十毫米以上，线圈高出三角形铁芯可以将盘式转子上面的磁铁与定子铁芯的间隙加大，在盘式转子上面的磁铁运转到三角形铁芯位置时，可有效减小磁铁对定子铁芯的吸附力，达到低齿槽效应的效果。并且不影响发电效率；

S3：线圈在接线时采用星型接线，接线顺序按照线圈的排列，一、四、七…，二、五、八…，三、六、九…的组合，各个线圈首尾相接，三组组合线圈接出三相火线。

本发明的有益效果为：

1.本发明由低磁阻、低齿槽效应的定子，储能式转子及壳体组成，具有运转阻力小，启动低磁阻，低齿槽效应，发电效率高的特点。

2.本发明解决了目前普通发电机发电成本高，使用成本高的问题。本发明的发电效率较高，为每升油能发六度电的高效发电机，相比普通发电机，本发明运转阻力小，低磁阻，效率高，可以节油50％以上，发电成本降低50％。

附图说明

图1为本发明提出的一种储能式发电机的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种储能式发电机的盘式转子与定子铁芯结构示意图；

图3为本发明提出的一种储能式发电机的定子铁芯、绝缘护套与线圈结构示意图；

图4为本发明提出的一种储能式发电机的定子铁芯结构示意图；

图5为本发明提出的一种储能式发电机的绝缘护套结构示意图；

图6为本发明提出的一种储能式发电机的盘式转子上凹槽排列结构示意图；

图7为本发明提出的一种储能式发电机的盘式转子上磁铁排列结构示意图；

图8为本发明提出的一种储能式发电机的中心轴与带轮拆分结构示意图；

图9为本发明提出的一种储能式发电机的U型卡块结构示意图。

图中：1、壳体；2、端盖；3、中心轴；4、带轮；5、盘式转子；6、飞轮；7、定子铁芯；8、三角形铁芯；9、绕线槽；10、绝缘护套；11、线圈；12、散热孔；13、中心轴固定孔；14、凹槽；15、磁铁；16、限位环；17、U型卡槽；18、键槽；19、U型卡块；20、轴承；21、限位凸块；22、螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照附图1-附图9，一种储能式发电机，包括壳体1、端盖2、中心轴3、带轮4、定子铁芯7和盘式转子5，盘式转子5采用铸钢铸造而成；中心轴3与壳体1和端盖2的连接处均安装有轴承20，定子铁芯7的两侧外表面均匀固定安装有若干三角形铁芯8，相邻两个三角形铁芯8之间形成绕线槽9，定子铁芯7采用无取向硅钢片卷绕成圆盘状，然后在定子铁芯7两侧切割出绕线槽9，绕线槽9的数量为磁铁15对数的三倍；绕线槽9内绕设有线圈11，定子铁芯7两侧的三角形铁芯8的外表面均套设有绝缘护套10，绝缘护套10采用高强度绝缘材料注塑而成，绝缘护套10外侧凸出线圈11十毫米以上，起到定子铁芯7与壳体1之间的固定作用，定子铁芯7两侧的绝缘护套10之间的间隙，便于线圈11接线和走线，绝缘护套10的外表面贯穿开设有散热孔12，三角形铁芯8用绝缘护套10包裹，在绕线时，绝缘护套10起到线模、绝缘、通风的作用；在该绝缘护套10开设散热孔12，可将定子工作时，定子铁芯7的热量快速散发；所有绝缘护套10在定子与壳体1组装固定时，起到固定定子的作用；盘式转子5远离定子铁芯7一侧的外围固定安装有飞轮6，盘式转子5另一侧的外表面圆周方向均匀安装有若干磁铁15，若干磁铁15与盘式转子5的圆心线呈一定角度偏转设置，中心轴3与带轮4之间设有限位机构。

在使用时，飞轮6在发电机运转至一定转速时，能够产生大量的惯性力，可抵消部分楞次效应产生的阻力，大幅降低发电机运转阻力，提高发电效率。

磁铁15在镶嵌时，与盘式转子5的圆心线呈一定角度偏转设置，使磁铁15的磁力线切割线圈11时，改变磁力线方向，磁阻逐渐增大，不会立即达到峰值，有效降低楞次效应的影响，提高发电机运转效率。

本实施例中，盘式转子5靠近定子铁芯7一侧的外表面开设有与磁铁15相匹配的凹槽14。

在使用时，盘式转子5内侧镶嵌磁铁15的部位设置凹槽14，磁铁15镶嵌于凹槽14内，能够防止发电机高速运转时，磁铁15产生位移，影响发电效率。

本实施例中，磁铁15的厚度大于凹槽14的深度，使磁铁15在镶嵌时能够凸出盘式转子5表面一定高度，在发电机运转时，磁铁15的凸出部分随盘式转子5转动，起到散热风扇的作用，产生的风量可以将发电机运转过程中，定子铁芯7与线圈11产生的热量迅速排出，效果显著。

本实施例中，盘式转子5位于其圆心的外表面贯穿开设有中心轴孔，且盘式转子5靠近其圆心的外表面圆周方向还均匀贯穿开设有多个中心轴固定孔13。

本实施例中，限位机构包括开设于中心轴3连接端端部的U型卡槽17，带轮4的内壁开设有键槽18，U型卡槽17的内部滑动安装有与其相匹配的U型卡块19，U型卡块19通过螺钉22与中心轴3的端部可拆卸安装，中心轴3连接端的外表面固定安装有限位环16。U型卡块19的相对两侧外表面均固定安装有限位凸块21。

在使用时，将带轮4套设在中心轴3的连接端，并使中心轴3端部的U型卡槽17与带轮4内壁的键槽18对齐，此时，将U型卡块19插入U型卡槽17与键槽18内，对中心轴3与带轮4的径向位移进行固定，使外界动力在驱动带轮4转动时能够带动中心轴3转动，在插入U型卡块19后，通过螺钉22对U型卡块19与中心轴3的端部进行固定，使U型卡块19外侧凸出的限位凸块21能够在与限位环16的配合使用下对带轮4的径向位移进行限位，防止带轮4发生脱落。

本实施例中，包括以下步骤：

S1：线圈11绕制前，将绝缘护套10套设在三角形铁芯8上；

S2：在绕制线圈11时，保证线圈11一部分位于绕线槽9内，一部分高出三角形铁芯8十毫米以上，线圈11高出三角形铁芯8可以将盘式转子5上面的磁铁15与定子铁芯7的间隙加大，在盘式转子5上面的磁铁15运转到三角形铁芯8位置时，可有效减小磁铁15对定子铁芯7的吸附力，达到低齿槽效应的效果。并且不影响发电效率；

S3：线圈11在接线时采用星型接线，接线顺序按照线圈11的排列，一、四、七…，二、五、八…，三、六、九…的组合，各个线圈11首尾相接，三组组合线圈11接出三相火线。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明由低磁阻、低齿槽效应的定子，储能式转子及壳体1组成，具有运转阻力小，启动低磁阻，低齿槽效应，发电效率高的特点；

本发明解决了目前普通发电机发电成本高，使用成本高的问题。本发明的发电效率较高，为每升油能发六度电的高效发电机，相比普通发电机，本发明运转阻力小，低磁阻，效率高，可以节油50％以上，发电成本降低50％。本发明可应用到发电厂、风力发电、水利发电、新能源汽车、普通车辆、船舶、航空航天、军事装备、野外作业等各个领域。可以做到企业用电脱离电网，自行发电使用，不受限电，缺电的困扰，还能让企业降低用电成本（目前国内各地工业用电在高峰阶段的价格在1.2元-1.9元/度电之间），产品生产成本也将极大的降低，使整个社会生产成本降低，消费成本降低，极大的造福国家、社会和普通大众。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种储能式发电机，包括壳体（1）、端盖（2）、中心轴（3）、带轮（4）、定子铁芯（7）和盘式转子（5），所述中心轴（3）与壳体（1）和端盖（2）的连接处均安装有轴承（20），其特征在于，所述定子铁芯（7）的两侧外表面均匀固定安装有若干三角形铁芯（8），相邻两个所述三角形铁芯（8）之间形成绕线槽（9），所述绕线槽（9）内绕设有线圈（11），所述定子铁芯（7）两侧的三角形铁芯（8）的外表面均套设有绝缘护套（10），所述绝缘护套（10）的外表面贯穿开设有散热孔（12），所述盘式转子（5）远离定子铁芯（7）一侧的外围固定安装有飞轮（6），所述盘式转子（5）另一侧的外表面圆周方向均匀安装有若干磁铁（15），若干所述磁铁（15）与盘式转子（5）的圆心线呈一定角度偏转设置，所述中心轴（3）与带轮（4）之间设有限位机构，所述盘式转子（5）靠近定子铁芯（7）一侧的外表面开设有与磁铁（15）相匹配的凹槽（14）所述磁铁（15）的厚度大于凹槽（14）的深度所述盘式转子（5）位于其圆心的外表面贯穿开设有中心轴孔，且盘式转子（5）靠近其圆心的外表面圆周方向还均匀贯穿开设有多个中心轴固定孔（13）所述限位机构包括开设于中心轴（3）连接端端部的U型卡槽（17），所述带轮（4）的内壁开设有键槽（18），所述U型卡槽（17）的内部滑动安装有与其相匹配的U型卡块（19），所述U型卡块（19）通过螺钉（22）与中心轴（3）的端部可拆卸安装所述U型卡块（19）的相对两侧外表面均固定安装有限位凸块（21），所述线圈（11）高出三角形铁芯（8）十毫米以上。

2.根据权利要求1所述的一种储能式发电机，其特征在于，所述绝缘护套（10）采用高强度绝缘材料注塑而成。

3.根据权利要求1所述的一种储能式发电机，其特征在于，所述中心轴（3）连接端的外表面固定安装有限位环（16）。

4.一种线圈的绕线方法，根据权利要求1-3任一项所述的一种储能式发电机，其特征在于，包括以下步骤：

S1：线圈（11）绕制前，将绝缘护套（10）套设在三角形铁芯（8）上；

S2：在绕制线圈（11）时，保证线圈（11）一部分位于绕线槽（9）内，一部分高出三角形铁芯（8）十毫米以上；

S3：线圈（11）在接线时采用星型接线，接线顺序按照线圈的排列，一、四、七…，二、五、八…，三、六、九…的组合，各个线圈（11）首尾相接，三组组合线圈（11）接出三相火线。