CN1866676A - 屏组式永磁发电机 - Google Patents

Abstract

本发明是属电机装置，应用于各领域发电需求和电动机应用，能在工业及生活广泛应用，能用于车船各种电机领域的应用。电机定子导磁材料采用硅铁片制做，电机转子采用永磁铁产生磁链或产生磁链变化，构造采用屏盘组合式机械能设计，磁通采用多变极磁通能合理地把感应电势应用到最佳，利用特有的条件绕组采用直嵌式设计及绕制能明显节省电磁线，发电机定子另一种设计是采用并极设计，并极设计绕组是采用并嵌式绕法。机械动力传动转子时永磁铁的N、S错位极与定子绕组产生时变磁场引起磁链变化，匝链磁通产生时变电势而建立电压输出，可根据需要的直流电源或交流电源加安装调节器进行调节。

Description

屏组式永磁发电机

                                技术领域

本发明是属电机装置，应用于各领域发电需求和电动机应用，能在工业及生活广泛应用，电机可用于车船各种领域的应用。

                                背景技术

目前大多数传统永磁电机导磁方面利用不全，永磁铁它虽然有产生导磁性但利用不全面，传统的电机机械形状较固定而且体质较重这就增加造价成本，而利用永磁体制做的电机都是小型设计，由于工艺限制难以设计成中大形电机，在电磁绕组和工艺受到限制电机其它很多方面也受到限制，传统的永磁电机是有规律性难从进一步再提高电机效能。

                                发明内容

为进一步提高永磁体电机效能本发明应用了新材料、新构造、新工艺全新设计的新型电机-屏组式永磁电机，其电机分两类：发电机和电动机，其结构简单、运行可靠、维修方便、制造成本底应用广泛等，两种电机均可设计成大中小型，可以设计成直流或交流电机，可设计成车船所用的电机等。

本发明所用的技术及方案是：电机定子导磁材料采用硅铁片制做，电机转子采用永磁铁产生磁链或产生磁链变化，构造采用屏盘组合式机械能设计，磁通采用多变极磁通能合理地把感应电势应用到最隹，利用特有的条件绕组采用直嵌式设计及绕制能明显节省电磁线，发电机定子另一种设计是采用并极设计，并极设计绕组是采用并嵌式绕法，并极设计只适用于发电机应用而电动机不适用，屏组式永磁电机在应用于发电机和电动机大体原理和构造及工艺基本相同，发电机和电动机不同区别是：电动机需增加换向器装置而发电机是不增加，绕组线圈接法不同其它基本相同。

电机是由：机脚、机壳、轴、轴承盖、轴承、定子绕组、硅铁片、风扇、永磁铁、紧固件、屏盘、紧固圈、圆环模、定位销、隔片等主要部件组成，电动机另增设有换向装置。屏盘式机械能设计就是中间段由多段为转子，两边分多组圆屏盘面是设计定子，定子圆屏盘面用的是非导磁金属材料制做，转轴的重心轴力点设计在两边定子圆屏盘中心的轴承上。转子的圆环模也是由不导磁的金属材料注模成形，转子圆环模顺着圆圈横排着分块永磁铁，永磁铁每一块相隔排列之间是由不导磁的金属隔片相隔，金属隔片是与圆环模一次性注浇连接成形，每块永磁铁都是制做成呈弧扇形，每一块弧扇形永磁铁放置在圆环模的凹槽内就形成有规律的圆圈体，每一块永磁铁在转子圆形面两边是分成N、S两极错位排列，每块弧扇形永磁铁直接制做成上和下都是凸形，凸出部分永磁铁主要是紧固作用，每块永磁铁即是一极，而极数可设计成几十极以上，永磁铁顺着转子一圈排列即是一组，在排列内凸出的永磁铁直接放置在设有凹槽的圆环模每组在外圈定牢的紧固圈是不导磁金属制做，紧固圈是成凹槽形紧夹在凸形永磁铁再用紧固件定紧，每台电机至少都是内外两组设计，两组即是一对，两组以上多对组成由内向外排列，就形成了多组合电机装置，在每一组装置除两端的两组永磁铁装置较小外，其它中间的每一组都是相同，每一组转子都是装置在一根主转轴上进行同时转动，每一极永磁铁是以N、S极错位对称排列，当每两面转子对称到定子硅铁片的永磁铁N、S极经机械转动形成变换匝链磁通，两边侧的定子圆屏盘面的导磁采用硅铁片叠压也是呈弧扇形，又把叠压成的硅铁片用紧固件定牢在先注浇成形的圆屏盘模形的凹槽内，每凹槽内放置硅铁片一槽即是一极，由于凹槽是呈弧扇形在制做硅铁片时在每一片或部分几片需同样做成小弧扇形，把硅铁片做成小弧扇形目的是压铆紧刚好放置在凹槽内无间隙，每一极硅铁片中间段是用来绕制电磁线，极两边的位置是刚好位置在圆屏盘模形两边的凹槽内，两边外圈是用紧固圈定位起来，紧固圈外圆是定位在机壳内圆壁上，在紧固圈面上又设有小螺丝孔，也在机壳外也设有对称小螺丝孔用紧固件紧固起来，一个圆屏盘是由两边圆环模凹槽内的永磁铁相对称对吻即是一组，定子每一组圆屏盘的中间都设有一个轴承，轴承外连接定子圆屏盘内是与转轴相连接，这种设计主要是固定和保持定转子稳定运行，与轴承连接的圆屏盘另设有黄油进口，嘴口是安置在圆屏盘外圈面上，每一组也是一台电动机的组成见图1中屏组式永磁电机正面剖图所示，图1中是由7组定子组成也是7台电动机合为一体，定子组数也可根据电机用途来选配制做组数，定子硅铁片每一极与转子永磁铁每一极经机械转动时就产生磁链或磁通，并在定子绕组建立电压或由定子绕组产生磁场与永磁铁相排拆作用，图1中电动机如果电刷装置不加装其构造基本与发电机相同，发电机是在定子绕组建立电压输出，电动机是在定子绕组产生N.S极与转子永磁铁形成排拆作用产生旋转，发电机的绕组可根据电压大小所需设计成串联或者并联，电动机可根据电压大小输入设计成串联或并联但需增加换向装置，换向装置是由集电环、盘式换向片、变动电刷、电刷主要部件组成，换向装置的盘式换向片是固定在电动机端盖的一边轴孔外的面侧上，由于电动机定子是永磁铁组成就不需电源的建立而换向片电源只需与定子绕组极数进行换向即可，电源经电刷直接输入变相输入到集电环，集电环采用铜铸成，集电环又经变动电刷转动与盘式换向片进行电极换向。定子绕组采用直嵌式绕法，把绕组的线圈及匝数直接绕在呈弧扇形硅铁片上，直接把线圈绕在每一极硅铁片上。发电机可采用并极式制做，其方法是把每一极硅铁片直接并排起来，每一极并排起来同样是把硅铁片铆紧呈弧扇形放置在注模成形的圆屏盘圆环模的凹槽内，极与极间也是用连接在圆环模一体的隔片相隔，这样设计就不像直嵌式设计因为直嵌式需留空隙位置来放置线圈，并极式的绕组线圈是采用并嵌式直接绕制在圆环模及硅铁片外圈整个圆径面上，在圆环模槽内的硅铁片外圈面上每一极硅铁片是呈弧扇形在圆径面排列面积展开较大就很有利电磁线感应，其它的构造基本与直嵌式相同，这种设计只适用于发电机应用不适用于电动机，因为电动机需要极与极不同性质改变磁性来转换磁能，电机都是线圈采用的是铜漆包线绕制，采用铝绝缘线最有利绕制并嵌式应用，由于铝绝缘线不利制绕成较小的匝圈最适用于大的匝圈绕制，铝绝缘线实惠又经济。每个定子的圆屏盘面和转子的圆环模面上都打有小孔，小孔是为了通风散热作用。机械动力传动转子时永磁铁的N、S错位极与定子绕组产生时变磁场引起磁链变化，绕组线圈匝链磁通产生时变电势而建立电压输出，可根据需要的直流电源或交流电源加安装调节器进行调节。

本发明的电机与传统电机比较在材料、机械能、工艺、形状构造等应用都有明显不同，我所设计的电机在材料方面能应用到最隹，由于极数多发电机机械转速就慢又可大大提高机械能利用时间，电动机可根据极数来制定所需用途转速，工艺构造很方便维修，最重要的是它的工作效能，发电机能在机械拖动小输出功率大的特点，本发明的屏组式永磁电机能制做成中大型发电机或电动机，能弥补永磁体难以制做中大型电机的不足，利用永磁铁发电机能很大利用磁能，电动机能明显节省用电提高效率，发电机能明显提高功率，用于制造风力发电机最为适用，因为本发明可以设计成圆径小机体长的特点，能减少风的阻力，其它的能制做成小型或微型电机适用于车船等各领域。

                        附图说明

图1是屏组式永磁电动机正面剖图。

图中1.机脚 2.机壳 3.通风网 4.轴 5.轴承 6.定位销 7.屏盘轴承 8.圆屏盘 9.绕组10.紧固件 11.永磁铁 12.硅铁片 13.风扇 14.刷壳 15.刷架 16.电刷 17.集电环 18.变动电刷 19.盘式换向片 20.端盖 21.圆环模 22.线盒。

                        具体实施方案

图1中屏组式永磁电动机正面剖图，电动机是由两大部分组成，一是定子部分，二是转子部分。定子包括：机脚(1)、机壳(2)、通风网(3)、定位销(6)、屏盘轴承(7)、圆屏盘(8)、绕组(9)、紧固件(10)、硅铁片(12)、刷壳(14)、刷架(15)、电刷(16)、盘式换向片(19)、端盖(20)、线盒(22)主要部件组成，定子在电动机是产生磁场与转子永磁铁产生排拆作用并在定子产生旋转。转子包括：轴(4)、轴承(5)、永磁铁(11)、风扇(13)、集电环(17)、变动电刷(18)、圆环模(21)主要部件组成，转子是电动机的旋转部分，永磁铁(11)的N、S极错位排列与定子绕组(9)产生磁场限定硅铁片(12)两端磁场N、S极产生排拆作用并建立动能。发电机实施方案以图1中剖图为基础，其中刷壳(14)、刷架(15)、电刷(16)、集电环(17)、变动电刷(18)、盘式换向片(19)组成的换向装置不用，其它构造基本相同，发电机是由定子永磁铁(11)错位排列的N、S极径机械能转动产生磁链经气隙传输到定子硅铁片，并在硅铁片(12)上的绕组(9)电磁线感应到电场建立电压输出。

Claims (10)

1、本发明的电机采用屏盘组合，磁通采用多变极设计，绕组采用直嵌式或并嵌式设计，定子和转子是由机脚、机壳、轴、轴承盖、轴承、定子绕组、硅铁片、风扇、永磁铁、紧固件、屏盘、紧固圈、圆环模、定位销、隔片主要部件组成，电动机另增设有换向装置，其特征是：定子导磁材料采用硅铁片制做，电机转子采用永磁铁产生磁链或产生磁链变化，构造采用屏盘组合式机械能设计，磁通采用多变极磁通能合理地把感应电势应用到最隹，利用特有的条件绕组采用直嵌式设计及绕制能明显节省电磁线，发电机定子另一种设计是采用并极设计，并极设计绕组是采用并嵌式绕法，电动机需增加换向器装置而发电机是不增加，绕组线圈接法不同其它基本相同。

2、根据权利要求1所述电机，其特征是：屏盘式机械能设计就是中间段由多段为转子，两边分多组圆屏盘面是设计定子，定子圆屏盘面用的是非导磁金属材料制做，转轴的重心轴力点设计在两边定子圆屏盘中心的轴承上。

3、根据权利要求1、2所述电机转子，其特征是：转子主要是圆环模组成是不导磁的金属材料注模成形，转子圆环模顺着圆圈横排着分块永磁铁，永磁铁每一块相隔排列之间是由不导磁的金属隔片相隔，金属隔片是与圆环模一次性注浇连接成形，每块永磁铁都是制做成呈弧扇形，每一块弧扇形永磁铁放置在圆环模的凹槽内就形成有规律的圆圈体，每一块永磁铁在转子圆形面两边是分成N、S两极错位排列，每块弧扇形永磁铁直接制做成上和下都是凸形，凸出部分永磁铁主要是紧固作用，永磁铁顺着转子一圈排列即是一组，在排列内凸出的永磁铁直接放置在设有凹槽的圆环模每组在外圈定牢的紧固圈是不导磁金属制做，紧固圈是成凹槽形紧夹在凸形永磁铁再用紧固件定紧。

4、根据权利要求1所述电机定子，其特征是：定子圆屏盘面的导磁采用硅铁片叠压也是呈弧扇形，又把叠压成的硅铁片用紧固件定牢在先注浇成形的圆屏盘模形的凹槽内，每凹槽内放置硅铁片一槽即是一极，由于凹槽是呈弧扇形在制做硅铁片时在每一片或部分几片需同样做成小弧扇形，每一极硅铁片中间段是用来绕制电磁线，极两边的位置是刚好位置在圆屏盘模形两边的凹槽内，两边外圈是用紧固圈定位起来，紧固圈外圆是定位在机壳内圆壁上，在紧固圈面上又设有小螺丝孔，也在机壳外也设有对称小螺丝孔用紧固件紧固起来，一个圆屏盘是由两边圆环模凹槽内的永磁铁相对称对吻即是一组，定子每一组圆屏盘的中间都设有一个轴承，轴承外连接定子圆屏盘内是与转轴相连接，或与轴承连接的圆屏盘另设有黄油进口，嘴口是安置在圆屏盘外圈面上。

5、根据权利要求1所述电机，其特征是：定子组数也可根据电机用途来选配制做组数，定子硅铁片每一极与转子永磁铁每一极经机械转动时就产生磁链或磁通，并在定子绕组建立电压或由定子绕组产生磁场与永磁铁相排拆作用，发电机是在定子绕组建立电压输出，电动机是在定子绕组产生N.S极与转子永磁铁形成排拆作用产生旋转，发电机的绕组可根据电压大小所需设计成串联或者并联。

6、根据权利要求1所述电动机，其特征是：可根据电压大小输入设计成串联或并联但需增加换向装置，换向装置是由集电环、盘式换向片、变动电刷、电刷主要部件组成，换向装置的盘式换向片是固定在电动机端盖的一边轴孔外的面侧上，由于电动机定子是永磁铁组成就不需电源的建立而换向片电源只需与定子绕组极数进行换向即可，电源经电刷直接输入变相输入到集电环，集电环采用铜铸成，集电环又经变动电刷转动与盘式换向片进行电极换向。

7、根据权利要求1所述电机，其特征是：定子绕组采用直嵌式绕法，把绕组的线圈及匝数直接绕在呈弧扇形硅铁片上，直接把线圈绕在每一极硅铁片上。

8、根据权利要求1所述发电机，其特征是：并极式是把每一极硅铁片直接并排起来，每一极并排起来同样是把硅铁片铆紧呈弧扇形放置在注模成形的圆屏盘圆环模的凹槽内，极与极间也是用连接在圆环模一体的隔片相隔，这样设计就不像直嵌式设计因为直嵌式需留空隙位置来放置线圈，并极式的绕组线圈是采用并嵌式直接绕制在圆环模及硅铁片外圈整个圆径面上，线圈采用的是铜漆包线绕制或铝绝缘线。

9、根据权利要求1所述电机，其特征是：每个定子的圆屏盘面和转子的圆环模面上都打有小孔，小孔是为了通风散热作用。

10、根据权利要求1所述电机，其特征是：机械动力传动转子时永磁铁的N、S错位极与定子绕组产生时变磁场引起磁链变化，绕组线圈匝链磁通产生时变电势而建立电压输出，可根据需要的直流电源或交流电源加安装调节器进行调节。