CN207910660U - 外转子无刷发电机 - Google Patents
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Abstract
外转子无刷发电机，属于永磁发电机技术领域。包括定子、转子和动力输入机构，所述定子包括绕设有线圈（7）的铁芯（9），铁芯（9）固定在定子轴（8）上，线圈（7）通过导线（10）与接线柱连接，转子通过转子固定机构转动设置在定子的径向外侧，转子包括多个环形排布的永磁体（6），相邻永磁体（6）极性相反且相互抵接的紧密排列，动力输入机构与转子固定机构固定连接。转子设置在定子外侧，转动惯量大，而且无需碳刷，减少电能损耗，提高了发电效率，定子中的永磁体紧密排列，能够有效防止漏磁，提高磁能的利用率，使发电效率达到97%以上。
Description
技术领域
外转子无刷发电机，属于永磁发电机技术领域。
背景技术
永磁发电机采用永磁励磁代替电磁励磁，大多是将缠绕线圈的铁芯作为定子固定在外侧，永磁体作为转子固定在内侧，这样不需要碳刷，结构简单，但转子的直径非常小，转动惯量小导致发电效率低，而且永磁体间隔分布，这样就造成了漏磁现象，而且永磁体之间的空白区在转动的过程中是做无用功的，浪费了大量的动能，导致发电效率降低。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种发电效率高的外转子无刷发电机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该外转子无刷发电机，包括定子、转子和动力输入机构，所述定子包括绕设有线圈的铁芯，铁芯固定在定子轴上，线圈通过导线与接线柱连接，转子通过转子固定机构转动设置在定子的径向外侧，转子包括多个环形排布的永磁体，相邻永磁体极性相反且相互抵接的紧密排列，动力输入机构与转子固定机构固定连接。转子设置在外侧，转动惯量大，提高了发电效率，而且无需碳刷，减少电能损耗，定子中的永磁体紧密排列，能够有效防止漏磁，提高磁能的利用率，使发电效率达到97%以上。
优选的，所述铁芯为扇形，一体固定在圆柱形钢座的圆周上，相邻铁芯之间设有凹槽。铁芯需要形成一个与转子相配合的圆形定子，将铁芯做成扇形能够最大限度的减少相邻铁芯之间的间隙，从而使线圈能够充分切割磁力线，提高磁能利用率。
优选的，所述永磁体是与定子轴同轴的弧形。使转子形成一个完全封闭的环形，能够最大限度的减少漏磁，提高发电效率。
优选的，所述转子有轴向设置的多组，各转子在相同轴向方向上的永磁体极性相同。轴向相对的永磁体使磁力线由曲线转换为指向铁芯的直线，能够使线圈充分切割磁力线，提高磁能利用率。
优选的，所述转子有间隔设置的六组。
优选的，所述转子固定机构包括转子外套和端盖，圆筒形的转子外套间隔套在定子外侧，永磁体固定在转子外套的内壁上，端盖固定在转子外套的两端，动力输入机构与端盖固定连接。转子外套与端盖为转子提供了有效的密封，工作可靠。
优选的，所述转子外套的内壁固定有环形的磁极固定环，永磁体固定在磁极固定环的内侧。先将永磁体固定在磁极固定环内侧，然后整体再固定在转子外套内壁上，组装非常方便。
优选的，所述定子轴空心设置，导线穿设在定子轴内侧。结构简单，便于接线。
与现有技术相比，该该外转子无刷发电机的上述技术方案所具有的有益效果是：
1、提高发电效率：永磁体作为转子设置在定子外侧，转动惯量大，提高了发电效率，而且线圈作为定子无需碳刷，克服了以往将铁芯与线圈作为动子需要利用碳刷将旋转的线圈内的电流导出的缺点，减少电能损耗，而且定子中的永磁体紧密排列，能够有效防止漏磁，提高磁能的利用率，使发电效率达到97%以上。
2、铁芯为扇形，转子圆周旋转，铁芯需要形成一个与转子相配合的圆形定子，将铁芯做成扇形能够最大限度的减少相邻铁芯之间的间隙，从而使线圈能够充分切割磁力线，避免永磁体旋转的过程中经过大量没有线圈的空白区，造成大量磁能浪费，提高磁能利用率；铁芯一体固定在圆柱形钢座的圆周上，加工、组装方便。
3、永磁体是与定子轴同轴的弧形，使转子形成一个完全封闭的环形，能够最大限度的减少漏磁，提高发电效率；轴向相对的永磁体使磁力线由曲线转换为指向铁芯的直线，能够使线圈充分切割磁力线，提高磁能利用率。
附图说明
图1为该外转子无刷发电机实施例1的主视图。
图2为图1中A-A处的剖视图。
图3为钢座的立体结构示意图。
图4为该外转子无刷发电机的爆炸结构示意图。
图5为单个永磁体磁力线的分布示意图。
图6为多个永磁体组合后的磁力线分布示意图。
图7为该外转子无刷发电机实施例2的主视图。
图8为该外转子无刷发电机实施例3的主视图。
其中：1、支架 2、端盖 3、皮带轮 4、转子外套 5、磁极固定环 6、永磁体 7、线圈8、定子轴 9、铁芯 10、导线 11、钢座 12、凹槽 13、支撑盘 14、旋转盘 15、固定盘。
具体实施方式
下面结合附图1~8对本实用新型做进一步说明，其中实施例1是本实用新型的最佳实施例。
实施例1
参照图1，该外转子无刷发电机，包括定子、转子、支架1和皮带轮3，定子固定在定子轴8上，定子轴8两端固定在支架1上，转子通过转子外套4转动固定在定子的径向外侧，圆筒形的转子外套4两端固定有端盖2，皮带轮3与一个端盖2固定连接，皮带轮3、端盖2与定子轴8之间均设有轴承，皮带轮3带动端盖2与转子外套4旋转，驱动转子转动。
参照图1、3，定子包括线圈7和钢座11，在圆柱形的钢座11上开设多个轴向的凹槽12形成了多个扇形的铁芯9，线圈7缠绕在每个铁芯9上，所有的铁芯9为一体结构，安装方便，而且通过试验证实，扇形的铁芯9相对现有的矩形铁芯发电效率更高，将铁芯做成扇形能够最大限度的减少相邻铁芯之间的间隙，从而使线圈能够充分切割磁力线，避免永磁体旋转的过程中经过大量没有线圈的空白区，造成大量磁能浪费，提高磁能利用率。定子轴8为空心结构，线圈7的导线10穿过定子轴8的内侧与外部的接线柱（图中未画出）连接，不需要使用碳刷，减少损耗，提高发电效率。
参照图1、2和4，转子包括多个永磁体6，永磁体6极性相反的依次环形排列，永磁体6固定在一个环形的磁极固定环5的内侧，磁极固定环5固定在转子外套4的内壁上，通过磁极固定环5固定永磁体6，安装方便，较佳的，磁极固定环5上相邻的永磁体6相互抵接，永磁体6为弧形，进一步的，所有的永磁体6均是与定子轴8同轴的弧形，构成一个封闭的环状，能够有效避免相邻永磁体6之间产生漏磁，有效提高发电效率。
参照图4～6，较佳的，转子有轴向设置的多个，多个磁极固定环5固定在转子外套4的内壁上，磁极固定环5内侧均固定有永磁体6，且轴向相对的永磁体6的极性相同，用于磁极同性相斥的原因，能够有效改变每个永磁体6上磁力线的分布情况，参照图5，单独一个永磁体6两侧的磁力线由N极直接环形到达S极，也就是有大量的磁力线是没有到达铁芯9处，没有充分利用永磁体6的磁能，而且永磁体6的磁力线是曲线，线圈7无法充分切割磁力线，造成了非常大的能量浪费，而实用新型的外转子无刷发电机采用轴向设置多组转子的结构，参照图6，轴向相对的永磁体6的极性相同，能够使永磁体6的磁力线转变为指向铁芯9的直线，转子在转动的过程中，线圈7能够充分切割磁力线，有效提高了发电效率。
转子有六组，相互之间间隔设置，便于将磁极固定环5固定在转子外套4内壁，安装方便，而且减少了永磁体6的用量，降低了成本。将永磁体6分六组组成六组转子，永磁体6的体积小，便于对永磁体6进行充磁，加工方便。
工作过程：皮带轮3带动转子外套4旋转，永磁体6旋转产生旋转的磁场，铁芯9上的线圈7切割磁力线产生电流，线圈7中的电流经过导线10到达接线柱，输出电能。转子在定子外侧旋转，转动惯量大，并且不需要碳刷，降低电损耗，同时永磁体6紧密排列，减少漏磁，经过测试，发电效率达到97%以上。
实施例2
参照图7，本实施例与实施例1的区别在于：永磁体6为矩形，环形排布后相邻永磁体6的内侧两端相接，铁芯9为长方形，这样铁芯9之间的空隙相对于实施例1中的扇形铁芯9要大的多，会造成一部磁能转动到这个间隙处浪费了，永磁体6两端分别固定在旋转盘14上，铁芯9两端分别固定在固定盘15上，定子轴8与固定盘15同轴固定，皮带轮3与旋转盘14固定连接，其他结构同实施例1。
实施例3
参照图8，本实施例与实施例1的区别在于：转子外套4的左端固定有端盖2，另一端固定有支撑盘13，皮带轮3与端盖2固定连接，皮带轮3、端盖2与定子轴8之间均设有轴承，支撑盘13与定子轴8同轴固定连接，转子外套4右端的内侧与支撑盘13之间设有轴承，支撑盘13上开设有接线孔，线圈7的导线10通过接线孔与外部的接线柱（图中未画出）连接，结构简单，而且通过支撑盘13对转子外套4进行支撑，工作可靠。其他结构同实施例1。
本实用新型中的动力输入机构不局限于皮带轮3，还可以采用齿轮等其他传动机构。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种外转子无刷发电机，包括定子、转子和动力输入机构，其特征在于：所述定子包括绕设有线圈（7）的铁芯（9），铁芯（9）固定在定子轴（8）上，线圈（7）通过导线（10）与接线柱连接，转子通过转子固定机构转动设置在定子的径向外侧，转子包括多个环形排布的永磁体（6），相邻永磁体（6）极性相反且相互抵接的紧密排列，动力输入机构与转子固定机构固定连接。
2.根据权利要求1所述的外转子无刷发电机，其特征在于：所述铁芯（9）为扇形，一体固定在圆柱形钢座（11）的圆周上，相邻铁芯（9）之间设有凹槽（12）。
3.根据权利要求1所述的外转子无刷发电机，其特征在于：所述永磁体（6）是与定子轴（8）同轴的弧形。
4.根据权利要求1所述的外转子无刷发电机，其特征在于：所述转子有轴向设置的多组，各转子在相同轴向方向上的永磁体（6）极性相同。
5.根据权利要求4所述的外转子无刷发电机，其特征在于：所述转子有间隔设置的六组。
6.根据权利要求1所述的外转子无刷发电机，其特征在于：所述转子固定机构包括转子外套（4）和端盖（2），圆筒形的转子外套（4）间隔套在定子外侧，永磁体（6）固定在转子外套（4）的内壁上，端盖（2）固定在转子外套（4）的两端，动力输入机构与端盖（2）固定连接。
7.根据权利要求6所述的外转子无刷发电机，其特征在于：所述转子外套（4）的内壁固定有环形的磁极固定环（5），永磁体（6）固定在磁极固定环（5）的内侧。
8.根据权利要求1所述的外转子无刷发电机，其特征在于：所述定子轴（8）空心设置，导线（10）穿设在定子轴（8）内侧。
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| CN201721864175.2U CN207910660U (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 外转子无刷发电机 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110994827A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-10 | 徐晓东 | 一种轴向防漏磁的三转子电机及其组装方法 |
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2017
- 2017-12-27 CN CN201721864175.2U patent/CN207910660U/zh not_active Expired - Fee Related
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