CN215528713U - 一种永磁直流发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种永磁直流发电机。永磁直流发电机，包括：壳体；定子，包括定子铁芯和定子绕组，定子绕组为两相绕组，每相绕组串联连接，且两相绕组并联输出；转子，包括转子铁芯和磁铁，转子铁芯处于定子铁芯内，转子铁芯沿其周向间隔布置有至少两个磁铁安装孔，磁铁安装孔沿转子铁芯的轴向延伸且贯通，磁铁适配安装在磁铁安装孔内。通过在定子铁芯上布置并联的两相绕组和在转子铁芯的周向布置磁铁，在磁铁随转子铁芯转动时能够切割两相绕组，使两相绕组直接发出直流电，相较于以前的有刷直流发电机，在简化了结构的情况下，工作效率和可靠性较高，能够适应更高安全性要求的场景，而且还能降低维修维护成本。

Description

一种永磁直流发电机

技术领域

本实用新型涉及一种永磁直流发电机。

背景技术

常见的直流发电机一般包括两种，一种是有刷直流发电机，有刷直流发电机一般采用电刷和换向器向外输出，因而导致发电机的结构较为复杂，工作效率和可靠性较低，而且维护成本较高；另一种是无刷直流发电机，无刷直流发电机是由三相同步发电机和整流器组成的，这样不仅造成发电机的制造成本较高，而且导致发电机的体积较大。因此，急需一种无刷无整流器的直流发电机来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种永磁直流发电机，以解决现有技术中的有刷直流发电机无刷直流发电机存在的上述问题。

为实现上述目的，本实用新型永磁直流发电机的技术方案是：

永磁直流发电机，包括：

壳体；

定子，包括定子铁芯和定子绕组；

转子，包括转子铁芯和磁铁，转子铁芯处于定子铁芯内，转子铁芯沿其周向间隔布置有至少两个磁铁安装孔，磁铁安装孔沿转子铁芯的轴向延伸且贯通，磁铁适配安装在磁铁安装孔内；

其中，所有的磁铁朝向转子铁芯中心线的一侧的极性相同。

有益效果是：本实用新型的永磁直流发电机通过在定子铁芯上布置定子绕组和在转子铁芯的周向布置磁铁，在磁铁随转子铁芯转动时能够切割定子绕组，使定子绕组直接发出直流电，相较于以前的有刷直流发电机，在简化了结构的情况下，工作效率和可靠性较高，能够适应更高安全性要求的场景，而且还能降低维修维护成本；相较于无刷直流发电机，无需使用整流器将交流电转换成直流电，降低了发电机的制造成本，减小了发电机的体积。

作为进一步的改进，所述磁铁安装孔沿转子铁芯周向的尺寸大于磁铁安装孔沿转子铁芯径向的尺寸。

有益效果是：这样设计，便于磁铁安装孔在转子铁芯上的布置。

作为进一步的改进，所述定子绕组为两相绕组，每相绕组串联连接，且两相绕组并联输出；所述定子铁芯的内侧具有铁芯槽，铁芯槽与磁铁安装孔的数量比值为2:1。

有益效果是：对于相同体积的发电机，通过两相绕组交替输出直流电，使得输出的功率相对较大。

作为进一步的改进，所述磁铁安装孔的数量为偶数个。

作为进一步的改进，所述转子铁芯上还设有隔磁孔，隔磁孔在转子铁芯的径向上处于相应磁铁安装孔的内侧。

有益效果是：隔磁孔起到隔离磁场向转轴的传递，减弱转轴的磁化。

作为进一步的改进，所述隔磁孔与磁铁安装孔一一对应。

有益效果是：这样设计，能够减小隔磁孔的尺寸，保证转子铁芯的整体强度。

作为进一步的改进，所述隔磁孔沿转子铁芯周向的尺寸小于隔磁孔沿转子铁芯径向的尺寸。

有益效果是：这样设计，能够有效隔离磁场向转轴传递。

作为进一步的改进，所述壳体包括筒体和两个端盖，两个端盖分别通过螺钉固定在筒体的两端。

有益效果是：这样设计，便于定子和转子的拆装。

作为进一步的改进，所述壳体包括筒体和端盖，筒体的一端封闭，端盖通过螺钉固定在筒体的另一端上。

有益效果是：这样设计，便于定子和转子的拆装。

作为进一步的改进，所述定子铁芯和转子铁芯均为硅钢。

有益效果是：硅钢导磁性好，磁滞损失和涡流损失小，有利于提高发电机的性能。

附图说明

图1为本实用新型永磁直流发电机的实施例1的分解图；

图2为图1中定子的结构示意图；

图3为图1中转子的结构示意图；

图中：11、筒体；12、磁铁；13、转轴；14、转子铁芯；15、定子绕组；16、定子铁芯；17、端盖；18、隔磁孔；19、磁铁安装孔；20、铁芯槽；21、第一轴承；22、第二轴承。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型永磁直流发电机的实施例1：

如图1所示，永磁直流发电机包括壳体、转子和定子，转子和定子安装在壳体内；具体的，壳体包括筒体11和端盖17，筒体11的一端封闭，另一端开口，转子和定子由筒体11的开口处装入筒体11内，之后，端盖17通过螺钉固定筒体11的开口处，以使壳体、转子和定子装配在一起。其中，筒体11上设有第一轴承21，端盖17上设有第二轴承22，两个轴承与转轴13配合。

本实施例中，定子包括定子铁芯16和定子绕组15，定子铁芯16止转装配在壳体内，定子绕组15为两相绕组，每相绕组串联连接，且两相绕组并联输出，之后通过开关交替输出直流电；如图2所示，定子铁芯16的内侧具有铁芯槽20，铁芯槽20的数量为多个。其中，定子铁芯16为硅钢，定子绕组15的绕制方式为现有技术。

本实施例中，转子包括转子铁芯14和磁铁12，转子铁芯14处于定子铁芯16内，转子铁芯14沿其周向间隔布置有多个磁铁安装孔19，磁铁安装孔19沿转子铁芯14的轴向延伸且贯通，磁铁12适配安装在磁铁安装孔19内；转子铁芯14上设有转轴13，转轴13的一端装配在第一轴承21上，转轴13的另一端装配在第二轴承22上，转轴13的中部与转子铁芯14止转装配在一起，如紧配合或键槽的方式。其中，转子铁芯14为硅钢。

如图3所示，磁铁安装孔19沿转子铁芯14周向的尺寸大于磁铁安装孔19沿转子铁芯14径向的尺寸，即磁铁12为板状结构，磁铁12的两个最大面分别朝向和背向转轴13，在磁铁12的两个最大面上充磁，且各个磁铁12朝向转子铁芯14中心线的一侧极性相同，如均为S极或N极。其中，每个磁铁安装孔19内均安装有磁铁12。在其他实施例中，磁铁安装孔沿转子铁芯周向的尺寸可以等于磁铁安装孔沿转子铁芯径向的尺寸。

本实施例中，铁芯槽20和磁铁安装孔19的数量均为偶数个。具体的，定子铁芯16具有十二个铁芯槽20，转子铁芯14具有六个磁铁安装孔19，铁芯槽20与磁铁安装孔19的数量比值为2:1，即铁芯槽20与磁铁12的数量比值为2:1。在其他实施例中，磁铁安装孔的数量可以为奇数个。

如图1和图3所示，转子铁芯14上还设有隔磁孔18，隔磁孔18沿转子铁芯14的轴向贯通；隔磁孔18在转子铁芯14的径向上处于相应磁铁安装孔19的内侧，即隔磁孔18处于转轴13与相应磁铁安装孔19之间，隔磁孔18起到隔离磁场向转轴13的传递，减弱转轴13的磁化；其中，隔磁孔18与磁铁安装孔19一一对应，即隔磁孔18沿转子铁芯14的周向间隔布置有六个。

本实施例中，隔磁孔18沿转子铁芯14周向的尺寸小于隔磁孔18沿转子铁芯14径向的尺寸，以有效隔离磁场向转轴13的传递。在其他实施例中，隔磁孔沿转子铁芯周向的尺寸可以等于隔磁孔沿转子铁芯径向的尺寸。

使用时，转子在外源动力的驱动下转动，转子上磁铁12的分量磁场分别切割分量绕组，两相绕组上产生具有电势变化的感应直流电流，其感应电压变化量随磁场强度变化而变化，经过合适的电解电容稳流，使输出的直流电能更加平稳。

本实用新型的永磁直流发电机通过在定子铁芯上布置并联的两相绕组和在转子铁芯的周向布置磁铁，在磁铁随转子铁芯转动时能够切割两相绕组，使两相绕组交替发出直流电，相较于以前的有刷直流发电机，在简化了结构的情况下，工作效率和可靠性较高，能够适应更高安全性要求的场景，而且还能降低维修维护成本；相较于无刷直流发电机，无需整流电路即可输出直流电，降低了发电机的制造成本，减小了发电机的体积。

本实用新型永磁直流发电机的实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，定子绕组15为两相绕组，铁芯槽20与磁铁安装孔19的数量比值为2:1，即铁芯槽20与磁铁12的数量比值为2:1。本实施例中，定子绕组为单相绕组，铁芯槽与磁铁安装孔的数量比值为1:1。在其他实施例中，铁芯槽与磁铁安装孔的数量比值可以为3:1。

本实用新型永磁直流发电机的实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，转子铁芯14具有六个磁铁安装孔19和六个隔磁孔18，隔磁孔18和磁铁安装孔19一一对应。本实施例中，转子铁芯具有六个磁铁安装孔和三个隔磁孔，一个隔磁孔对应两个磁铁安装孔。

本实用新型永磁直流发电机的实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，壳体包括筒体11和端盖17，筒体11的一端封闭，另一端开口，端盖17通过螺钉固定筒体11的开口处。本实施例中，壳体包括筒体和两个端盖，筒体的两端均为开口，两个端盖分别通过螺钉固定在筒体的两端开口处。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.永磁直流发电机，其特征在于，包括：

壳体；

定子，包括定子铁芯（16）和定子绕组（15）；

转子，包括转子铁芯（14）和磁铁（12），转子铁芯（14）处于定子铁芯（16）内，转子铁芯（14）沿其周向间隔布置有至少两个磁铁安装孔（19），磁铁安装孔（19）沿转子铁芯（14）的轴向延伸且贯通，磁铁（12）适配安装在磁铁安装孔（19）内；

其中，所有的磁铁（12）朝向转子铁芯（14）中心线的一侧的极性相同。

2.根据权利要求1所述的永磁直流发电机，其特征在于，所述磁铁安装孔（19）沿转子铁芯（14）周向的尺寸大于磁铁安装孔（19）沿转子铁芯（14）径向的尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的永磁直流发电机，其特征在于，所述定子绕组（15）为两相绕组，每相绕组串联连接，且两相绕组并联输出；所述定子铁芯（16）的内侧具有铁芯槽（20），铁芯槽（20）与磁铁安装孔（19）的数量比值为2:1。

4.根据权利要求3所述的永磁直流发电机，其特征在于，所述磁铁安装孔（19）的数量为偶数个。

5.根据权利要求1或2所述的永磁直流发电机，其特征在于，所述转子铁芯（14）上还设有隔磁孔（18），隔磁孔（18）在转子铁芯（14）的径向上处于相应磁铁安装孔（19）的内侧。

6.根据权利要求4所述的永磁直流发电机，其特征在于，所述隔磁孔（18）与磁铁安装孔（19）一一对应。

7.根据权利要求5所述的永磁直流发电机，其特征在于，所述隔磁孔（18）沿转子铁芯（14）周向的尺寸小于隔磁孔（18）沿转子铁芯（14）径向的尺寸。

8.根据权利要求1或2所述的永磁直流发电机，其特征在于，所述壳体包括筒体（11）和两个端盖（17），两个端盖（17）分别通过螺钉固定在筒体（11）的两端。

9.根据权利要求1或2所述的永磁直流发电机，其特征在于，所述壳体包括筒体（11）和端盖（17），筒体（11）的一端封闭，端盖（17）通过螺钉固定在筒体（11）的另一端上。

10.根据权利要求1或2所述的永磁直流发电机，其特征在于，所述定子铁芯（16）和转子铁芯（14）均为硅钢。

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