CN219678209U - 一种发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发电机，属于发电机技术领域。它解决了现有技术中现有发电机的能量转化效率偏低的问题。本发电机，包括机壳，机壳内设置有定子和位于定子内部的永磁转子，所述定子包括由若干硅钢片叠压而成的定子铁芯以及设置在定子铁芯上的定子线圈，所述硅钢片呈圆环形，所述硅钢片上开设有分别沿其周向分布的若干内绕线孔和若干外绕线孔，所述内绕线孔和所述外绕线孔的数量相同且沿硅钢片的径向一一对齐设置，相邻的内绕线孔和外绕线孔之间形成绕线部，所述定子线圈由绝缘导线依次交替穿过所述内绕线孔和外绕线孔并缠绕在上述两孔之间的绕线部上而形成。本实用新型具有能提高发电机的能量转化效率的优点。

Description

一种发电机

技术领域

本实用新型属于发电机技术领域，涉及一种发电机。

背景技术

发电机是指将机械能转换成电能的机械设备，在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的工作原理是基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。

现有的发电机主要包括机壳、设置在机壳内的内转子和外定子，外定子由定子铁芯和线圈绕组组成，内转子在外力的带动下在外定子中旋转做切割磁感线的运动，从而在线圈绕组上产生电流。中国专利文献公开了一种定子铁芯及发电机(申请号：202110389047.1)，定子铁芯包括多个环形片，所述环形片的外圆周设置多个齿，所述齿沿着外圆周周向间隔布置，所述环形片的内圆周设有开口，开口朝向外周面方向延伸，所述开口位于所述齿所对应的内弧面和外弧面之间。在使用时，多个呈“T”字型的齿上分别绕制有线圈，虽然该定子铁芯在无磁感线通过的区域设计开口使得磁路不受影响，但使用该定子铁芯的发电机在运行过程中与传统发电机一样仍存在以下缺点：绕制在齿上的线圈输出电流时其周围产生磁场(即电生磁，供线圈绕制的定子铁芯上会形成无支磁路，无支磁路与该磁场相对应，磁路是指磁通的闭合路径，同时，磁场的大小与线圈输出的电流成正比)，但该磁场会对内转子的转动起阻碍作用(根据楞次定律可得：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因)，因为该阻碍作用的存在，为了克服其影响，所以会加大驱动发电机内转子转动所需的动力，使得现有发电机的能量转化效率偏低。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种发电机。本实用新型所要解决的技术问题是如何提高发电机的能量转化效率。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种发电机，包括机壳，机壳内设置有定子和位于定子内部的永磁转子，所述定子包括由若干硅钢片叠压而成的定子铁芯以及设置在定子铁芯上的定子线圈，其特征在于，所述硅钢片呈圆环形，所述硅钢片上开设有分别沿其周向分布的若干内绕线孔和若干外绕线孔，所述内绕线孔和所述外绕线孔的数量相同且沿硅钢片的径向一一对齐设置，相邻的内绕线孔和外绕线孔之间形成绕线部，所述定子线圈由绝缘导线依次交替穿过所述内绕线孔和外绕线孔并缠绕在上述两孔之间的绕线部上而形成。

区别于传统的发电机，本发电机的定子线圈由绝缘导线依次交替穿过所述内绕线孔和外绕线孔并缠绕在上述两孔之间的绕线部上而形成，当外力驱动永磁转子转动时，在定子线圈中产生一个旋转磁场，使得定子线圈产生电动势并输出电流，上述结构使得定子线圈在输出电流时产生的磁通分为两个分量(传统发电机的定子线圈在输出电流时产生的磁通没有分量，其所对应的磁场对内转子的转动产生阻碍作用)，两个磁通分量分别为沿外绕线孔边沿闭合的主磁通分流和沿内绕线孔边沿闭合的副磁通分流(在同等能量输入量下，本发电机两个磁通分量的磁通量之和等于传统发电机的磁通量，其中，磁通量与磁场强度成正比)，其中，副磁通分流靠近永磁转子，其所对应的磁场对永磁转子的转动有阻碍作用；而主磁通分流远离永磁转子，其所对应的磁场对永磁转子的转动无影响，即本发电机通过磁通分流减少了定子线圈所产生的磁场对永磁转子转动的阻碍作用，进而能减少驱动发电机永磁转子转动所需的动力，即本发电机相较于传统发电机，两者在同等能量输入量下本实用新型的发电机能更好的增量电能，进而能提高发电机的能量转化效率。

在上述的一种发电机中，所述内绕线孔的边沿开设有过线缺口，过线缺口位于所述硅钢片的内圈边沿上。过线缺口能方便定子线圈的绕制以及硅钢片之间的叠压。

在上述的一种发电机中，所述硅钢片上开设有若干叠压槽，叠压槽位于所述硅钢片的外圈边沿上。叠压槽一方面方便硅钢片之间的叠压设置，另一方面也能减轻定子铁芯的重量，使得发电机更加轻量化。

在上述的一种发电机中，所述硅钢片上开设有沿其周向分布的若干个散热孔，所述散热孔位于内绕线孔和外绕线孔之间且与两者错位分布。散热孔能提高定子铁芯的散热效果，从而使得发电机具有良好的散热性能，保障发电机的正常工作，也可以在散热孔内设置冷却液体回路，从而进一步提高定子铁芯的散热效果。

在上述的一种发电机中，所述机壳内还设置有位于定子内部且呈柱状的永磁电动机，所述永磁转子设置在永磁电动机的侧壁上并由永磁电动机带动转动。所述永磁转子设置在永磁电动机外转子的轴向外周上，使得内外磁力线相加，增强磁力线密度，从而增加电能的输出，永磁电动机能更好地驱动永磁转子的转动，使得发电机的输出电压和输出电流更加稳定。

在上述的一种发电机中，所述机壳包括机壳主体以及分别设置在机壳主体两端且与其相固连的端盖，所述永磁电动机的两端均设置有内端盖，两个内端盖的内侧均设置有磁钢片，磁钢片与硅钢片相对设置。两个内端盖上设置有磁钢片，永磁电动机会带动两个内端盖同步转动来实现磁钢片的转动，以增加位于定子铁芯两端的绝缘导线的利用率，从而提高定子线圈的输出电流。

与现有技术相比，本发电机的优点在于：本发电机的定子线圈由绝缘导线依次交替穿过所述内绕线孔和外绕线孔并缠绕在上述两孔之间的绕线部上而形成，上述结构使得定子线圈在输出电流时产生的磁通分为两个分量，其中主磁通分流远离永磁转子，其所对应的磁场对永磁转子的转动无影响，即通过磁通分流减少驱动发电机永磁转子转动所需的动力，即相较于传统发电机，两者在同等能量输入量下本实用新型的发电机能更好的增量电能，进而能提高发电机的能量转化效率。

附图说明

图1是实施例一中本发电机的爆炸图(未示出定子线圈)。

图2是实施例一中本发电机硅钢片的结构示意图。

图3是实施例一中本发电机硅钢片最小单元的绕线示意图。

图4是实施例一中本发电机硅钢片最小单元上定子线圈在输出电流时所产生的磁路的结构示意图。

图5是实施例二中本发电机硅钢片最小单元的结构示意图。

图中，1、机壳；1a1、机壳主体；1b1、端盖；2a、定子铁芯；2a1、硅钢片；2a11、内绕线孔；2a12、外绕线孔；2a13、绕线部；2a14、过线缺口；2a15、叠压槽；2a16、散热孔；2b、定子线圈；3、永磁转子；4、永磁电动机；5、磁钢片；6、主磁通分流；7、副磁通分流；8、内端盖；9、凸部；10、凹槽。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

一种发电机，参照图1-3，包括机壳1，机壳1内设置有定子和位于定子内部的永磁转子3，本实施例优选所述机壳1内还设置有位于定子内部且呈柱状的永磁电动机4，所述永磁转子3设置在永磁电动机4的侧壁上并由永磁电动机4带动转动，所述机壳1包括机壳主体1a1以及分别设置在机壳主体1a1两端且与其相固连的端盖1b1，所述永磁电动机4的两端均设置有内端盖8，两个内端盖8的内侧均设置有磁钢片5，磁钢片5与硅钢片2a1相对设置。所述定子包括由若干硅钢片2a1叠压而成的定子铁芯2a以及设置在定子铁芯2a上的定子线圈2b，所述硅钢片2a1呈圆环形，所述硅钢片2a1上开设有分别沿其周向分布的若干内绕线孔2a11和若干外绕线孔2a12，所述内绕线孔2a11和所述外绕线孔2a12的数量相同且沿硅钢片2a1的径向一一对齐设置，相邻的内绕线孔2a11和外绕线孔2a12之间形成绕线部2a13，所述定子线圈2b由绝缘导线依次交替穿过所述内绕线孔2a11和外绕线孔2a12并缠绕在上述两孔之间的绕线部2a13上而形成。进一步地，所述内绕线孔2a11的边沿开设有过线缺口2a14，过线缺口2a14位于所述硅钢片2a1的内圈边沿上。所述硅钢片2a1上开设有若干叠压槽2a15，叠压槽2a15位于所述硅钢片2a1的外圈边沿上。所述硅钢片2a1上开设有沿其周向分布的若干个散热孔2a16，所述散热孔2a16位于内绕线孔2a11和外绕线孔2a12之间且与两者错位分布。本实施例的定子线圈2b可采用常见的三相绕组或者其他多相绕组，从而实现发电机的三相输出或多相输出。

区别于传统的发电机，本发电机的定子线圈2b由绝缘导线依次交替穿过所述内绕线孔2a11和外绕线孔2a12并缠绕在上述两孔之间的绕线部2a13上而形成，上述结构使得定子线圈在输出电流时产生的磁通分为两个分量(传统发电机的定子线圈在输出电流时产生的磁通没有分量，其所对应的磁场对内转子的转动产生阻碍作用)，两个磁通分量分别为沿外绕线孔2a12边沿闭合的主磁通分流6和沿内绕线孔2a11边沿闭合的副磁通分流7(在同等能量输入量下，本发电机的主磁通分流6和副磁通分流7的磁通量之和等于传统发电机的磁通量，其中，磁通量与磁场强度成正比)，其中，副磁通分流7闭合路径参照图4，由于过线缺口2a14的存在，副磁通分流7从A处经永磁转子3回到B处，或者从B处经永磁转子3回到A处以形成闭合路径，同时，因为副磁通分流7靠近永磁转子3，所以副磁通分流7所对应的磁场对永磁转子3的转动有阻碍作用，而主磁通分流6远离永磁转子3，所以主磁通分流6所对应的磁场对永磁转子3的转动无影响，即本发电机通过磁通分流减少了定子线圈2b所产生的磁场对永磁转子3转动的阻碍作用，进而能减少驱动发电机永磁转子3转动所需的动力，即本发电机相较于传统发电机，两者在同等能量输入量下本实用新型的发电机能更好的增量电能，进而能提高发电机的能量转化效率。同理，将永磁转子3设置成外转子，也能提高发电机的能量转化效率。

实施例二

本实施例与实施例一的结构和原理基本相同，其不同之处在于：参照图5，进一步地，硅钢片2a1的最小单元的两侧分别设置公母扣部(,其中公扣部为向外凸出的凸部9，母扣部为向内凹进且与凸部9扣接配合的凹槽10)，从而使得若干个该最小单元沿周向扣合连接形成所述硅钢片2a1，连接牢固，同时也不影响所述硅钢片2a1之间的叠压。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种发电机，包括机壳(1)，机壳(1)内设置有定子和位于定子内部的永磁转子(3)，所述定子包括由若干硅钢片(2a1)叠压而成的定子铁芯(2a)以及设置在定子铁芯(2a)上的定子线圈(2b)，其特征在于，所述硅钢片(2a1)呈圆环形，所述硅钢片(2a1)上开设有分别沿其周向分布的若干内绕线孔(2a11)和若干外绕线孔(2a12)，所述内绕线孔(2a11)和所述外绕线孔(2a12)的数量相同且沿硅钢片(2a1)的径向一一对齐设置，相邻的内绕线孔(2a11)和外绕线孔(2a12)之间形成绕线部(2a13)，所述定子线圈(2b)由绝缘导线依次交替穿过所述内绕线孔(2a11)和外绕线孔(2a12)并缠绕在上述两孔之间的绕线部(2a13)上而形成。

2.根据权利要求1所述的一种发电机，其特征在于，所述内绕线孔(2a11)的边沿开设有过线缺口(2a14)，过线缺口(2a14)位于所述硅钢片(2a1)的内圈边沿上。

3.根据权利要求1所述的一种发电机，其特征在于，所述硅钢片(2a1)上开设有若干叠压槽(2a15)，叠压槽(2a15)位于所述硅钢片(2a1)的外圈边沿上。

4.根据权利要求1所述的一种发电机，其特征在于，所述硅钢片(2a1)上开设有沿其周向分布的若干个散热孔(2a16)，所述散热孔(2a16)位于内绕线孔(2a11)和外绕线孔(2a12)之间且与两者错位分布。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种发电机，其特征在于，所述机壳(1)内还设置有位于定子内部且呈柱状的永磁电动机(4)，所述永磁转子(3)设置在永磁电动机(4)的侧壁上并由永磁电动机(4)带动转动。

6.根据权利要求5所述的一种发电机，其特征在于，所述机壳(1)包括机壳主体(1a1)以及分别设置在机壳主体(1a1)两端且与其相固连的端盖(1b1)，所述永磁电动机(4)的两端均设置有内端盖(8)，两个内端盖(8)的内侧均设置有磁钢片(5)，磁钢片(5)与硅钢片(2a1)相对设置。