專利名稱：一種高效率發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，特別涉及一種無刷自激發(fā)電機(jī)。
中國專利公開號CN2277595Y公開了一種汽車交流發(fā)電機(jī)，它由定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)座等組成，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子部分的極爪的形狀由沿截頭圓錐體中心軸按圓弧形剖開的截頭圓錐體約一半構(gòu)成，極爪外表面為弧形，相連起來構(gòu)成轉(zhuǎn)子的外圓，內(nèi)表面即是截頭圓錐體的錐面。由于整個極爪是N極與S極交錯，極爪側(cè)面的漏磁大小直接影響發(fā)電機(jī)的有關(guān)性能，如發(fā)電機(jī)的效率、發(fā)熱、低速性能等。漏磁大個又取決于極爪間的磁路徑長短，路徑長漏磁小，路徑短漏磁大。如果極爪對數(shù)一定的情況下，僅考慮加大磁路徑，也就是加大極爪間的距離，那么必然減小極爪的截面積，極爪的截面積減小，則磁通量必然減小，而磁通量減小，又影響發(fā)電機(jī)的效率等有關(guān)性能。磁通量和漏磁這是一對矛盾，目前現(xiàn)有技術(shù)無法很好地處理上述矛盾，漏磁系數(shù)均在1.3-1.4之間。上述專利由于極爪的形狀由沿截頭圓錐體中心軸按圓弧形剖開的截頭圓錐體約一半，極爪間的漏磁路徑短，漏磁大，而且極爪最低點(diǎn)的漏磁不可能減少至零，因此這種發(fā)電機(jī)效率不高，溫升高，低速性能不理想。
本發(fā)明的目的是為克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種漏磁小、磁通量大的發(fā)電機(jī)。
本發(fā)明是以如下方式完成的，它的定子安裝在機(jī)體上，轉(zhuǎn)子安裝在定子內(nèi)，轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)軸上安裝著極爪(S、N極)，勵磁托架及線圈安裝在極爪與轉(zhuǎn)軸之間，極爪沿轉(zhuǎn)軸的徑向截面為雙曲線形。
本發(fā)明的極爪徑向截面采用雙曲線形，在磁通量和漏磁之間找到了兩者兼顧的平衡點(diǎn)，有效地解決了這矛盾。雙曲線離心率e＞1，張口大小與漸開線斜率有關(guān)，極爪間的距離離軸心越近，距離越大，漏磁越小，雙曲線斷面極爪N-S極的最低點(diǎn)極爪間的漏磁為零，而且各極爪間和極爪最低點(diǎn)的漏磁減少至最低值，同時又使極爪截面積能充分保證磁通量的需要。因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有效率高、功率大、漏磁系數(shù)低、轉(zhuǎn)速特性平坦寬闊等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的有效磁通路徑圖3是圖1A-A極爪的徑向截面視圖；圖4是極爪的軸向截面視圖；圖5是轉(zhuǎn)子的外圓柱表面展開圖；下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
參見圖1、2、3、4，本發(fā)明由機(jī)(4)、定子(1)、轉(zhuǎn)子(5)、勵磁托架及線圈(3)組成，定子(1)安裝在機(jī)體(4)內(nèi)，轉(zhuǎn)子(5)安裝在定子(1)內(nèi)，勵磁托架及線圈安裝(3)在極爪(2)與轉(zhuǎn)軸(6)之間，轉(zhuǎn)子(5)是轉(zhuǎn)軸(6)上安裝著前極爪和后極爪構(gòu)成，每個S(N)極爪沿轉(zhuǎn)軸的的徑向截面為雙曲線形。當(dāng)勵磁線圈有電流通過時，所產(chǎn)生的有效主磁通其路徑是轉(zhuǎn)子(5)—輔加氣隙(7)—托架(3)—輔加氣隙(8)—左極爪(9)—主氣隙(10)—定子鐵心(1)—主氣隙(10)—右極爪(2)—轉(zhuǎn)子(5)磁軛構(gòu)成磁回路。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁場從定子繞組掠過產(chǎn)生三相對稱電勢。發(fā)電機(jī)的主要漏磁是極爪側(cè)間的漏磁，由于雙曲線形極爪側(cè)間的距離離軸心越近，距離越大，漏磁越小，離軸心最近的頂點(diǎn)漏磁近于零。整個極爪側(cè)間的漏磁減小，有限工作主磁通得到充分利用，因此發(fā)電機(jī)的性能得到改善。
見圖5，極爪在轉(zhuǎn)子的外圓柱表面上的形狀為正弦形。由于主氣隙的磁通分布為正弦形，定子繞組中的感應(yīng)電勢也是接近正弦形，因此，將極爪外表面設(shè)計為正弦形，可以使磁通分布更加合理，在端部及內(nèi)部的漏磁減小至最小，使其電性能更好。另外，極爪表面為正弦形考慮磁通時，可簡化成梯形面積考慮，梯形的下底為正弦的底寬，梯形的上底等于正弦底寬的0.273倍，梯形的高就是正弦的幅值。
極爪面對轉(zhuǎn)軸(6)的內(nèi)表面，其輪廓線為拋物線形。這種形狀的極爪具有體積大，能夠避免磁飽和，有效地增加極爪中的磁通量。
見圖5，本發(fā)明的左極爪(9)和右極爪(2)相互交錯排列并連接成一體。兩者可通過非導(dǎo)磁材料(11)焊接成一體。
具有上述三維一體極爪的本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比1)漏磁系數(shù)由1.3-1.4下降至1.06-1.08；2)效率提高10-15％，如3kw發(fā)電機(jī)效率達(dá)92.7％、5kw發(fā)電機(jī)效率達(dá)94％；3)它與輸入機(jī)械功率成2.8次方，特別適用于風(fēng)力、海浪發(fā)電；4)具有寬特性，轉(zhuǎn)速特性在0.5-1.5倍額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能保持離的效率；5)漏磁少，消耗少必然溫升低。
權(quán)利要求
1.一種高效率發(fā)電機(jī)，它的定子1安裝在機(jī)體4上，轉(zhuǎn)子5安裝在定子1內(nèi)，轉(zhuǎn)子5為轉(zhuǎn)軸6上安裝著極爪(S、N極)，勵磁托架及線圈3安裝在極爪與轉(zhuǎn)軸6之間，其特征在于極爪沿轉(zhuǎn)軸的徑向截面為雙曲線形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效率發(fā)電機(jī)，其特征在于極爪在轉(zhuǎn)子的外圓柱表面上的形狀為正弦形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種高效率發(fā)電機(jī)，其特征在于極爪面對轉(zhuǎn)軸(6)的表面，其輪廓線為拋物線形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種高效率發(fā)電機(jī)，其特征在于左極爪9和右極爪2相互交錯排列并連接成一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效率發(fā)電機(jī)，其特征在于左極爪9和右極爪2兩者通過非導(dǎo)磁材料11連接成一體。
全文摘要
一種高效率發(fā)電機(jī),它的定子1安裝在機(jī)體4上,轉(zhuǎn)子5安裝在定子1內(nèi),轉(zhuǎn)子5為轉(zhuǎn)軸6上安裝著極爪2、9(S、N極),勵磁托架及線圈3安裝在極爪與轉(zhuǎn)軸6之間,極爪2、9沿轉(zhuǎn)軸6的徑向截面為雙曲線形,極爪2、9在轉(zhuǎn)子的外圓柱表面上的形狀為正弦形,極爪面對轉(zhuǎn)軸(6)的表面,其輪廓線為拋物線形。本發(fā)明具有:1)漏磁系數(shù)白1.3－1.4下降至1.06－1.08;2)效率提高10－15%,如3kw發(fā)電機(jī)效率達(dá)92.7%、5kw發(fā)電機(jī)效率達(dá)94%;3)它與輸入機(jī)械功率成2.8次方,特別適用于風(fēng)力、海浪發(fā)電;4)具有寬特性,轉(zhuǎn)速特性在0.5－1.5倍額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能保持高的效率;5)漏磁少,消耗少必然溫升低。
文檔編號H02K1/27GK1362777SQ01106819
公開日2002年8月7日 申請日期2001年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月8日
發(fā)明者王也平 申請人:湖南東地科技發(fā)展有限公司