專利名稱：低成本轉(zhuǎn)子外旋無刷交流發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交流發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
目前無刷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組包所圍的原磁場(chǎng)鐵芯均作為原磁場(chǎng)鐵芯和轉(zhuǎn)子兩用，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，體積大，耗能高，制造費(fèi)工費(fèi)時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換度率低。本申請(qǐng)的發(fā)明人曾發(fā)明了一種外旋節(jié)能無刷交流發(fā)電機(jī)，專利號(hào)為96122586.6，將勵(lì)磁繞組和定子電樞繞組分別采用柱形磁場(chǎng)鐵芯和定子鐵芯，大大提高了發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)換效率和功能，但其體積和成本仍降低不太多。
本發(fā)明的目的是通過對(duì)上述結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)，不僅轉(zhuǎn)換效率高，節(jié)能，而且節(jié)省了零部件和硅鋼片材料，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，大大減少了發(fā)電機(jī)的體積、重量和成本，大大提高了比功率和使用性。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種低成本轉(zhuǎn)子外旋無刷交流發(fā)電機(jī)，包括座體，座體通過軸承和電機(jī)軸相連，外旋轉(zhuǎn)子呈圓筒形，為導(dǎo)磁材料，與電機(jī)軸相固定(設(shè)筒底的目的是起固定作用)，圓筒形對(duì)準(zhǔn)鐵芯的圓周面上設(shè)有一排孔洞，外旋轉(zhuǎn)子里面的定子勵(lì)磁鐵芯由硅鋼片軸向疊合而成，并固定在座體上，硅鋼片呈多爪構(gòu)成的圓片狀，爪臂個(gè)數(shù)為偶數(shù)，如2、4、6、8、10……等，每個(gè)爪有相等的齒數(shù)，例如2、3、4、5、6、7、8……爪臂上設(shè)勵(lì)磁線圈繞組，爪齒上設(shè)定子線圈繞組。其繞制方法同現(xiàn)有技術(shù)。
為保證電機(jī)軸運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，和減少體積，硅鋼片定子的軸線上可以設(shè)有孔洞，孔洞中設(shè)有固定端蓋套，固定端蓋套通過軸承和電機(jī)軸相連。
為了進(jìn)一步減輕重量，美觀耐用，上述的固定端蓋及套以及電機(jī)殼體等均可采用鋁合金材料及結(jié)構(gòu)。
該發(fā)電機(jī)的工作原理1、給發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組通一額定直流電源，勵(lì)磁繞組所包圍的鐵芯被磁化，并產(chǎn)生一個(gè)一定強(qiáng)度的原磁場(chǎng)。原磁場(chǎng)的1/2磁極性交叉分布在同一體和定子鐵芯外徑圓周圍。
2、定子外徑裝著圓桶式轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的中間圓周開有空槽，這樣就形成了齒與空槽交叉均分在轉(zhuǎn)子的中間圓弧面中，轉(zhuǎn)子齒只與定子齒一半相對(duì)應(yīng)，這樣定子齒與轉(zhuǎn)子齒對(duì)應(yīng)的磁通量為最大，沒對(duì)應(yīng)的磁通量最小當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)準(zhǔn)的定子齒由最大磁通向最小變化，沒對(duì)準(zhǔn)的定子齒磁通由最小向最大變化，這種磁通變化使定子齒的繞組中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在輸出端產(chǎn)生了端電流。
3、雖然定子齒只有一半與轉(zhuǎn)子齒相對(duì)應(yīng)，但是在工作中的全部定子齒中確都能同時(shí)產(chǎn)生最大磁通量變化。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是不僅發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)換效率高，節(jié)能，而且節(jié)省了零部件和硅鋼片材料，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，大大提高了內(nèi)徑空間利用率，大大減小了體積，降低了重量和成本，大大提高了比功率和使用性。應(yīng)用范圍廣。
以下結(jié)合實(shí)施例作具體描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1是其結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是硅鋼片鐵芯及外旋轉(zhuǎn)子橫截面示意圖及其繞組舉例。
圖3為外旋轉(zhuǎn)子平面展開圖。
參見圖1，殼體10及座體1通過軸承3和電機(jī)軸5相連，3為散熱風(fēng)輪，4為皮帶輪，圓筒形轉(zhuǎn)子6通過筒底與電機(jī)軸固定，端蓋套12通過連接件14固定在座體1上，并與殼體10相固定，端蓋套12通過軸承13和電機(jī)5連接，由硅鋼片疊合而成的鐵芯9通過螺桿11固定在端蓋上，7為定子電樞繞組，8為勵(lì)磁線圈繞組，其輸入輸出電極通過端蓋連到電機(jī)外面。
設(shè)計(jì)說明第一，定子鐵芯技術(shù)設(shè)計(jì)勵(lì)磁原磁場(chǎng)鐵芯、定子繞組鐵芯均在同一硅鋼片上分段使用，這樣不但減少零部件，節(jié)省硅片材料，也提高了內(nèi)徑空間利用率。
第二，外旋轉(zhuǎn)子的技術(shù)設(shè)計(jì)外旋轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)在定子鐵芯的外徑圓周圍上，轉(zhuǎn)子在定子外徑運(yùn)轉(zhuǎn)工作的方法，可有效提高定子繞組鐵芯中的磁通量變化速度，增加定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相應(yīng)減少定子繞組匝數(shù)，降低內(nèi)電抗，提高輸出總電流。
第三，勵(lì)磁繞組位置的技術(shù)設(shè)計(jì)1、勵(lì)磁原磁場(chǎng)鐵芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與定子鐵芯用同一體材料，相連接為一體的硅片上組成，不需另外勵(lì)磁鐵芯部件。
2、原磁場(chǎng)的磁回路，設(shè)計(jì)為徑向?qū)Т欧绞健?br> 3、原磁場(chǎng)的磁回路是通過外旋轉(zhuǎn)子做導(dǎo)磁體形成的磁回路。
4、例如，原磁場(chǎng)繞組設(shè)計(jì)為4個(gè)，共8個(gè)極性。其中4個(gè)交叉分布在定子外徑，4個(gè)交叉分布在定子內(nèi)徑相連勾通。
第四，定子繞組線槽的技術(shù)設(shè)計(jì)1、定子繞組布線槽設(shè)計(jì)為24槽，定子齒與定子槽交叉分布在定子鐵芯的外徑中。
2、定子繞組線槽24槽為單相布線。28槽為兩相布線。
3、轉(zhuǎn)子外旋式發(fā)電機(jī)，用徑向?qū)Т旁碓O(shè)計(jì)定子繞組時(shí)，用單相或兩相最適合。
4、用電負(fù)載為直流時(shí)，定子繞組用串并聯(lián)整流輸出法。
第五，功率質(zhì)量比及生產(chǎn)成本1、設(shè)計(jì)1000瓦的該發(fā)電機(jī)重量計(jì)算為3.5公斤。
2、比功率每公斤計(jì)算為285瓦。
3、外協(xié)件組裝成本每臺(tái)65元。
參見圖2，由多爪構(gòu)成，軸線設(shè)孔洞，以便插入端蓋套，爪臂15為4個(gè)，每個(gè)爪臂上設(shè)6個(gè)齒及相應(yīng)的槽，16為定子電樞線圈繞組，17為勵(lì)磁線圈繞組，N、S極如圖示。
當(dāng)每個(gè)爪上的齒數(shù)為奇數(shù)時(shí)，可繞制二相的，為偶數(shù)時(shí)，可繞制單相或三相的為好。
每隔一個(gè)齒的齒對(duì)準(zhǔn)外旋轉(zhuǎn)子的孔，為單相的，每隔2個(gè)齒的2個(gè)齒對(duì)準(zhǔn)外旋轉(zhuǎn)子的孔，為雙相的，每隔3個(gè)齒的3個(gè)齒對(duì)準(zhǔn)外旋轉(zhuǎn)子的孔，為三相的。n相的總孔數(shù)=總齒數(shù)/2n。
參見圖3，標(biāo)號(hào)同上。
權(quán)利要求
1.一種低成本轉(zhuǎn)子外旋無刷交流發(fā)電機(jī)，包括座體(1)，座體(1)通過軸承和電機(jī)軸(5)相連，導(dǎo)磁材料外旋轉(zhuǎn)子(6)呈圓筒形，與電機(jī)軸(5)相固定，圓筒形對(duì)準(zhǔn)鐵芯的圓周面上設(shè)有一排孔洞，外旋轉(zhuǎn)子里面的定子勵(lì)磁鐵芯(9)由硅鋼片軸向疊合而成，并固定在座體(1)上，硅鋼片呈多爪構(gòu)成的圓片狀，爪臂個(gè)數(shù)為偶數(shù)，每個(gè)爪有相等的齒數(shù)，爪臂上設(shè)勵(lì)磁線圈繞組，爪齒上設(shè)定子線圈繞組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于爪臂為對(duì)稱的4個(gè)或6個(gè)，每個(gè)爪齒數(shù)為3-8個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于硅鋼片定子的軸線上設(shè)有孔洞，孔洞中設(shè)有固定端蓋套(12)，固定端蓋套(12)通過軸承(13)和電機(jī)軸(5)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于固定端蓋套(12)為鋁合金結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及低成本轉(zhuǎn)子外旋無刷交流發(fā)電機(jī),其座體通過軸承座和電機(jī)軸相連,外旋轉(zhuǎn)子呈筒形,與電機(jī)軸相固定,筒內(nèi)圓周上設(shè)有凹槽,外旋轉(zhuǎn)子里面的鐵芯由整體硅鋼片疊合而成,并固定在座體上,硅鋼片呈多爪構(gòu)成的圓片形,爪臂上設(shè)有勵(lì)磁線圈繞組,爪齒上設(shè)定子線圈繞組。其特點(diǎn)是:改原勵(lì)磁原磁場(chǎng)鐵芯和定子繞組鐵芯2個(gè)為一個(gè)鐵芯,不但減少了零部件,節(jié)省了硅片材料,尤其大大提高了內(nèi)徑空間利用率,減小了體積,減輕了重量,降低了成本。
文檔編號(hào)H02K1/22GK1313669SQ0111109
公開日2001年9月19日 申請(qǐng)日期2001年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月17日
發(fā)明者呂會(huì)戀, 王慶德 申請(qǐng)人:王慶德, 呂會(huì)戀