專利名稱：一種磁極與線圈同為定子的發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機械發(fā)電裝置，進(jìn)一步是磁極與線圈(含鐵芯)同為定子，而轉(zhuǎn)子上無線圈，只是用來導(dǎo)通磁路，使通過線圈的磁通量大小、方向隨之改變，產(chǎn)生感生電動勢的發(fā)電機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有發(fā)電機通常采用線圈與磁極相對運動，切割磁力線產(chǎn)生電流。具有發(fā)電量大，制造技術(shù)成熟等優(yōu)點。缺點是，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且質(zhì)量大，體積大。在工作時，產(chǎn)生的機械阻力大、渦流大、升溫高。鐵芯開槽，漏磁大。由于輸出電流或勵磁電流要通過電刷，會產(chǎn)生很大的火花消耗，并極容易造成事故。
實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種磁極與線圈同為定子的發(fā)電機，其磁極、線圈(含鐵芯)固定，線圈集中環(huán)繞在鐵芯上，特別是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單、無線圈、無電刷，產(chǎn)生機械阻力較小。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的—種磁極與線圈同為定子的發(fā)電機，包括有殼體，殼體內(nèi)固定設(shè)置有磁極、含鐵芯線圈，線圈集中環(huán)繞在鐵芯上，線圈兩端與殼體外部接線柱相連；其特征在于磁極、線圈(含鐵芯)同為定子，同性磁極相對于線圈(含鐵芯)的兩側(cè)，即為雙N極或雙S極；所述的磁極至少為2組，線圈(含鐵芯)至少為2組，并且永磁鐵和鐵芯為圓弧形狀，它們間隔相連組成一個環(huán)狀體，作為定子固定在殼體內(nèi)；轉(zhuǎn)子為鐵磁性金屬片或鐵磁性金屬塊，設(shè)置于環(huán)狀體內(nèi)，固定在主軸上，可隨主軸在環(huán)狀體內(nèi)轉(zhuǎn)動。本實用新型的目的可進(jìn)一步通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)所述的鐵芯為“H”或“U”字形，鐵芯兩端凸起，線圈集中環(huán)繞在兩凸起之間；鐵芯凸起端的截面大小與轉(zhuǎn)子凸起端截面大小相等或相近，并且定子凸起端與轉(zhuǎn)子凸起端為圓弧面相配合。所述的磁極、線圈可以設(shè)置2組或4組或6組或8組；與之相對應(yīng)，轉(zhuǎn)子形狀為“ I ”字形或“十”字形或“ * ”字形或“米”字形。所述的定子中有四個鐵芯，凸起端為八個，平均間隔45°角，組成一個環(huán)形狀；所述的轉(zhuǎn)子為“十”字形體，有四個凸起端，平均間隔90°，與定子中的凸起端相對應(yīng)，轉(zhuǎn)子在定子的凸起端圍成的環(huán)狀內(nèi)轉(zhuǎn)動。所述的轉(zhuǎn)子及鐵芯采用多層鐵磁性材料疊加制成。三個單體機同軸相連，并且各單機內(nèi)“十”轉(zhuǎn)子相對交錯120°角度，形成三相同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)。本實用新型根據(jù)“磁感線(磁通量)總是集中于磁阻最小的路徑，自然形成閉合回路”的原理進(jìn)行設(shè)計的。本實用新型中磁極、線圈(含鐵芯)固定，形成定子；同性磁極相對于線圈(含鐵芯)的兩側(cè)，磁性相抗；轉(zhuǎn)子位于鐵芯凸起部之間。由于同性磁極相對于線圈鐵芯的兩側(cè)，磁性相抗使磁通不能形成回路，只能在轉(zhuǎn)子的引導(dǎo)下才能形成回路。轉(zhuǎn)子為“十”字形體的情況下，工作時，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動45°角，能使通過鐵芯磁通路徑的方向改變一次，穿過線圈產(chǎn)生感生電動勢。每轉(zhuǎn)動90°產(chǎn)生一個正弦電動勢，一周產(chǎn)生四個正弦電動勢。本實用新型具有以下有益效果磁極、線圈(含鐵芯)同為定子；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、體積小，且無線圈、無須電刷，無漏磁。在工作時，產(chǎn)生的機械阻力小、潤流小、升溫低。因此，相對于現(xiàn)有發(fā)電機笨重的轉(zhuǎn)子和開槽鐵芯的發(fā)電機而言，本實用新型轉(zhuǎn)子有明顯的節(jié)能、高效及功能上的優(yōu)點。由于線圈和磁極固定，電流可直接輸出，不需用電刷，可確保發(fā)電機安全運行。本實用新型突破了磁極與線圈相對運動的方式，開辟了發(fā)電機新的技術(shù)領(lǐng)域。

圖I為本實用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖I中1為鐵芯,2為線圈,3為接線柱,4為磁極(永磁鐵或電磁鐵),5為轉(zhuǎn)子,6為主軸，7為殼體。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，并使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實施例如圖I所不,一種磁極與線圈同為定子的發(fā)電機,包括有圓筒狀的殼體7,殼體7內(nèi)固定設(shè)置有磁極4，鐵芯I與線圈2。所述線圈集中環(huán)繞在上鐵芯I上，且線圈2接頭直接通向殼體7外部與接線柱3相連接。所述的磁極4，分別位于鐵芯I的兩側(cè)。重要的是同性磁極相對于鐵芯I兩側(cè)，對于某個線圈2來說是雙N極或雙S極。殼體內(nèi)設(shè)置磁極4 (永磁鐵)為四個,線圈2 (含鐵芯I)為四個,并且磁極4 (永磁鐵)與線圈2 (含鐵芯I)為圓弧形狀，它們間隔連接組成環(huán)狀定子。所述的定子中有四個鐵芯1，凸起端為八個，平均間隔45°角。組成一個環(huán)形體。所述的轉(zhuǎn)子5為“十”字形體，有四個凸起端，平均間隔90°。轉(zhuǎn)子在定子的八個凸起端之間轉(zhuǎn)動。所述的轉(zhuǎn)子5的四個凸起端，只能與定子中的四個凸起端相對應(yīng)，每轉(zhuǎn)動45°角再與另外四個相對應(yīng)。工作時，主軸6的外端(殼體外)與外部動力連接，所述主軸6與轉(zhuǎn)子5 —起轉(zhuǎn)動。如圖I中，當(dāng)轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動O — 45°時，轉(zhuǎn)子5的四個凸起端，離開原來定子的四個凸起端，再與另外四個相對應(yīng)。這時，定子上的磁通路徑要發(fā)生一次變化，使通過鐵芯上磁通路徑的方向發(fā)生一次改變。這樣不斷地轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，使得通過四個線圈的磁通量大小和方向隨時間不斷地發(fā)生改變，線圈中產(chǎn)生持續(xù)的感生交變電動勢。每轉(zhuǎn)動90°線圈產(chǎn)生一個正弦電動勢，360 能產(chǎn)生4個電動勢。(本例相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)四對磁極的狀況)。電流可通過接線柱3向外輸出。四個線圈在工作時，可串聯(lián)也可并聯(lián)，輸出電壓可以成倍調(diào)整。本實施例中，殼體內(nèi)可以固定設(shè)置多組磁極和線圈(含鐵芯)，如2組、4組、6組、8組；與之相對應(yīng)，轉(zhuǎn)子形狀為“I”字形或“十”字形、字形、“米”字形等；與之相對應(yīng)。所述的實施例為單相發(fā)電機，如三個單相機同軸，三個轉(zhuǎn)子“十”字相對交錯120°，就組成了三相同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)。 以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種磁極與線圈同為定子的發(fā)電機，包括有殼體，殼體內(nèi)固定設(shè)置有磁極、含鐵芯線圈，線圈集中環(huán)繞在鐵芯上，線圈兩端與殼體外部接線柱相連；其特征在于磁極、線圈同為定子，同性磁極相對于線圈的兩側(cè)；所述的磁極至少為2組，線圈至少為2組，并且永磁鐵和鐵芯為圓弧形狀，它們間隔相連組成一個環(huán)狀體，作為定子固定在殼體內(nèi)；轉(zhuǎn)子為鐵磁性金屬片或鐵磁性金屬塊，設(shè)置于環(huán)狀體內(nèi)，固定在主軸上，可隨主軸在環(huán)狀體內(nèi)轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁極與線圈同為定子的發(fā)電機，其特征在于所述的鐵芯為“H”或“U”字形，鐵芯兩端凸起，線圈集中環(huán)繞在兩凸起之間；鐵芯凸起端的截面大小與轉(zhuǎn)子凸起端截面大小相等或相近，并且定子凸起端與轉(zhuǎn)子凸起端為圓弧面相配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁極與線圈同為定子的發(fā)電機，其特征在于所述的磁極、線圈可以設(shè)置2組或4組或6組或8組；與之相對應(yīng)，轉(zhuǎn)子形狀為“I”字形或“十”字形或“ * ”字形或“米”字形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁極與線圈同為定子的發(fā)電機，其特征在于所述的定子中有四個鐵芯，凸起端為八個，平均間隔45°角，組成一個環(huán)形狀；所述的轉(zhuǎn)子為“十”字形體，有四個凸起端，平均間隔90°，與定子中的凸起端相對應(yīng)，轉(zhuǎn)子在定子的凸起端圍成的環(huán)狀內(nèi)轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的磁極與線圈同為定子的發(fā)電機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子及鐵芯采用多層鐵磁性材料疊加制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁極與線圈同為定子的發(fā)電機，其特征在于三個單體機同軸相連，并且各單機內(nèi)“十”轉(zhuǎn)子相對交錯120°角度，形成三相同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種磁極與線圈同為定子的發(fā)電機，涉及機械發(fā)電裝置，包括有殼體，殼體內(nèi)固定設(shè)置有磁極、含鐵芯線圈，線圈集中環(huán)繞在鐵芯上，線圈兩端與殼體外部接線柱相連；磁極、線圈同為定子，同性磁極相對于線圈的兩側(cè)；所述的磁極至少為2組，線圈至少為2組，并且永磁鐵和鐵芯為圓弧形狀，它們間隔相連組成一個環(huán)狀體，作為定子固定在殼體內(nèi)；轉(zhuǎn)子為鐵磁性金屬片或鐵磁性金屬塊，設(shè)置于環(huán)狀體內(nèi)，固定在主軸上，可隨主軸在環(huán)狀體內(nèi)轉(zhuǎn)動。本實用新型的有益效果是由于轉(zhuǎn)子是鐵磁性金屬，不帶線圈，因而它結(jié)構(gòu)簡單、體積小、機械阻力小，相對于現(xiàn)有笨重轉(zhuǎn)子和開槽鐵芯的發(fā)電機而言，具有明顯的節(jié)能、高效等優(yōu)點。
文檔編號H02K1/14GK202737707SQ201220430709
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者張新東 申請人:張新東