電磁發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電氣工程領(lǐng)域，尤其涉及低速發(fā)電機，并尤其可被用在風能設(shè)備中。在所提出的電磁發(fā)電機中，轉(zhuǎn)子配備有永磁體(3，4)，且定子包括兩個平行疊片(5，6)，這兩個平行疊片之間設(shè)置有環(huán)形繞組(7)。轉(zhuǎn)子是由固定于樞軸(10)的兩個平行圓盤(1，2)形成，其中所述永磁體的各環(huán)形排被設(shè)置在每一個所述平行原盤的相互面對面的表面上，所述永磁體在每一排中的極性是交替的，而在一排中的永久磁體的極轉(zhuǎn)向在另一排中的永久磁體的相反極。定子的環(huán)形繞組(7)一個套一個地成對插入，并且這些環(huán)形繞組具有等腰梯形的形狀，這些環(huán)形繞組的側(cè)邊(8，9)相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸(10)徑向地設(shè)置。在這些梯形底部的環(huán)形繞組(7)的各部分(11，12)凸式地向外拱，其中在梯形底部的環(huán)形繞組的部分之間的距離l超過永磁體(3，4)的環(huán)形排的寬度b，這些永磁體在每一環(huán)形排中彼此鄰接。這些永磁體在每一環(huán)形排中通過其毗鄰的側(cè)面彼此鄰接。技術(shù)結(jié)果在于增加了電磁發(fā)電機的功率，同時維護了其整體大小。
【專利說明】電磁發(fā)電機 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及電氣工程領(lǐng)域，尤其涉及低速發(fā)電器，并尤其可被用在風能設(shè)備中。 【背景技術(shù)】
[0002] 低速電磁發(fā)電機是本領(lǐng)域公知的，其包括位于由鐵片或壓縮鐵粉制成的鐵芯上的 環(huán)形定子繞組排以及匹配的環(huán)形永磁轉(zhuǎn)子排，具體為利用正弦電壓的永久磁化的同步電 機，其中這些繞組是集中式的而非分布在各槽內(nèi)，具有繞組的鐵芯與不具有繞組的鐵芯交 替，以使得每兩個鐵芯具有一繞組，各鐵芯間的間隙數(shù)與極數(shù)不同，其中各鐵芯間的間隙數(shù) S和極數(shù)P對應(yīng)于公式| s-p I = 2 · m和S = 12 · η · m，其中η和m是正整數(shù)，其中該電機 被設(shè)計成用于利用串聯(lián)連接的毗鄰線圈的三相電壓，以便獲得每相m個可串聯(lián)連接或并聯(lián) 連接的組，參見RU2234788 C2。
[0003] 所述發(fā)電機的缺點在于其低效率（低能量轉(zhuǎn)換效率），因為各繞組在環(huán)形排 (circular row)中的位置彼此相距很大的距離，并且當磁體位于這些繞組之間的間隙中， 沒有感生電動勢（EMF)。
[0004] 另一公知電磁發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子以及定子，該轉(zhuǎn)子配備有永磁體，該定子包括兩個 互連圓盤形狀的平行疊片，在這兩個平行疊片之間設(shè)置有繞組；該定子具有平面環(huán)帶形狀 的磁芯，參見RU 2168062 C1。
[0005] 該技術(shù)方案與前面提到的類似方案（參見RU 2234788 C2)具有相同的缺點，即其 低能量轉(zhuǎn)換效率，其具有相同的原因。此外，當轉(zhuǎn)子的永磁體越過定子繞組的鐵芯時，該永 磁體和定子繞組的鐵芯變成相互吸引（所謂的轉(zhuǎn)子粘合效應(yīng)），這阻止該發(fā)電機的啟動并 在其運行期間產(chǎn)生強噪聲。
[0006] 運行期間發(fā)電機的增加的能量轉(zhuǎn)換效率、減少的啟動扭矩和降低的噪聲級別可在 包括轉(zhuǎn)子以及定子的電磁發(fā)電機中達成，該轉(zhuǎn)子配備有永磁體，該定子包括兩個平行疊片， 在這兩個平行疊片之間安置有環(huán)形繞組；該轉(zhuǎn)子由固定于樞軸的兩個平行圓盤形成，其中 所述永磁體的各環(huán)形排被設(shè)置在每一個所述平行圓盤的相互面對面的表面上，所述永磁體 在每一排中等距地設(shè)置，并且所述永磁體的極性在每一排中交替，而在一排中的永磁體的 極轉(zhuǎn)向在另一排中的永磁體的相反極；該定子的環(huán)形繞組一個套一個地成對插入，并且這 些環(huán)形繞組具有等腰梯形的形狀，這些環(huán)形繞組的側(cè)邊相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸徑向地設(shè)置； 在這些梯形底部的環(huán)形繞組的各部分凸式地向外拱，其中在這些梯形底部的環(huán)形繞組的各 部分之間的距離1超過永磁體的環(huán)形排的寬度b，參見RU 2427067 C 1。
[0007] 這一設(shè)備被用作本發(fā)明的原型。
[0008] 在電磁發(fā)電機中，每一環(huán)形排中的永磁體相對于彼此等距地設(shè)置。每一排中的永 磁體之間的間隙對應(yīng)于磁體大小。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，所述空間隙不會在定子繞組之間感生降 低發(fā)電機功率的電動勢（EMF)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是增加電磁發(fā)電機的功率，同時維持其整體大小。
[〇〇1〇] 根據(jù)本發(fā)明，在所提出的電磁發(fā)電機中，轉(zhuǎn)子配備有永磁體，且定子包括兩個平行 疊片，在這兩個平行疊片之間設(shè)置有環(huán)形繞組。該轉(zhuǎn)子由固定于樞軸的兩個平行圓盤形成， 其中所述永磁體的各環(huán)形排被安置在每一個所述平行圓盤的相互面對面的表面上，所述永 磁體在每一排中的極性是交替的，而在一排中的永久磁體的極轉(zhuǎn)向另一排中的永久磁體的 相反極。該定子的環(huán)形繞組一個套一個地成對插入，并且環(huán)形繞組具有等腰梯形的形狀，該 環(huán)形繞組的各側(cè)邊相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸徑向地設(shè)置。在這些梯形底部的環(huán)形繞組的各部分 凸式地向外拱，其中在這些梯形底部的環(huán)形繞組部分之間的距離1超過永磁體的環(huán)形排的 寬度b，這些永磁體在每一環(huán)形排中彼此鄰接。這些永磁體在每一環(huán)形排中通過其毗鄰的側(cè) 面彼此鄰接。
[〇〇11] 申請人:未發(fā)現(xiàn)包含關(guān)于與本發(fā)明相同的技術(shù)方案的數(shù)據(jù)的任何信息源，這能夠得 出本發(fā)明符合新穎性（"N)標準。"
[0012] 申請人:未發(fā)現(xiàn)包含影響本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果的發(fā)明特征的數(shù)據(jù)的任何信息源。 根據(jù) 申請人:的觀點，上述新屬性能夠得出本發(fā)明符合創(chuàng)造性（"is)標準。" 【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 以下參照作為示例的附圖進一步描述本發(fā)明，在附圖中：
[0014] 圖1 一根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求1的實施例的側(cè)視圖；
[0015] 圖2 -圖1的A-A截面；
[0016] 圖3-根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求2的實施例的側(cè)視圖；
[0017] 圖4一圖3的B-B截面；
[0018] 圖5-在軸測投影中示出的彼此耦合的毗鄰環(huán)形繞組；
[0019] 圖6-在平面視圖中示出的毗鄰環(huán)形繞組；
[0020] 圖7-圖6的C-C截面。 優(yōu)選實施例
[0021] 電磁發(fā)電機的轉(zhuǎn)子由被固定到樞軸（10)的兩個平行圓盤（1、2)形成。在這個特 定實施例中，圓盤（1、2)由電工鋼（electrical steel)制成。永磁體（3,4)的環(huán)形排被設(shè) 置在所述平行圓盤（1，2)的相互面對面的表面上。磁體（3,4)在每一環(huán)形排中彼此鄰接。 在圖1和2中示出的實施例中，永磁體（3,4)具有矩形形狀，并且通過其各個角相互鄰接。 在圖3和4中示出的實施例中，永磁體（3、4)具有梯形的形狀并通過其的毗鄰的側(cè)面相互 鄰接。在圖1和2中示出的實施例中，在永磁體（3,4)之間留有相對較小的三角形間隙，并 且在圖3和4中示出的實施例中，在永磁體（3,4)之間存在填充有環(huán)氧化合物的十分小的 間隙（〇. 1-0. 2mm)。永磁體（3,4)的極性在每一排中交替，而在一排中的永磁體（3,4)極轉(zhuǎn) 向在另一排中的永磁體（3,4)相反極。電磁發(fā)電器的定子包括兩個平行疊片（5,6)，在這兩 個平行疊片之間設(shè)置有等腰梯形形狀的環(huán)形繞組（7)。所述梯形的側(cè)邊（8,9)相對于轉(zhuǎn)子 的縱向軸徑向設(shè)置，并且在該梯形底部的繞組（7)的部分（11，12)凸式地向外拱（參見圖 5)。
[0022] 繞組（7)彼此成對地耦合：所述繞組一個套一個地相互插入（參見圖5和6)，其中 繞組（7)的部分（11，12)之間的距離1超過永磁體（3,4)的環(huán)形排的寬度b(參見圖4和 6)。位于上方的繞組（7)被固定到疊片（5)，而較低的繞組（7)被固定到疊片（6).
[0023] 電磁發(fā)電機按以下方式來運作。當轉(zhuǎn)子和樞軸（10)旋轉(zhuǎn)時，永磁體（3、4)的磁場 線穿過環(huán)形繞組（7)的匝并在所述繞組（7)中感生EMF。由于環(huán)形繞組（7)的側(cè)邊（8,9) 位于磁體（3,4)的具有不同極性的極之間，因此在繞組（7)的側(cè)邊（8,9)中感生不同方向 的EMF(以圖6中的箭頭示出）。因此，環(huán)電流在每個繞組（7)中流動。固定于疊片（5)的 繞組（7)相互連接，并且固定于疊片（6)的繞組（7)類似地相互連接。
[0024] 由于繞組（7)的導線均勻地填充運動磁體（3,4)之間的環(huán)形間隙（參見圖5)，從 而產(chǎn)生了用于運動磁體（3,4)的均勻介質(zhì)，因此所描述的結(jié)構(gòu)沒有轉(zhuǎn)子粘合問題，最終確 保該發(fā)電機安靜且平穩(wěn)的運行。
[0025] 本發(fā)明的各特征的實現(xiàn)（即每一環(huán)形排中的永磁體相互鄰接的事實）提供了重要 的技術(shù)結(jié)果：繞組中EMF感生更均勻，并且因此發(fā)電機的功率增加了。
[0026] 表1包含相對于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)子速度）示出的電磁發(fā)電機的實驗模型的功率值 比照原型。
[0027] 工業(yè)實用性
[0028] 本發(fā)明的裝置可通過常用構(gòu)建材料和工廠設(shè)備來制作。根據(jù) 申請人:的觀點，這能 夠得出本發(fā)明符合工業(yè)實用性（"IA)標準。"
[0029] 相對于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)子速度）示出的電磁發(fā)電機的實驗模型的功率值比照原 型。
[0030] 表 1
[0031]
【權(quán)利要求】
1. 一種電磁發(fā)電機，其中轉(zhuǎn)子配備有永磁體，且轉(zhuǎn)子包括兩個平行疊片，所述兩個平 行疊片之間設(shè)置有環(huán)形繞組；所述轉(zhuǎn)子由固定于樞軸的兩個平行圓盤形成，其中所述永磁 體的環(huán)形排設(shè)置在每一個所述平行圓盤的相互面對面的表面上，所述永磁體在每一排中的 極性是交替的，而使在一排中的永磁體的極轉(zhuǎn)向在另一排中的永磁體的相反極；所述定子 的環(huán)形繞組一個套一個地成對插入，并且所述環(huán)形繞組為等腰梯形的形狀，所述環(huán)形繞組 的側(cè)邊相對于所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸徑向設(shè)置；所述梯形的底部的環(huán)形繞組的部分凸式地向外 拱，其中在所述梯形的底部的環(huán)形繞組部分之間的距離1超過永磁體的環(huán)形排的寬度b，其 特征在于，所述永磁體在每一環(huán)形排中彼此鄰接。
2. 如權(quán)利要求1所述的電磁發(fā)電機，其特征在于，所述永磁體在每一環(huán)形排中通過其 毗鄰的側(cè)面彼此鄰接。
【文檔編號】H02K21/24GK104067492SQ201280067007
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月5日
【發(fā)明者】謝爾蓋米哈伊洛維奇·艾薩科夫, 米哈伊爾謝爾蓋耶維奇·艾薩科夫, 阿納托利尤雷維奇·威麗科-伊萬寧科 申請人:謝爾蓋 米哈伊洛維奇·艾薩科夫, 米哈伊爾 謝爾蓋耶維奇·艾薩科夫