CN101267147B - 永磁叠加型高效率发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁叠加型高效率发电机，属于电机技术领域。包括：静盘，动盘，主轴，机壳，端盖构成，特征是：运用磁场叠加的设计新思路，将磁场线圈制成圆形片状的静盘和铠装永磁体的动盘，通过主轴和机壳串联固定，使磁场互相叠加而增强，转动主轴带动动盘运转，动盘内的永磁体的横向磁力线切割静盘线圈产生电动势，经过电控盒的电路板调制以后，输出电能。优点：结构简单，部件少，耗材小，重量轻，体积小，成本低，制作工艺简单，易于流水线大批量生产，并且无铁心，无齿槽，无电刷，无铁损，无静摩擦力矩，无震动，效率高，用途广。可更新换代现有的各种发电机，具有巨大的经济效益和市场潜力。

Description

永磁叠加型高效率发电机

技术领域

本发明涉及一种永磁叠加型高效率发电机，属于电机技术领域。

背景技术

目前使用的永磁发电机，其不足之处在于，结构复杂，生产成本高，节能效果不明显。特别需要指出的是：制造商的设计思路往往跳不出传统发电机之结构概念的约束，认为发电机必然由转子，定子，端盖，机壳，硅钢片，齿槽磁极等等组成，所以制造出的永磁发电机仅限于在上述转子或定子上铠装磁条的方法，不仅形状与传统发电机相似，而且在成本，制造工艺和功能方面也未有创新，因此制约了永磁体在发电机领域中正常发挥的优势。

发明内容

本发明的目的是克服上述之不足，运用嶄新的设计思路和技术方案，提供一种永磁叠加型高效率发电机来实现。

一种永磁叠加型高效率发电机包括：一个静盘1，两个动盘2，201、主轴4、机壳3、两个端盖12，1201，静盘1由无磁材料制成，中心开孔以供主轴穿过，余圆面积内部设有线圈9，***固定在机壳3的中间；动盘由金属材料制成，该动盘面对静盘的一侧的内壁铠装永磁体8，801，通过主轴4固定，沿轴向并列在静盘1的左右两侧；特征是：所述一个静盘1，装置在两个动盘2，201之间的中心位置，静盘壁平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.1～8MM，由主轴4中凸起的轴挡作为靠山定位限制，以对动盘定位。

一种永磁叠加型高效率发电机包括：两个静盘1或N个静盘、三个动盘2，201，2011或N+1个动盘、主轴4、机壳3、两个端盖12，1201、其中N＞2，静盘和动盘叠加组合装配，静盘由无磁材料制成，每个静盘内部分别设有线圈9，中心装置轴承或开圆孔以供主轴穿过，***固定在机壳3的壁上；动盘由金属材料制成，该动盘面对静盘的一侧的内壁铠装永磁体，通过主轴4固定，沿轴向间隔并列在静盘的左右两侧；特征是：所述一个静盘1或N个静盘，装置在两个动盘2，201或N+1个动盘之间的中心位置，静盘壁平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.1～8MM，由主轴4中凸起的轴挡作为靠山定位限制，以对动盘定位，其中N个静盘和N+1个动盘，按动盘--静盘--动盘--静盘……动盘的顺序装置在同一机壳3和主轴4上，出线端11由导线并联连接。

所述线圈9为无铁心线圈，由高强度漆包线绕制成圆形片状，铠装或压制包装在每个静盘的圆面积内部，制成静盘的有效厚度范围为1～30MM；可以根据发电机的功率大小以及永磁体磁场强度而定。

所述具有一个静盘1或N个静盘，每个静盘内部的线圈数量：单相发电机为2或4或6或8或10或12或18或24或36或72只，三相发电机为3或6或9或12或15或18或24或36或72只，按角度均匀分布在静盘内，线圈的连接方式为串联或并联或串并联连接；具体可根据发电机的功率大小以及静盘的实用圆面积的大小设计而定。

所述永磁体8，801，8011为釹铁硼永磁或钐钴永磁或铝镍钴永磁体，形状有圆柱体或方块体或六角体，参照静盘线圈的数量，铠装在每个动盘的内壁，动盘中永磁体的S极磁场通过静盘线圈与另一侧动盘中的永磁体N极相对称吸引，构成顺磁通回路。

所述具有一个静盘1或N个静盘，装置在具有两个动盘2、201或N+1个动盘之间的中心位置，其平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.1～8MM，由主轴4中凸起的轴挡作为靠山定位限制；空隙距离的大小根据发电机功率大小和动，静盘的直径大小以及加工精度而定，加工的精密度越高空隙越小越利于提高发电机的输出效率。

所述机壳3上设有电控盒13，内装有电路板或出线端11，电路板中设有输出控制电路，制作较大的发电机可另设电控箱；便于控制发电机的正常运转。

所述静盘和动盘可以叠加组合装配，将N个静盘和N+1个动盘，按动盘--静盘--动盘--静盘……动盘的顺序装置在同一机壳3和主轴4上，出线端11由导线并联连接，以增加发电机的体积长度，扩大发电机的输出功率，制造功率级别较大的发电机。

所述主轴4上设有动盘定位档，主轴的传动接口可组成为左侧轴传动或右侧轴传动，或左右同轴传动，以满足各种需求的多种用途。

所述两个端盖12，1201的中心部位装有轴承，该轴承6，601分别装置在主轴4的两端，端盖***固定在机壳3上。

本设计的永磁叠加型高效率发电机只要更换电控盒13内不同的输出控制电路板就可以组成为直流永磁叠加型高效率发电机或永磁叠加型高效率交流发电机所以用途十分广泛。

本设计所述的永磁叠加型高效率发电机与众不同之处在于：运用磁场叠加的设计新思路，将磁场线圈制成圆形片状的静盘和铠装永磁体的动盘，通过主轴和机壳串联固定，使磁场互相叠加而增强，转动主轴带动动盘运转，动盘内的永磁体的横向磁力线切割静盘线圈产生电动势，经过电控盒的电路板稳压，蓄能，限流等调制以后，输出电能。

本发明的有益效果是：结构简单，部件少，耗材小，重量轻，体积小，成本低，可以叠加装配，制作工艺简单，易于流水线大批量生产，并且无铁心，无齿槽，无电刷，无励磁绕组，无静摩擦力矩，效率高，输出功率大，用途广。

附图说明

附图1，一种永磁叠加型高效率发电机的内部结构原理剖示图。

附图2，一种永磁叠加型高效率发电机的内部结构原理剖示图。

附图3，一种单相永磁高效率发电机的左片动盘结构示意图。

附图4，一种单相永磁高效率发电机的静盘结构示意图。

附图5，一种单相永磁高效率发电机的右片动盘结构示意图。

附图6，一种三相永磁叠加型高效率发电机的左片动盘结构示意图。

附图7，一种三相永磁叠加型高效率发电机的静盘结构示意图。

附图8，一种三相永磁叠加型高效率发电机的右片动盘结构示意图。

附图9，一种永磁叠加型高效率发电机的叠加方法示意图。

具体实施方式

以下实施例并不构成对本发明保护范围的任何限制。

实施例：附图1所示，一种永磁高效率发电机的内部结构原理剖示图。包括：静盘1，动盘2，201，机壳3，主轴4，定位键5，轴承6，601，紧固螺母7，701，永磁体8，801，线圈9，安装座10，出线端11，端盖12，1201，电控盒13组成。图中静盘1的结构如图4一种单相永磁高效率发电机的静盘结构示意图所示，静盘1由不锈钢或铝合金薄片材料压制而成，内部设有线圈9，中心开圆孔，余圆面积内部设有线圈9，***固定在机壳3的中间。作为优选，本实施例的线圈9为4只，由高强度漆包线绕制成圆形片状的无铁心线圈。作为优选，本实施例，静盘1的有效厚度为2～8MM。线圈9通过导线连接出线端11以后，再引到电控盒13。

动盘2，201的结构如图3一种单相永磁高效率发电机的左片动盘结构示意图和图5一种单相永磁高效率发电机的右片动盘结构示意图所示，由钢板或铁板等金属材料制成，内壁铠装永磁体8和801，通过主轴4，经定位键5定位，再由紧固螺母7，701固定装置在静盘1的左右两侧。作为优选，本实施例的永磁体8和801为4对，采用圆柱形状的釹铁硼永磁体。

主轴4由圆钢或不锈钢制成，中间凸部位为动盘的靠山定位限制，以求精确控制动盘与静盘之间的空隙，作为优选，本实施例，静盘平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.2～2MM。主轴4的两端装有轴承6和601以及端盖12和1201，端盖外圈由螺丝固定在机壳3上。

实施例：参照附图2所示，一种永磁叠加型高效率发电机的内部结构原理剖示图，包括：静盘1，101，动盘2，201，2011，机壳3，主轴4，定位键5，轴承6，601，紧固螺母7，永磁体8，801，8011，线圈9，901，安装座10，出线端11，1101，端盖12，1201。其中静盘的结构如图7一种三相永磁叠加型高效率发电机的静盘结构示意图所示，由不锈钢或铝合金薄片材料压制而成，内部设有线圈9或901，中心开圆孔，***固定在机壳3的中部内壁。作为优选，本实施例的线圈9，901分别为6只，由高强度漆包线绕制成圆形片状的无铁心线圈，线圈9，901通过导线连接出线端11，1101以后，并联引到电控箱中。作为优选，静盘的有效厚度为2～10MM。

动盘的结构如图6一种三相永磁叠加型高效率发电机的左片动盘结构示意图和图8一种三相永磁叠加型高效率发电机的右片动盘结构示意图所示；动盘由钢板或铁板等金属材料制成，内壁铠装永磁体8，801，8011，其中永磁体8011，铠装在动盘2011两壁，S极与N极对称排列，磁场通过静盘线圈9永磁体8和静盘线圈901永磁体801构成顺磁通回路；将叠加的静盘和动盘按顺序装置在同一机壳3和主轴4上，出线端11，1101的导线并联连接。

实施例：附图9一种永磁叠加型高效率发电机的叠加方法示意图。图中切线区表示动盘与静盘叠加过程，将至少1～5对以上的静盘和动盘，通过主轴和机壳串联固定，使磁场互相叠加而更加增强，出线端的导线并联连接，以增加发电机的体积长度，扩大发电机的输出功率，制造功率级别较大的发电机。

综上所述，本发明的特征和优点将显得更加明确和突出，可以更新目前还在普遍使用的效率低，耗材大的发电机产品，具有巨大的经济效益和市场潜力。

根据上述实施例和工作原理，有些聪明的制造商稍微改变或试图减少某一另件而制造的雷同产品，也属于本发明的保护范畴之例。

Claims (8)

1.一种永磁叠加型高效率发电机包括：一个静盘(1)、两个动盘(2，201)、主轴(4)、机壳(3)、两个端盖(12，1201)，静盘(1)由无磁材料制成，中心开孔以供主轴穿过，余圆面积内部设有线圈(9)，***固定在机壳(3)的中间；动盘由金属材料制成，该动盘面对静盘的一侧的内壁铠装永磁体(8，801)，通过主轴(4)固定，沿轴向并列在静盘(1)的左右两侧；特征是：所述一个静盘(1)，装置在两个动盘(2，201)之间的中心位置，静盘壁平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.1～8MM，由主轴(4)中凸起的轴挡作为靠山定位限制，以对动盘定位。

2.一种永磁叠加型高效率发电机包括：两个静盘(1)或N个静盘、三个动盘(2，201，2011)或N+1个动盘、主轴(4)、机壳(3)、两个端盖(12，1201)，其中N＞2，静盘和动盘叠加组合装配，静盘由无磁材料制成，每个静盘内部分别设有线圈(9)，中心装置轴承或开圆孔以供主轴穿过，***固定在机壳(3)的壁上；动盘由金属材料制成，该动盘面对静盘的一侧的内壁铠装永磁体，通过主轴(4)固定，沿轴向间隔并列在静盘的左右两侧；特征是：所述两个静盘(1)或N个静盘，装置在三个动盘(2，201，2011)或N+1个动盘之间的中心位置，静盘壁平面与动盘壁平面相对距离的空隙范围为0.1～8MM，由主轴(4)中凸起的轴挡作为靠山定位限制，以对动盘定位，其中N个静盘和N+1个动盘，按动盘--静盘--动盘--静盘……动盘的顺序装置在同一机壳(3)和主轴(4)上，出线端(11)由导线并联连接。

3.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型高效率发电机，特征是：所述线圈(9)为无铁心线圈，由高强度漆包线绕制成圆形片状，铠装或压制包装在每个静盘的圆面积内部，制成静盘的有效厚度范围为1～30MM。

4.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型高效率发电机，特征是：所述一个静盘(1)或N个静盘，每个静盘内部的线圈数量：单相发电机为2或4或6或8或10或12或18或24或36或72只，三相发电机为3或6或9或12或15或18或24或36或72只，按角度均匀分布在静盘内，线圈的连接方式为串联或并联或串并联连接。

5.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型高效率发电机，特征是：所述永磁体(8，801，8011)为釹铁硼永磁或钐钴永磁或铝镍钴永磁体，形状有圆柱体或方块体或六角体，参照静盘线圈的数量，铠装在每个动盘的内壁，动盘中永磁体的S极磁场通过静盘线圈与另一侧动盘中的永磁体N极相对称吸引，构成顺磁通回路。

6.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型高效率发电机，特征是：所述主轴(4)上设有动盘定位档，主轴的传动接口可组成为左侧轴传动或右侧轴传动，或左右同轴传动。

7.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型高效率发电机，特征是：所述机壳(3)上设有电控盒(13)，内装有电路板或出线端(11)，电路板中设有输出控制电路，制作较大的发电机可另设电控箱。

8.根据权利要求1或2所述的永磁叠加型高效率发电机，特征是：所述两个端盖(12，1201)的中心部位装有轴承，该轴承(6，601)分别装置在主轴(4)的两端，端盖***固定在机壳(3)上。

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