CN103633801A

CN103633801A - 一种磁极与线圈同为定子的发电机

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Publication number: CN103633801A
Application number: CN201210309811.0A
Authority: CN
Inventors: 张新东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2014-03-12

Abstract

一种磁极与线圈同为定子的发电机，涉及机械发电装置，包括有壳体，壳体内固定设置有磁极、含铁芯线圈，线圈集中环绕在铁芯上，线圈两端与壳体外部接线柱相连；磁极、线圈同为定子，同性磁极相对于线圈的两侧；所述的磁极至少为2组，线圈至少为2组，并且永磁铁和铁芯为圆弧形状，它们间隔相连组成一个环状体，作为定子固定在壳体内；转子为铁磁性金属片或铁磁性金属块，设置于环状体内，固定在主轴上，可随主轴在环状体内转动。本发明的有益效果是：由于转子是铁磁性金属，不带线圈。它结构简单、体积小、机械阻力小，相对于现有笨重转子和开槽铁芯的发电机而言，具有明显的节能、高效等优点。

Description

一种磁极与线圈同为定子的发电机

技术领域

本发明涉及机械发电装置，特别是采用了磁极与线圈（含铁芯）同为定子的结构形式。重要的是转子上无线圈，只是用来导通磁路，使通过线圈的磁通量大小、方向随之改变，产生感生电动势的机械装置。

背景技术

现有发电机通常采用线圈与磁极相对运动，切割磁力线产生电流。具有发电量大，制造技术成熟等优点。缺点是，转子结构复杂，且质量大，体积大。在工作时，产生的机械阻力大、涡流大、升温高。铁芯开槽，漏磁大。由于输出电流或励磁电流要通过电刷，会产生很大的火花消耗，并极容易造成事故。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种磁极、线圈（含铁芯）固定，线圈集中环绕在铁芯上，特别是转子结构简单、无线圈、无电刷，产生械阻力较小的一种磁极与线圈同为定子的发电机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种磁极与线圈同为定子的发电机，包括有壳体，壳体内固定设置有磁极、含铁芯线圈，线圈集中环绕在铁芯上，线圈两端与壳体外部接线柱相连；其特征在于：磁极、线圈（含铁芯）同为定子，同性磁极相对于线圈（含铁芯）的两侧，即为双N极或双S极；所述的磁极至少为2组，线圈（含铁芯）至少为2组，并且永磁铁和铁芯为圆弧形状，它们间隔相连组成一个环状体，作为定子固定在壳体内；转子为铁磁性金属片或铁磁性金属块，设置于环状体内，固定在主轴上，可随主轴在环状体内转动。

本发明的目的可进一步通过以下技术方案实现：

所述的铁芯为“H”或“U”字形，铁芯两端凸起，线圈集中环绕在两凸起之间；铁芯凸起端的截面大小与转子凸起端截面大小相等或相近，并且定子凸起端与转子凸起端为圆弧面相配合。

所述的磁极、线圈可以设置2组或4组或6组或8组；与之相对应，转子形状为“I”字形或“十”字形或“＊”字形或“米”字形。

所述的定子中有四个铁芯，凸起端为八个，平均间隔45°角，组成一个环形状；所述的转子为“十”字形体，有四个凸起端，平均间隔90°，与定子中的凸起端相对应，转子在定子的凸起端围成的环状内转动。

所述的转子及铁芯采用多层铁磁性材料叠加制成。

三个单体机同轴相连，并且各单机内“十”转子相对交错120°角度，就形成了三相同步发电机的结构。

本发明根据“磁感线（磁通量）总是集中于磁阻最小的路径，自然形成闭合回路”的原理进行设计的。本发明中：磁极、线圈（含铁芯）固定，形成定子；同性磁极相对于线圈（含铁芯）的两侧，磁性相抗；转子位于铁芯凸起部之间。由于同性磁极相对于线圈铁芯的两侧，磁性相抗使磁通不能形成回路，只能在转子的引导下才能形成回路。工作时，转子每转动45°角，能使通过铁芯磁通路径的方向改变一次，穿过线圈产生感生电动势。每转动90°产生一个正弦电动势，一周产生四个正弦电动势。

本发明具有以下有益效果：本发明的磁极、线圈（含铁芯）同为定子；转子结构简单、质量轻、体积小，且无线圈、无须电刷，无漏磁。在工作时，产生的机械阻力小、涡流小、升温低。因此，相对于现有发电机笨重的转子和开槽铁芯的发电机而言，本发明转子有明显的节能、高效及功能上的优点。由于线圈和磁极固定，电流可直接输出，不需用电刷，可确保发电机安全运行。本发明突破了磁极与线圈相对运动的方式，开辟了发电机新的技术领域。

附图说明

图1为本发明结构原理示意图；

图1中：1为铁芯，2为线圈，3为接线柱，4为磁极（永磁铁或电磁铁），5为转子，6为主轴，7为壳体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例：

如图1所示，一种磁极与线圈同为定子的发电机，包括有圆筒状的壳体7，壳体7内固定设置有磁极4，铁芯1与线圈2。所述线圈集中环绕在上铁芯1上，且线圈2接头直接通向壳体7外部与接线柱3相连接。所述的磁极4，分别位于铁芯1的两侧。重要的是同性磁极相对于铁芯1两侧，对于某个线圈2来说是双N极或双S极。

壳体内设置磁极4（永磁铁）为四个，线圈2（含铁芯1）为四个，并且磁极4（永磁铁）与线圈2（含铁芯1）为圆弧形状，它们间隔连接组成环状定子。

所述的定子中有四个铁芯1，凸起端为八个，平均间隔45°角。组成一个环形体。

所述的转子5为“十”字形体，有四个凸起端，平均间隔90°。转子在定子的八个凸起端之间转动。

所述的转子5的四个凸起端，只能与定子中的四个凸起端相对应，每转动45°角再与另外四个相对应。

工作时，主轴6的外端（壳体外）与外部动力连接，所述主轴6与转子5一起转动。如图1中，当转子5转动0－45°时，转子5的四个凸起端，离开原来定子的四个凸起端，再与另外四个相对应。这时，定子上的磁通路径要发生一次变化，使通过铁芯上磁通路径的方向发生一次改变。这样不断地转动转子，使得通过四个线圈的磁通量大小和方向随时间不断地发生改变，线圈中产生持续的感生交变电动势。每转动90°线圈产生一个正弦电动势，360^○能产生4个电动势。（本例相当于现有技术四对磁极的状况）。电流可通过接线柱3向外输出。四个线圈在工作时，可串联也可并联，输出电压可以成倍调整。

本实施例中，壳体内可以固定设置多组磁极和线圈（含铁芯），如2组、4组、6组、8组；与之相对应，转子形状为“I”字形或“十”字形、“＊”字形、“米”字形等；与之相对应。

所述的实施例为单相发电机，如三个单相机同轴，三个转子“十”字相对交错120°，就组成了三相同步发电机的结构。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种磁极与线圈同为定子的发电机，包括有壳体，壳体内固定设置有磁极、含铁芯线圈，线圈集中环绕在铁芯上，线圈两端与壳体外部接线柱相连；其特征在于：磁极、线圈同为定子，同性磁极相对于线圈的两侧；所述的磁极至少为2组，线圈至少为2组，并且永磁铁和铁芯为圆弧形状，它们间隔相连组成一个环状体，作为定子固定在壳体内；转子为铁磁性金属片或铁磁性金属块，设置于环状体内，固定在主轴上，可随主轴在环状体内转动。

2.根据权利要求1所述的磁极与线圈同为定子的发电机，其特征在于：所述的铁芯为“H”或“U”字形，铁芯两端凸起，线圈集中环绕在两凸起之间；铁芯凸起端的截面大小与转子凸起端截面大小相等或相近，并且定子凸起端与转子凸起端为圆弧面相配合。

3.根据权利要求1所述的磁极与线圈同为定子的发电机，其特征在于：所述的磁极、线圈可以设置2组或4组或6组或8组；与之相对应，转子形状为“I”字形或“十”字形或“＊”字形或“米”字形。

4.根据权利要求1所述的磁极与线圈同为定子的发电机，其特征在于：所述的定子中有四个铁芯，凸起端为八个，平均间隔45°角，组成一个环形状；所述的转子为“十”字形体，有四个凸起端，平均间隔90°，与定子中的凸起端相对应，转子在定子的凸起端围成的环状内转动。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的磁极与线圈同为定子的发电机，其特征在于：所述的转子及铁芯采用多层铁磁性材料叠加制成。

6.根据权利要求4所述的磁极与线圈同为定子的发电机，其特征在于：三个单体机同轴相连，并且各单机内“十”转子相对交错120°角度，形成三相同步发电机的结构。