CN106575908A - 多联交流发电机 - Google Patents

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CN106575908A CN201580041915.XA CN201580041915A CN106575908A CN 106575908 A CN106575908 A CN 106575908A CN 201580041915 A CN201580041915 A CN 201580041915A CN 106575908 A CN106575908 A CN 106575908A
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Abstract

本发明涉及一种多联交流发电机，其特征在于，包括：旋转轴；多个转子，其以上述旋转轴为中心配合以便能够与上述旋转轴一起旋转；多个定子，其形成为包围上述转子的圆筒形状，并在其内周面形成有线圈所卷绕的多个线圈卷绕部，且其外周面与壳体配合；壳体，其呈圆筒状并在两侧方向具备支撑上述旋转轴的轴承，且具备多个定子配合槽和中间支撑部槽，其中，上述多个定子配合槽在内部能够配置上述多个定子，上述中间支撑部槽能够配置多个中间支撑部；以及中间支撑部，其与上述中间支撑部槽配合且具备在多个转子之间支撑旋转轴的轴承，由此半圆筒的上部壳体和下部壳体配合而形成为圆筒形，具有向上部敞开上部壳体而进行分离的构造，从而容易进行装配及维修保养。而且，本发明其特征在于，能够制成将旋转轴分成一个或多个旋转轴来连接而进行装配的构造，就装配构造而言，从管状旋转轴连接部件两侧***旋转轴并将连接部件和旋转轴以无头螺栓来固定。

Description

多联交流发电机
技术领域
本发明涉及一种多联交流发电机(multiple alternating current generator)，其在由上部壳体和下部壳体构成的壳体内部以一个旋转轴为中心配合有多个转子，包围上述转子的多个定子与壳体配合，且在上述转子之间具备能够进行分离和配合的中间支撑部，并将壳体构成为能够沿着上下方向打开和关合，从而容易进行制作及维修保养，且能够制作成小型、轻量。
背景技术
如图7所示，作为现有多联交流发电机的技术，在文献1(日本特许公报第3960360号)等公开有将多台旋转装置的旋转轴排列成一列连接而构成的多联旋转装置，其中，上述多台旋转装置用作由旋转轴、电磁线圈、永磁、壳体构成的发电机或电动机。就这种现有多联旋转装置的构成而言，将在圆筒形壳体配合有定子和转子并在两侧配合有轴承部的各个旋转装置的旋转轴彼此排列成一列连接即连接多台旋转装置而进行多联发电，导致设置空间增大且难以进行装配，而且须分别制作多个壳体，因而不仅花费很多制作费用，而且在分别设置发电机并对准旋转轴的位置等方面在技术上存在困难。而且，由本发明的申请人所申请中的多联交流发电机(申请号为10-2014-0096384号，2014年7月29日申请)，由于壳体和内部的中间支撑部形成为一体，因此在利用压铸等铸造方法制作壳体方面在技术上存在困难，且存在花费很多费用的问题。
在先技术文献
文献1：日本特许公报第3960360号(2007年5月25日)
文献2：韩国授权专利第10-1312792号
文献3：韩国授权专利公报10-0339467号(2002年10月25日)公告
文献4：韩国授权号10-0189332号(1999年6月1日)公告
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明其目的在于提供一种小型轻量的多联交流发电机，本发明所具备的多联交流发电机在一个壳体内具有多个转子和定子，以此替代将多台发电机的旋转轴排列成一列连接的现有多联交流发电机，从而本发明容易进行制作，且减少壳体的数量，从而能够节减生产费用。
而且，就壳体的构造而言，过去是在圆筒形壳体配合定子和转子并在圆筒形壳体的两侧进行装配或拆卸，因而存在困难，但本发明其目的在于提供一种多联交流发电机，其将分成上部和下部的半圆筒的壳体沿上下方向配合而构成为圆筒形以能够敞开上部壳体，从而容易进行装配或维修保养。
另外，在现有技术中，在转子之间支撑旋转轴的中间支撑部与壳体构成为一体型，因而利用压铸等压铸法进行制作时存在困难，为了弥补现有技术的缺点，本发明其目的在于提供一种多联交流发电机，其具有能够将中间支撑部与上部、下部壳体分离、配合的构造，从而容易进行制作。
解决问题方案
旨在达到上述目的的根据本发明的多联交流发电机，其特征在于，包括：旋转轴；多个转子，其以上述旋转轴为中心配合以便能够与上述旋转轴一起旋转；多个定子，其形成为包围上述转子的圆筒形状，并在其内周面形成有线圈所卷绕的多个线圈卷绕部，且其外周面与壳体配合；壳体，其呈圆筒状并在两侧方向具备支撑上述旋转轴的轴承，且具备多个定子配合槽和中间支撑部槽，其中，上述多个定子配合槽在内部能够配置上述多个定子，上述中间支撑部槽能够配置多个中间支撑部；以及中间支撑部，其与上述中间支撑部槽配合且具备在多个转子之间支撑旋转轴的轴承。
而且，根据本发明的多联交流发电机其特征在于，壳体通过半圆筒的上部壳体和下部壳体配合而形成为圆筒形，并具有将上部壳体向上部敞开而分离的构造，且在壳体内周面一侧设置有其宽度与定子和中间支撑部的宽度相同的定子槽和中间支撑部槽以便在上部壳体和下部壳体内能够稳定地配合各个定子和中间支撑部，从而容易进行装配及维修保养。
而且，根据本发明的多联交流发电机其特征在于，旋转轴能够制成一个或分成多个并连接而进行装配的构造，就装配构造而言，从管状旋转轴连接部件两侧***旋转轴并将连接部件和旋转轴以无头螺栓来固定。
而且，根据本发明的多联交流发电机其特征在于，就转子的磁极配置而言，配置成相同磁极彼此相对并以中间支撑部为中心对称，以防多个转子所靠近配置的各转子之间出现磁场相互抵消的现象，且使具备于各个电磁铁的磁极片以对称构造配置在一条直线上。
而且，根据本发明的多联交流发电机其特征在于，为了提高发电机的冷却效果而在转子铁心的侧面附着风扇，从而具有空气从前方通风口向后方通风口强制循环的构造，在圆筒形壳体外周面的与附着于转子的风扇一致的位置、壳体的两侧面、以及中间支撑部也设置多个通风口而提高冷却效果。
而且，根据本发明的多联交流发电机其特征在于，用于向转子供给励磁电流的电源供给部将具备一对电刷和滑环(slip ring)的电源控制部与壳体的后方轴承支撑部配合并从发电机外部通过电池或整流器而向转子线圈供给电流，或者通过输出在定子线圈感应的电压的、附着于下部壳体外周面的输出端子能够将所发电的电压的一部分向电源供给部反馈而供给。
发明效果
本发明的多联交流发电机在一个壳体内具备多个发电机而不同于将多台发电机的旋转轴排列成一列连接而进行多联发电的现有多联交流发电机，本发明的多联交流发电机具有如下效果。
第一、本发明将分成上部和下部的半圆筒的壳体配合而构成为圆筒形，由此能够敞开上部壳体，从而解决现有技术的在圆筒形壳体配合定子和转子并在圆筒形壳体的两侧进行装配或拆卸时所产生的困难，且具有容易进行装配或维修保养的显著效果。
第二、本发明具有将中间轴承部与上部、下部壳体分离、配合的构造，从而克服现有技术的因壳体和中间支撑部构成为一体型而难以进行制作的缺点，且具有容易进行维修保养的效果。
第三、设计成在位于各发电部的转子风扇与定子线圈的一条直线上的壳体的外周面和两侧面具备多个通风口且空气从前方通风口向后方通风口强制循环的构造，因而具有优良的冷却效果。
第四、具有使在各发电机所输出的电压相异而能够与负载电压相符地容易地选择使用的优点。
附图说明
图1是根据本发明的多联交流发电机的外观装配状态的正视图。
图2是根据本发明的图1的多联交流发电机的剖视图。
图3是根据本发明的多联交流发电机的多个旋转轴的一例图。
图4是根据本发明的多联交流发电机的转子极性配置图。
图5是根据本发明的多联交流发电机壳体与中间支撑部的配合构造。
图6是根据本发明的多联交流发电机壳体与中间支撑部的分离构造。
图7是使用于本发明的多联交流发电机的转子铁心的形状一例。
图8是现有多联旋转装置的外形配合构造。
具体实施方式
根据本发明的多联交流发电机，其特征在于，包括：旋转轴；多个转子，其以上述旋转轴为中心配合以便能够与上述旋转轴一起旋转；多个定子，其形成为包围上述转子的圆筒形状，并在其内周面形成有线圈所卷绕的多个线圈卷绕部，且其外周面与壳体配合；壳体，其呈圆筒状并在两侧方向具备支撑上述旋转轴的轴承，且具备多个定子配合槽和中间支撑部槽，其中，上述多个定子配合槽在内部能够配置上述多个定子，上述中间支撑部槽能够配置多个中间支撑部；以及中间支撑部，其与上述中间支撑部槽配合且具备在多个转子之间支撑旋转轴的轴承。
发明的实施方式
为了充分理解本发明，参照附图而说明本发明的优选实施例。本发明的实施例能够以各种方式进行变形，不得解释为本发明的范围限定于下面所详细说明的实施例。本发明的实施例是为了向本领域普通技术人员更为完整地说明本发明而提供的。因此，为了强调更为明确的说明，可夸张而表达附图中的要素的形状等。需要注意的是，各附图中存在以相同的附图标记图示了相同的部件的情况。而且，对于判断为有可能不必要地使本发明的要旨模糊的公知功能和构成，省略对其的详细描述。
以下，对于根据本发明的多联交流发电机参考附图的图1至图6说明如下。将由3个发电部构成的多联交流发电机作为本发明的实施例而进行说明，但上述发电部根据需要能够由2个或4个以上的多个构成，所述多个限定为由10个以下构成。以下，关于与多个发电部相关的中间支撑部、定子铁心、转子铁心、旋转轴等构成要素，与其相关而指称的多个限定为10个以下。
图1至7是图示了根据本发明的多联交流发电机的外观和内部的图，图1图示的是多联交流发电机的外观装配状态的正视图，图2示出的是多联交流发电机的剖视图，图3是根据本发明的多联交流发电机的多个旋转轴的一例图，图4是根据本发明的多联交流发电机的转子极性配置图，图5是示出了根据本发明的多联交流发电机的壳体与中间支撑部的配合构造以及壳体所沿上下方向敞开的构造的外形图，图6是示出了中间支撑部在多联交流发电机壳体内部所分离的场合的例示图，图7是示出了转子铁心的形状的一例图。
这里，为了方便起见将图1至图7中带轮560所附着的右侧部分指称为多联交流发电机的前方，并将左侧部分指称为多联交流发电机的后方而进行说明。
如这些附图中所图示，根据本发明的多联交流发电机构成为包括：旋转轴；多个转子，其以上述旋转轴为中心配合以便能够与上述旋转轴一起旋转；多个定子，其形成为包围上述转子的圆筒形状，并在其内周面形成有线圈所卷绕的多个线圈卷绕部，且其外周面与壳体配合；壳体，其呈圆筒状并在两侧方向具备支撑上述旋转轴的轴承，且具备多个定子配合槽和中间支撑部槽，其中，上述多个定子配合槽在内部能够配置上述多个定子，上述中间支撑部槽能够配置多个中间支撑部；以及中间支撑部，其与上述中间支撑部槽配合且具备在多个转子之间支撑旋转轴的轴承。
即、根据本发明的多联交流发电机由旋转轴500、转子300、定子200、壳体100、以及中间支撑部400构成。
为此，作为多联交流发电机的一实施例在图1中图示了将半圆筒形上部壳体100a和下部壳体100b配合而形成圆筒状且在内部具有3个发电部的多联交流发电机的外形。在下部壳体100b的外部一体构成有能够设置发电机的多个托架170，并附着有交流电(AC)输出端子700和电压供给部600等。
如图5和图6中所图示，就壳体100的内部构造而言，形成有3个定子配合槽120，其能够支撑定子铁心210并使定子铁心210配合并稳定位置，另外，形成有在上述定子铁心210或转子300之间支撑旋转轴500的2个中间支撑部400所能够配合的中间支撑部配合槽130。上述定子配合槽120和中间支撑部配合槽130个数根据发电部的个数而不同。
上述定子配合槽120和中间支撑部配合槽130虽然图示成槽，但能够形成为突出的突起形态而支撑定子200和中间支撑部400。在半圆筒形上部壳体100a和半圆筒形下部壳体100b的外周面、侧面前方、以及后方具备能够向外部排出在发电机内部产生的热的多个通风口，并具有空气通过附着于转子300的转子风扇360而从前方通风口184向后方通风口186强制循环的构造。作为本实施例，虽然图示的是外周面通风口182和前方通风口184各自构成有24个通风口且后方通风口186构成有4个通风口的场合，但根据发电机的大小会容易地选择通风口个数。而且，在上部壳体100a和下部壳体100b所配合的部分设置有多个壳体装配螺栓孔190以通过壳体装配螺母194和壳体装配螺栓192而能够配合。
图2是图示了将上述图1的多联交流发电机沿上下方向竖直地剖开的图的剖视图，其示出了如下剖面构造：将上部壳体100a和下部壳体100b所配合的圆筒形壳体100的中心轴贯通而设置有制成一个的旋转轴500，在上述旋转轴500配合有3个转子300，在上述3个转子300周围配置有3个定子200。在上述各转子的两侧面具备转子风扇360以便能够向外部排出在发电机内部产生的热，上述转子风扇360的位置配置成与形成于壳体100的外周面的外周面通风口180的位置一致，从而使冷却效果最大化。
在壳体100的两侧面具备固定前方轴承112和后方轴承114的U字形前方轴承支撑部152和后方轴承支撑部162，并在3个转子300之间具备分别支撑2个中间轴承420的2个中间支撑部400，从而构成为使得转子稳定且顺利地旋转。将从以装配螺栓固定于壳体后方外部侧壁面的电源控制部600供给的电流通过电刷630、滑环640、以及***于旋转轴100的转子电线槽210而连接的转子电线520而以并联方式向各个转子线圈320供给。而且，上述电源控制部600是向转子300供给电流的装置，其通过发电机外部的整流器或电池而供给电流，且包括电刷630、滑环640、集成电路调节器610(IC regulator)、以及转子输入端子650。
而且，本发明的特征是在上述下部壳体100b的外周面附着有各自的交流电(AC)输出端子700以便能够向外部输出转子旋转时在各发电部的定子线圈220所感应的电压，通过各个定子线圈而产生的电压相同而以并联方式使用，或者互不相同地输出所述电压而与负载电压相符地选择使用。
本发明的多联交流发电机100向3个转子供给电流而产生磁束，并通过带轮560使一体型转子旋转以在定子线圈产生感应电动势而进行发电。这里，从发电机外部的电池供给的直流电(DC)电压经电压调节装置620并通过转子输入端子650而以并联方式向3个转子供给电流，在3个转子300产生的磁束由3个定子线圈220所感应而发电。如图2所示，就旋转轴500而言，设置有能够向多个转子300供给励磁电流的转子电线520所沿着旋转轴的长度方向***的2个转子电线槽510。转子电线520由环氧树脂等树脂材料所包覆而压入转子电线槽510或由与旋转轴500一体成型的绝缘部件所包裹，上述绝缘部件配置于转子电线槽510而与旋转轴500绝缘。这里，上述2个转子电线槽510为了旋转轴500的稳定的旋转而以180°对称的方式构成于旋转轴500并在***转子电线520之后进行模塑(molding)以防转子电线520因离心力而向外脱离。
上述转子电线520通过滑环640而接受来自电池等的从外部供给的电流供给，上述转子电线520利用软钎焊方法与各个转子线圈320并联连接而将所供给的电流向各个转子线圈320供给。就如上所述的本发明的构成而言，并不是按各个转子使用滑环，而是以1组滑环就能够向多个转子供给电流，因此，减少制作费用且能够比使用多个滑环时更减少摩擦，因此具有减少损失的优点。
由于本发明的旋转轴和轴承、带轮、带轮支撑环的配合及转子的配合方法、定子卷绕方法是过去已公知的技术，因此省略对其的说明。
图3示出了将图2中由一个构成的旋转轴500制成由多个构成并相互连接的构造从而容易进行装配的一实施例。即、所构成的构造如下：将图2中由一个构成的旋转轴500分为3个而分成前方旋转轴502、中间旋转轴504、后方旋转轴506，并在位于上述所分的旋转轴之间的管状旋转轴连接部件530***旋转轴两末端并以无头螺栓540进行配合。这里，根据装配或维修的容易性能够以2个或多个旋转轴来构成旋转轴，且在前方轴承与前方转子之间具备旋转轴突起570，从而即便不使用其它配件也防止旋转轴向前方和后方移动。
图4说明的是转子的磁极配置，就转子卷绕而言，以从后方朝向前方形成磁场的方式定了前方转子卷绕的方向，就相邻的转子的极性而言，配置成相同的极性以中间支撑部400为中心彼此对称，以防磁束相互抵消。
如图5所示，本发明的壳体100分成由上部和下部构成的上部壳体100a和下部壳体100b而构成。现有发电机在圆筒形壳体内配合定子和转子并在壳体的两侧进行装配或拆卸，因而存在困难，但本发明将半圆筒的壳体沿上下方向配合而构成为圆筒形并制成能够朝向上方敞开上部壳体100a，从而对于装配或维修保养具有便利性。
图6图示了中间支撑部400在图5的壳体内分离的构造。就本发明而言，过去中间支撑部400与壳体100构成为一体，从而在以压铸等压铸法制作时存在困难，且存在费用也增加的问题。而本发明使中间支撑部400能够与壳体100分离、配合，从而使得制造和装配容易性最大化。就其配合构造而言，在壳体的内周面设置槽或突起从而能够嵌入中间支撑部400。
图7示出了使用于本发明的多联交流发电机的转子铁心的形状。就转子线圈的卷绕而言，其卷绕方法使用以下方法之一：(1)如图7a所示那样，从在圆筒形线圈架(bobbin)卷绕有线圈的转子线圈的线圈架两侧配合转子铁心，从而使旋转轴与线圈垂直的方法；(2)如图7b所示那样，在沿着与旋转轴相同的方向形成于圆筒形转子铁心外部的切槽卷绕线圈而使旋转轴与线圈平行的方法。制作时，可根据发电机的用途等需要而选择使用。
工业上可利用性
就本发明的构成而言，并不是按各个转子使用滑环，而是以1组滑环就能够向多个转子供给电流，因此，减少制作费用且能够比使用多个滑环时更减少摩擦，因此具有减少损失的优点。
本发明的卷绕方法使用以下方法之一：(1)从在圆筒形线圈架(bobbin)卷绕有线圈的转子线圈的线圈架两侧配合转子铁心，从而使旋转轴与线圈垂直的方法；(2)如图7b所示那样，在沿着与旋转轴相同的方向形成于圆筒形转子铁心外部的切槽卷绕线圈而使旋转轴与线圈平行的方法。制作时，可根据发电机的用途等需要而选择使用。

Claims (23)

1.一种多联交流发电机，其特征在于，具备：
旋转轴；
多个转子，其以上述旋转轴为中心配合以便能够与上述旋转轴一起旋转；
多个定子，其形成为包围上述转子的圆筒形状，并在其内周面形成有线圈所卷绕的多个线圈卷绕部，且其外周面与壳体配合；
壳体，其呈圆筒状并在两侧方向具备支撑上述旋转轴的轴承，且具备多个定子配合槽和中间支撑部槽，其中，上述多个定子配合槽在内部能够配置上述多个定子，上述中间支撑部槽能够配置多个中间支撑部；以及，
中间支撑部，其与上述中间支撑部槽配合且具备在多个转子之间支撑旋转轴的轴承。
2.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述圆筒状壳体分离为半圆筒形下部壳体和上部壳体而能够沿着上下方向打开和关合。
3.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述中间支撑部槽位于上述各定子配合槽之间的中间并具有由槽或突起构成的构造。
4.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述中间支撑部，与上述中间支撑部槽配合，并分别支撑在多个转子之间支撑旋转轴的中间轴承，且具备1个或多个中间支撑部。
5.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述旋转轴具备以并联方式向上述多个转子供给电压的转子电线槽。
6.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述旋转轴由一个或多个旋转轴构成。
7.根据权利要求6所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述多个旋转轴的连接是通过旋转轴连接部件而连接且以无头螺栓配合。
8.根据权利要求6所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述旋转轴在前方轴承与前方转子之间具备突起。
9.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述壳体设置有U字形前方轴承支撑部和后方轴承支撑部，使得支撑旋转轴的轴承在配合状态下稳定地进行支撑而不会被挤向前方或后方。
10.根据权利要求2所述的多联交流发电机，其特征在于，
在上述上部壳体和下部壳体所配合的边界面设置有多个壳体装配螺栓孔，多个壳体装配螺栓贯通上述壳体装配螺栓孔，上述上部壳体和下部壳体通过壳体装配螺栓和壳体装配螺母而配合。
11.根据权利要求5所述的多联交流发电机，其特征在于，
设置有2个上述转子电线槽，其分别设置在180°角度位置。
12.根据权利要求11所述的多联交流发电机，其特征在于，
转子电线在布线之后通过模塑等而埋入上述转子电线槽，上述转子电线从转子输入端子分支成多个转子电线，或者分别从转子所配合的旋转轴分支而以并联方式向转子供给电流。
13.根据权利要求12所述的多联交流发电机，其特征在于，
从外部向上述旋转轴的转子输入端子供给电流的方式是从旋转轴后方通过电刷和滑环、转子输入端子而供给。
14.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
就上述向转子供给电流的方式而言，使用外部整流器或电池电源，或者，首先从外部电池接受电流供给，若通过转子的旋转而在输出端子产生电压则能够供给通过电源供给部的整流器、电压调节装置、集成电路调节器而调节的电压。
15.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
通过上述多个定子的线圈而产生的电压相同而以并联方式使用，或者互不相同地输出所述电压而与负载电压相符地选择使用。
16.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述多联交流发电机根据向旋转轴传递的动力的大小进一步增加包括转子和定子装置的发电部。
17.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
根据向上述多联交流发电机的旋转轴传递的动力的大小和设置空间，将发电机的大小和装机容量组建为中型和大型。
18.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
就上述多个转子的磁极配置而言，相邻的转子以对称的构造来配置极性相同的彼此的磁极，以防相邻的转子之间出现磁束相互抵消的现象。
19.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述转子在两侧具备风扇，所附着的风扇配置成将空气的流动从发电机的前方向后方引导而向壳体外部排出空气。
20.根据权利要求2所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述下部壳体具备多个固定托架。
21.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
就上述转子的线圈卷绕而言，采用沿着与旋转轴垂直的方向卷绕的方法，或者采用沿着与旋转轴平行的方向卷绕的方法。
22.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
在上述壳体的外周面和两端的侧方向具备多个通风口。
23.根据权利要求1所述的多联交流发电机，其特征在于，
上述定子配合槽具有由槽或突起构成的构造。
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