CN108809022B - 一种盘式发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盘式发电机，包括第一转子盘、第一线圈绕组和定子盘，第一转子盘包括呈辐射状均匀分布于同一圆周上的多个第一转子铁芯，定子盘包括呈辐射状均匀分布于同一圆周上的多个定子铁芯，各定子铁芯的一侧均设有第一嵌装槽，第一线圈绕组嵌装于各第一嵌装槽，第一转子盘与定子盘同轴设置且可转动地设于定子盘的一侧，各第一转子铁芯与各定子铁芯一一对应且合围成环绕于第一线圈绕组的第一磁通回路。本发明的盘式发电机，第一线圈绕组为一设置于第一转子铁芯和定子铁芯之间的环形结构，第一线圈绕组缠绕工艺简单，第一线圈绕组布置简单，直接与各第一转子铁芯或直接与定子铁芯固定，省去额外的固定结构，使盘式发电机的整体结构简单。

Description

一种盘式发电机

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，更具体地说，是涉及一种盘式发电机。

背景技术

发电机发电是基于电磁感应现象，教材中描述道，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。现有技术中的发电机主要包括定子和转子，定子由定子盘、线圈绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成，转子由转子铁芯(或磁极、磁轭)绕组及转轴等部件组成，转子转动，使线圈绕组切割磁感应线，实现发电机发电。现有技术中常用的发电方式使线圈或者磁体之间具有相对运动，而实现发电。

现有的盘式发电机中也是切割磁感应线发电，一般包括第一磁体组和第二磁体组，两磁体组之间设置电枢，电枢包括多个线圈，通过旋转电枢使线圈切割磁感应线而发电，为了增加发电效率，同时设置多个线圈，而且每个线圈绕法复杂；由于线圈在运动，必然需要牢固地固定各个线圈，为了固定各个线圈，电枢设置有固定板，各线圈固定安装于固定板上，因此电枢结构较复杂。因此现有技术中的，盘式发电机存在线圈绕法复杂以及电枢结构复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盘式发电机，旨在解决现有技术中的盘式发电机存在线圈绕法复杂以及电枢结构复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种盘式发电机，包括第一转子盘、第一线圈绕组和定子盘，所述第一转子盘包括呈辐射状均匀分布于同一圆周上的多个第一转子铁芯，所述定子盘包括呈辐射状均匀分布于同一圆周上的多个定子铁芯，各所述定子铁芯的一侧均设有第一嵌装槽，所述第一线圈绕组嵌装于各所述第一嵌装槽，所述第一转子盘与所述定子盘同轴设置且可转动地设于所述定子盘的一侧，各所述第一转子铁芯与各所述定子铁芯一一对应且合围成环绕于所述第一线圈绕组的第一磁通回路。

进一步地，所述盘式发电机还包括第二线圈绕组和与所述第一转子盘同轴连接且同步运动的第二转子盘，所述第二转子盘包括呈辐射状均匀分布于同一圆周上的多个第二转子铁芯，各所述定子铁芯的另一侧均设有第二嵌装槽，所述第二线圈绕组嵌装于各所述第二环嵌装槽，所述第二转子盘与所述定子盘同轴设置且可转动地设于所述定子盘的另一侧，各所述第二转子铁芯与各所述定子铁芯一一对应且合围成环绕于所述第二线圈绕组的第二磁通回路，各所述第一转子铁芯与所述第二转子铁芯交错设置。

进一步地，所述定子铁芯数量为n，n大于等于1，所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯的数量均为m，m大于等于1，且n＝xm，x大于等于1，各所述第一转子铁芯与所述第二转子铁芯交错角度为360/(2m)。

进一步地，所述定子铁芯的数量为第一转子铁芯的数量的两倍，所述定子铁芯的数量为第二转子铁芯的数量的两倍，相邻所述定子铁芯上分别具有方向沿径向分别且方向相反的磁场。

进一步地，各所述定子铁芯与所述第一转子铁芯相邻的侧面突出延伸形成所述第一嵌装槽的两个第一端脚，所述第一转子铁芯的侧面与两所述第一端脚合围成所述第一磁通回路；

各所述定子铁芯与所述第二转子铁芯相邻的侧面突出延伸形成所述第二嵌装槽的两个第二端脚，所述第二转子铁芯的侧面与两所述第二端脚合围成所述第二磁通回路。

进一步地，各所述定子铁芯均包括第一T型铁芯、第二T型铁芯和磁块，所述第一T型铁芯包括第一径向段和连接于所述第一径向段的第一端的第一轴向段，所述第二T型铁芯包括第二径向段和连接于所述第二径向段的第一端的第二轴向段，所述磁块的N极和S极分别与所述第一径向段的第二端和第二径向段的第二端连接，所述第一轴向段的第一端与所述第二轴向段的第一端之间形成所述第一嵌装槽，所述第一轴向段的第二端与所述第二轴向段的第二端之间形成所述第二嵌装槽。

进一步地，各所述第一转子铁芯和各所述第二转子铁芯均呈T型、阶梯凸台型、等腰梯形或者扇形。

进一步地，所述定子盘还包括定子架，所述定子架上设置有用于固定所述定子铁芯的固定槽，各所述定子铁芯嵌设于所述固定槽内。

进一步地，所述定子盘的一侧端面设置有与所述第一嵌装槽连通的第一环形槽，所述第一线圈绕组嵌设于所述第一嵌装槽和所述第一环形槽内，所述定子盘的另一侧端面设置有与所述第二嵌装槽连通的第二环形槽，所述第二线圈绕组嵌设于所述第二嵌装槽和所述第二环形槽内。

进一步地，所述第一转子盘还包括第一转子架，所述第二转子盘还包括第二转子架，所述第一转子架和所述第二转子架通过一转轴连接，各所述第一转子铁芯固定于所述第一转子架上，各所述第二转子铁芯固定于所述第二转子架上。

本发明提供了一种盘式发电机，第一转子铁芯和定子铁芯形成多个第一磁通回路，且各磁通回路环绕第一线圈绕组的环上，形成多个小磁通量，各小磁通量集合成形成第一线圈绕组的磁通量，第一转子铁芯与定子铁芯正对时磁通量最大，通过旋转第一转子铁芯或者旋转定子铁芯改变第一磁通回路，各第一磁通回路的磁通量发生改变，使第一线圈绕组的磁通量发生改变，第一线圈绕组的磁通量变化进而实现发电。本发明中，第一线圈绕组为一设置于第一转子铁芯和定子铁芯之间的环形结构，第一线圈绕组缠绕工艺简单，第一线圈绕组布置简单，直接与各第一转子铁芯或直接与定子铁芯固定，省去额外的固定结构，使盘式发电机的整体结构简单。

附图说明

图1是本发明实施例提供的盘式发电机的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的盘式发电机的分解图；

图3是本发明实施例提供的定子盘的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的定子铁芯的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第二转子的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的第一转子铁芯和第二转子铁芯与定子铁芯其一合围方式的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的第一转子铁芯和第二转子铁芯与定子铁芯其二合围方式的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的第一转子铁芯和第二转子铁芯的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的电路电压波形图。

附图标示说明：

100--第一转子盘 110--第一转子铁芯 112--第三端脚

120--第一转子架 121--第一安装槽 200--第一线圈绕组

300--定子盘 310--定子铁芯 311--第一嵌装槽

312--第二嵌装槽 313--第一端脚 314--第二端脚

315--磁块 316--第一T型铁芯 317--第二T型铁芯

3161--第一径向段 3162--第一轴向段 3171--第二径向段

3172--第二轴向段 320--定子架 321--固定槽

322--第一环形槽 323--第二环形槽 400--第二转子盘

410--第二转子铁芯 411--第四端脚 420--第二转子架

421--第二安装槽 500--第二线圈绕组 600--转轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1～9及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如果本实施例中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

另外，上述本实施例公开的任意技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明实施例提供的任意部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

如图1、图2所示，本实施例为一种盘式发电机，包括第一转子盘100、第一线圈绕组200和定子盘300。第一转子盘100包括多个第一转子铁芯110，第一转子铁芯110呈辐射状均匀分布于同一圆周上。定子盘300包括多个定子铁芯310，定子铁芯310呈辐射状均匀分布于同一圆周上，各定子铁芯310的一侧均设有第一嵌装槽311，各第一转子铁芯110所在的平面与各定子铁芯310所在的平面相互平行。第一线圈绕组200为环形结构，第一线圈绕组200嵌装于各第一嵌装槽311内，前述嵌装具体指第一线圈绕组200整体嵌设于所有的第一嵌装槽311内。第一转子盘100和定子盘300同轴设置且第一转子盘100可转动地设于定子盘300的一侧，各第一转子铁芯110与对应定子铁芯310可合围成环绕第一线圈绕组200的第一磁通回路。

本实施例中，第一转子铁芯110与定子铁芯310可合围成环绕第一线圈绕组200的第一磁通回路，即第一线圈绕组200的环内外有磁场穿过。当各第一转子铁芯110与对应位置的各定子铁芯310正对时，第一磁通回路的磁通量最大，第一转子盘100旋转，在第一转子铁芯110转向另一相邻的定子铁芯310过程中，第一转子铁芯110与定子铁芯310相对位置发生变化，第一磁通回路的磁通量发生变化，直至第一转子铁芯110转至另一相邻的定子铁芯310时，第一磁通回路的磁通量恢复最大状态。第一转子盘100和定子盘300相互之间可绕轴线C相对旋转，使得各第一磁通回路的磁通量变化，从而第一线圈绕组200的磁通也在变化，使本实施例的盘式发电机发电。第一转子铁芯110和定子铁芯310形成多个第一磁通回路，且每个第一磁通回路环绕第一线圈绕组200的环上，形成多个小磁通量，各小磁通量集合成形成第一线圈绕组200的磁通量，第一转子铁芯110与定子铁芯310正对时磁通量最大，通过旋转第一转子铁芯110或者旋转定子铁芯310改变第一磁通回路，各第一磁通回路的磁通量发生改变，使第一线圈绕组200的磁通量发生改变，第一线圈绕组200的磁通量变化进而实现发电。本实施例中，第一线圈绕组200为一设置于第一转子铁芯110和定子铁芯310之间的环形结构，第一线圈绕组200缠绕工艺简单，第一线圈绕组200布置简单，直接与各第一转子铁芯110或直接与定子铁芯310固定，省去额外的固定结构，使盘式发电机的整体结构简单。

进一步地，第一转子盘100和定子盘300同轴设置是指，第一转子盘100和定子盘300具有相同的轴线C且相互之间可绕轴线C相对旋转，具体是，第一转子盘100绕轴线C旋转，同时定子盘300固定不动。

进一步地，第一嵌装槽311形成一断续的环形槽状结构，第一线圈绕组200嵌装于这个环形槽状结构内。

进一步地，如图1、图2所示，盘式发电机还包括第二转子盘400和第二线圈绕组500，第二转子盘400与第一转子盘100同轴连接同步运动，定子盘300设置于第一转子盘100和第二转子盘400之间。第二转子盘400包括多个第二转子铁芯410，第二转子铁芯410呈辐射状均匀分布于同一圆周上，第二转子铁芯410所在的平面与定子铁芯310所在的平面相互平行。各定子铁芯310的另一侧均设有第二嵌装槽312，第二线圈绕组500为环形结构，第二线圈绕组500嵌装于各第二嵌装槽312内，前述嵌装具体指第二线圈绕组500的环形结构中的一处嵌装于第二嵌装槽312内，而第二线圈绕组500整体嵌设于所有的第二嵌装槽312内。各第二转子铁芯410与定子铁芯310可合围成环绕第二线圈绕组500的第二磁通回路。从垂直各第一转子铁芯110所在平面的视角看，各第一转子铁芯110与第二转子铁芯410交错设置。本实施例中，在第一转子盘100和定子盘300的基础上增加第二转子盘400，各第一转子铁芯110与第二转子铁芯410交错，相互之间不会同时正对同一个定子铁芯310，并不会产生发电干扰，能够充分利用定子盘300另一侧的空间，增加发电效率。

其中，各第一转子铁芯110与第二转子铁芯410交错设置具体例如下：

第一转子铁芯110分为一号第一转子铁芯110、二号第一转子铁芯110、三号第一转子铁芯110和四号第一转子铁芯110；

第二转子铁芯410分为一号第二转子铁芯410、二号第二转子铁芯410、三号第二转子铁芯410和四号第二转子铁芯410；

定子铁芯310分为一号定子铁芯310、二号定子铁芯310、三号定子铁芯310、四号定子铁芯310、五号定子铁芯310、六号定子铁芯310、七号定子铁芯310和八号定子铁芯310；

那么，一号第一转子铁芯110、二号第一转子铁芯110、三号第一转子铁芯110和四号第一转子铁芯110分别设于一号定子铁芯310、二号定子铁芯310、三号定子铁芯310、四号定子铁芯310、五号定子铁芯310、六号定子铁芯310、七号定子铁芯310和八号定子铁芯310的第一侧，且一号第一转子铁芯110与一号定子铁芯310对应，二号第一转子铁芯110与三号定子铁芯310对应，三号第一转子铁芯110与五号定子铁芯310对应，四号第一转子铁芯110与七号定子铁芯310对应；

相应地，一号第二转子铁芯410、二号第二转子铁芯410、三号第二转子铁芯410和四号第二转子铁芯410分别设于一号定子铁芯310、二号定子铁芯310、三号定子铁芯310、四号定子铁芯310、五号定子铁芯310、六号定子铁芯310、七号定子铁芯310和八号定子铁芯310的第二侧，且一号第二转子铁芯410与二号定子铁芯310对应，二号第二转子铁芯410与四号定子铁芯310对应，三号第二转子铁芯410与六号定子铁芯310对应，四号第二转子铁芯410与八号定子铁芯310对应；

如此，实现各第一转子铁芯110与第二转子铁芯410交错设置。第二转子铁芯410和定子铁芯310形成多个第二磁通回路，且每个第二磁通回路环绕第二线圈绕组500的环上，形成多个小磁通量，各小磁通量集合成形成第二线圈绕组500的磁通量，第二转子铁芯410与定子铁芯310正对时磁通量最大。第二转子铁芯410与第一转子铁芯110同步旋转或者旋转定子铁芯310改变第二磁通回路。当各第二转子铁芯410与对应位置的各定子铁芯310正对时，第二磁通回路的磁通量最大，第二转子盘400旋转，在第二转子铁芯410转向另一相邻的定子铁芯310过程中，第二转子铁芯410与定子铁芯310相对位置发生变化，第二磁通回路的磁通量发生变化，直至第二转子铁芯410转至另一相邻的定子铁芯310时，第二磁通回路的磁通量恢复最大状态。各第二磁通回路的磁通量发生改变，使第二线圈绕组500的磁通量发生改变，第二线圈绕组500的磁通量变化进而实现发电。本实施例中，转向是指第一转子铁芯110或者第二转子铁芯410分别在对应的圆周上转动，并且朝相邻的定子铁芯310转动。

进一步地，第二转子盘400设置于定子盘300的与第一转子盘100相对的一侧，第二转子盘400与第一转子盘100具有相同的轴线C且同步设置，第一转子盘100和第二转子盘同步旋转。

进一步地，第二嵌装槽312形成另一断续的环形槽状结构，第二线圈绕组500嵌装于这个环形槽状结构内。

进一步地，第一磁通回路和第二磁通回路的磁场来源于回路中的磁块315，本实施例中，第一磁通回路和第二磁通回路的磁通来源于定子铁芯310，具体地，定子铁芯310内设置磁块315，磁块315两磁极分别朝向定子铁芯310的两端，即磁场方向沿径向分布，磁块315具体可分别设置于定子铁芯310的中部。

进一步地，本实施例中，定子铁芯310数量为n，n大于等于1，n可以是1、2、3、以上至十数个或者数十个甚至数百个以上；第一转子铁芯110和第二转子铁芯410的数量均为m，m大于等于1，且n＝xm，x大于等于1，m可以是1、2、3、以上至十数个或者数十个甚至数百个以上，x为定子铁芯310相对于第一转子铁芯110的数量或者相对于第二转子铁芯410的数量的倍数，x可以是1、2、3以及3以上的倍数。各第一转子铁芯110与第二转子铁芯410交错角度为360°/(2m)，即第一转子铁芯110和第二转子铁芯410交错距离为相邻两第一转子铁芯110间距的一半或相邻两第二转子铁芯410的间距一半。

进一步地，关于定子铁芯310相对于第一转子铁芯110的数量或者相对于第二转子铁芯410的数量的倍数，本实施例中，优选x为1，即第一转子铁芯110的数量、定子铁芯310的数量和第二转子铁芯410的数量相同。在第一转子铁芯110和第二转子铁芯410分别相对于定子铁芯310旋转过程中：

当各第一转子铁芯110与定子铁芯310正对时，第一转子铁芯110与定子铁芯310合围成第一磁通回路，第一磁通回路磁通量最大，第二磁通回路磁通量最小，第二转子铁芯410正对于两相邻定子铁芯310的中间位置；

继续旋转，各第一转子铁芯110远离与其正对的定子铁芯310，第二转子铁芯410靠近前述两相邻定子铁芯310中的一个，第一磁通回路减弱，第二磁通回路增强；

当各第一转子铁芯110旋转至正对两相邻定子铁芯310的中间位置时，第二转子铁芯410同步旋转至正对定子铁芯310的位置，第二转子铁芯410与定子铁芯310合围成第二磁通回路，第一磁通回路磁通量最小，第二磁通回路磁通量最大；

再行旋转，各第一转子铁芯110转向另一相邻的定子铁芯310，第二转子铁芯410转离前述与其正对的定子铁芯310，第一磁通回路增强，第二磁通回路减弱；本实施例中，转离是指指第一转子铁芯110或者第二转子铁芯410分别在对应的圆周上转动，并且远离当前与其最接近的或者正对的定子铁芯310。

直到转至各第一转子铁芯110与定子铁芯310正对，第一转子铁芯110与定子铁芯310合围成第一磁通回路，第一磁通回路磁通量最大，第二磁通回路磁通量最小，第二转子铁芯410正对两相邻定子铁芯310的中间位置，至此完成一次完整的旋转。本实施例持续经过上述旋转过程，可持续稳定发电。

进一步地，关于定子铁芯310相对于第一转子铁芯110的数量的倍数或者相对于第二转子铁芯410的数量的倍数，本实施例中，更优选x为2，即第一转子铁芯110的数量和第二转子铁芯410的数量分别为定子铁芯310数量的一半，各第一转子铁芯110与第二转子铁芯410交错角度为360°/(2m)，那么各第一转子铁芯110与第二转子铁芯410交错间距与相邻两定子铁芯310的间距相同。定子铁芯310包括多个A组铁芯和多个B组铁芯，A组铁芯和B组铁芯间隔设置。在第一转子铁芯110和第二转子铁芯410分别相对于定子铁芯310旋转过程中：

当各第一转子铁芯110与A组铁芯正对时，第二转子铁芯410也同样与B组铁芯正对，第一磁通回路的磁通量最大，第二磁通回路磁通量最大；

继续旋转，各第一转子铁芯110远离与其正对的A组铁芯，各第二转子铁芯410远离与其正对的B组铁芯，第一磁通回路和第二磁通回路同时减弱；

当各第一转子铁芯110旋转至正对两相邻A组铁芯的中间位置时，各第二转子铁芯410旋转至正对两相邻B组铁芯的中间位置，第一磁通回路磁通量和第二磁通回路磁通量均达到最小状态；

再行旋转，各第一转子铁芯110转向另一相邻的A组铁芯，第二转子铁芯410转向另一相邻的B组铁芯，第一磁通回路和第二磁通回路同时增强；

直到转至第一转子铁芯110与A组铁芯正对，第二转子铁芯410与B组铁芯正对，第一磁通回路磁通量最大，第二磁通回路磁通量最大，回复至初始正对状态，完成一次完整的旋转。本实施例持续经过上述旋转过程，可持续稳定发电。

更进一步地，相邻定子铁芯310上的磁场方向相反，且x为2，即定子铁芯310内设置有磁块315，相邻定子铁芯310的磁块315的磁极相反，磁块315的磁场方向沿径向设置。其一磁场方向命名为正，另一磁场方向命名为负，磁场方向为正的定子铁芯310为A组铁芯，磁场方向为负的定子铁芯310称为B组铁芯，A组铁芯和B组铁芯间隔设置。其发电过程如下：

(1)当各第一转子铁芯110与A组铁芯正对时，第二转子铁芯410与B组铁芯正对，第一磁通回路的磁通量最大，为Φ，对应磁场方向为正，第二磁通回路磁通量同样最大，为Φ，对应磁场方向为负；

(2)继续旋转，各第一转子铁芯110远离与其正对的A组铁芯，各第二转子铁芯410远离与其正对的B组铁芯，第一磁通回路的磁通量和第二磁通回路的磁通量持续减弱；

(3)当各第一转子铁芯110旋转至正对两相邻的A组铁芯和B组铁芯的中间位置时，各第二转子铁芯410旋转至正对两相邻的B组铁芯和A组铁芯的中间位置，第一磁通回路磁通量和第二磁通回路磁通量均达到最小状态，为0；

(4)再行旋转，各第一转子铁芯110转向另一相邻的B组铁芯，各第二转子铁芯410转向另一相邻的A组铁芯，第一磁通回路和第二磁通回路同时增强，第一磁通回路对应的磁场方向为负，第二磁通回路对应的磁场方向为正；

(5)直到转至各第一转子铁芯110与B组铁芯正对，各第二转子铁芯410与A组铁芯正对，第一磁通回路磁通量最大，为Φ，对应磁场方向为负，第二磁通回路磁通量最大，为Φ，对应磁场方向为正；

(6)继续旋转，各第一转子铁芯110远离与其正对的B组铁芯，各第二转子铁芯410远离与其正对的A组铁芯，第一磁通回路的磁通量和第二磁通回路的磁通量持续变小；

(7)当各第一转子铁芯110旋转至正对两相邻的B组铁芯和A组铁芯的中间位置时，各第二转子铁芯410旋转至正对两相邻的A组铁芯和B组铁芯的中间位置，第一磁通回路磁通量和第二磁通回路磁通量均达到最小状态，为0；

(8)再行旋转，各第一转子铁芯110转向再一个相邻的A组铁芯，各第二转子铁芯410转向再一个相邻的B组铁芯，第一磁通回路和第二磁通回路同时增强，第一磁通回路对应的磁场方向为正，第二磁通回路对应的磁场方向为负；

(9)最终，旋转至各第一转子铁芯110与A组铁芯正对，且第二转子铁芯410与B组铁芯正对，第一磁通回路的磁通量最大，为Φ，对应磁场方向为正，第二磁通回路磁通量同样最大，为Φ，对应磁场方向为负，回到步骤(1)的状态。

步骤(1)至步骤(5)前半个发电周期，步骤(6)至步骤(8)为后半个发电周期。本实施例中，一个完整的旋转动作第一磁通回路和第二磁通回路的变化量均为2Φ。

本实施例中，第一转子铁芯110和定子铁芯310合围形成第一磁通回路，第二转子铁芯410和定子铁芯310合围形成第二磁通回路，具体合围形式包括如下两种：

其一，图6中虚线为第二转子铁芯410，意在表示第二转子铁芯410能够转动至此位置。如图6所示，各定子铁芯310的一侧面的两端部分别设置有向第一转子铁芯110突出延伸的两第一端脚313，两第一端脚313形成第一嵌装槽311，第一转子铁芯110与定子铁芯310的两第一端脚313连接并且合围成第一磁通回路；各定子铁芯310的另一侧面的两端部分别设置有向第二转子铁芯410突出延伸的第二端脚314，两第二端脚314形成第二嵌装槽312，第二转子铁芯410与定子铁芯310的两第二端脚314连接并且合围成第二磁通回路。便于第一线圈绕组200埋设于两第一端脚313之间，便于第二线圈绕组500埋设于两第二端脚314之间，进而能够在转动时最大程度避免第一线圈绕组200和第二线圈绕组500分别与第一转子铁芯110和第二转子铁芯410接触。第一合围方案中，第一磁通回路和第二磁通回路顺着定子铁芯310两侧的形状循环，第一磁通回路在第一转子铁芯110和定子铁芯310之间循环，第二磁通回路在第二转子铁芯410和定子铁芯310之间循环，定子铁芯310两侧的突出结构分别引导磁场直接穿过第一线圈绕组200和第二线圈绕组500，能够有效的减少漏磁，增加磁通变化量，提高发电效率。使第一转子铁芯110和第二转子铁芯410的结构更加简单，减轻第一转子铁芯110和第二转子铁芯410的重量，易于加工组装。

其一合围形式中，尤其适用于前述的第一转子铁芯110和第二转子铁芯410同步旋转、定子铁芯310固定不动的方案，第一转子铁芯110和第二转子铁芯410的结构简化重量减轻，非常便于作为转子转动。

其二，图7中虚线为第二转子铁芯410，意在表示第二转子铁芯410能够转动至此位置。如图7所示，各第一转子铁芯110的两端部分别设置有向定子铁芯310突出延伸的第三端脚112，各定子铁芯310的两端部分别设置有向第一转子铁芯110突出延伸的第一端脚313，两第一端脚313形成第一嵌装槽311，第一转子铁芯110的两第三端脚112与定子铁芯310的两第一端脚313合围成第一磁通回路；各第二转子铁芯410的两端部分别设置有向定子铁芯310突出延伸的第四端脚411，各定子铁芯310的两端部分别设置有向第二转子铁芯410突出延伸的第二端脚314，两第二端脚314形成第二嵌装槽312，第二转子铁芯410的两第四端脚411与定子铁芯310的两第二端脚314合围成第二磁通回路。

本实施例中的其二合围形式，便于第一环形绕组200埋设于两第一端脚313之间，也便于第二环形绕组500埋设于两第二端脚314之间，进而能够在转动时最大程度避免第一环形绕组200和第二环形绕组500与第二铁芯310接触。另外，本实施例的其二合围形式，第一转子铁芯110、定子铁芯310和第二转子铁芯410三者结构均衡，重量分配合理。

上述两种合围形式具有相同的技术效果，第一线圈绕组200和第二线圈绕组500能非常便利的固定安装，能够缩减第一转子铁芯110和定子铁芯310之间的距离以及缩减第二转子铁芯410和定子铁芯310之间的距离，减少漏磁，使磁场越集中于第一转子铁芯110、定子铁芯310和第二转子铁芯410内，增加第一线圈绕组200和第二线圈绕组500的磁通变化量，提高发电效率；缩减盘式发电机的轴向尺寸，缩减发盘式电机的整体尺寸。其一合围形式中，由于第一线圈绕组200和第二线圈绕组500可完全埋没，不突出于定子铁芯310，第一转子铁芯110与定子铁芯310可以靠的更近，第二转子铁芯410和定子铁芯310也可以靠的更近，具有更好的缩减盘式发电机的尺寸的效果，提高能量密度。

第一磁通回路和第二磁通回路的磁通来源的其他实施方式中，优选定子铁芯310内设置磁块315。具体地，如图4所示，定子铁芯310为H型铁芯，各定子铁芯310均包括磁块315、第一T型铁芯316和第二T型铁芯317，第一T型铁芯316包括第一径向段3161和连接于第一径向段3161的第一端的第一轴向段3162，第二T型铁芯317包括第二径向段3171和连接于第二径向段3171的第一端的第二轴向段3172，磁块315的N极和S极分别与第一径向段3161的第二端和第二径向段3171的第二端连接，第一轴向段3162的第一端与第二轴向段3172的第一端之间形成第一嵌装槽311，第一轴向段3162的第二端与第二轴向段3172的第二端之间形成第二嵌装槽312。第一轴向段3162的端部对应前述其一第一端脚313和其一第二端脚314，第二轴向段3172对应前述另一第一端脚313和另一第二端脚314。

本实施例中，如图8所示，第一转子铁芯110的形状和第二转子铁芯410的形状有多种实施方式，如直杆状、T型、具有多阶梯的凸台状、等腰梯形或者扇形。第一转子铁芯110和第二转子铁芯410均有多块。

如图8中(a)、(b)和(c)所示，本实施例优选各第一转子铁芯110和第二转子铁芯410均呈具有多阶梯的凸台状、等腰梯形或者扇形。第一转子铁芯110、定子铁芯310和第二转子铁芯410分别呈辐射状分布，第一转子铁芯110的内端、定子铁芯310的内端和第二转子铁芯410的内端分别指向轴心，相邻的铁芯的外端的距离比内端的距离大。前述第一转子铁芯110和第二转子铁芯410的优选实施方式中，在转动过程中，第一转子铁芯110边缘各处同时靠近定子铁芯310的边缘，第二转子铁芯410边缘各处同时靠近定子铁芯310的边缘，避免了定子铁芯310两端的磁通在转动过程中衔接不上，同时能够使得磁通在定子铁芯310中分布比较均匀，变化比较平缓，避免磁通饱和，发电之后的波形平滑且接近正弦波。其电路电压的波形如图9表示。

如图8中(d)所示，第一转子铁芯110和第二转子铁芯410呈直杆状具有结构简单的优点。第一转子铁芯110和第二转子铁芯410呈T型，第一转子铁芯110的边缘和第二转子铁芯410边缘在转动过程中能够同时靠近定子铁芯310，避免了定子铁芯310两端的磁通在转动过程中衔接不上，且在T型的转角处的磁通密度会较大，发电之后的电压波形接近三角波。

如图2所示，定子盘300还包括定子架320，定子架320上设置有用于固定定子铁芯310的固定槽321，各定子铁芯310嵌设于固定槽321内。定子架320为圆盘状，固定槽321的形状与定子铁芯310的形状相匹配。

进一步地，定子架320的一侧端面设置有第一环形槽322，第一环形槽322穿过固定槽321且与第一嵌装槽311连通，第一线圈绕组200嵌设于第一嵌装槽311和第一环形槽322内，定子架320的另一侧端面设置有第二环形槽323，第二环形槽323穿过固定槽321且与第二嵌装槽312连通，第二线圈绕组500嵌设于第二嵌装槽312和第二环形槽323内。由于固定槽321的存在，第一环形槽322和第二环形槽323均断开，而第一嵌装槽311则弥补第一环形槽322的断开部位，而第二嵌装槽312则弥补第二环形槽323的断开部位，定子铁芯310装配后使第一环形槽322和第二环形槽323均呈完整状态。

如图2所示，第一转子盘100还包括第一转子架120，各第一转子铁芯110固定于第一转子架120上；第二转子盘400还包括第二转子架420，各第二转子铁芯410固定于第二转子架420上。具体的，第一转子架120上设置有用于固定第一转子铁芯110的第一安装槽121，第二转子架420上设置有用于固定第二转子铁芯410的第二安装槽421。另外，第一转子架120和第二转子架420为均圆盘状。

本实施例中，盘式发电机还包括转轴，转轴依次穿过第一转子盘100、定子盘300和第二转子盘400，具体是依次穿过第一转子盘320、定子架320和第二转子架420。第一转子盘320和第二转子架420与转轴同步旋转连接，具体可以是第一转子盘320和第二转子架420同时固定于转轴上，或者第一转子盘320和第二转子架420均与转轴键连接。定子架320的中心设置有可供转轴穿过的通孔。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盘式发电机，包括第一转子盘、第一线圈绕组和定子盘，其特征在于：所述第一转子盘包括呈辐射状均匀分布于同一圆周上的多个第一转子铁芯，所述定子盘包括呈辐射状均匀分布于同一圆周上的多个定子铁芯，各所述定子铁芯的一侧均设有第一嵌装槽，多个所述第一嵌装槽共同形成一断续的环形槽状结构，所述第一线圈绕组嵌装于所述环形槽状结构内，所述第一转子盘与所述定子盘同轴设置且可转动地设于所述定子盘的一侧，各所述第一转子铁芯与各所述定子铁芯的一部分一一对应且合围成环绕于所述第一线圈绕组的第一磁通回路。

2.根据权利要求1所述的盘式发电机，其特征在于：所述盘式发电机还包括第二线圈绕组和与所述第一转子盘同轴连接且同步运动的第二转子盘，所述第二转子盘包括呈辐射状均匀分布于同一圆周上的多个第二转子铁芯，各所述定子铁芯的另一侧均设有第二嵌装槽，所述第二线圈绕组嵌装于各所述第二嵌装槽，所述第二转子盘与所述定子盘同轴设置且可转动地设于所述定子盘的另一侧，各所述第二转子铁芯与各所述定子铁芯的另一部分一一对应且合围成环绕于所述第二线圈绕组的第二磁通回路，各所述第一转子铁芯与所述第二转子铁芯交错设置。

3.根据权利要求2所述的盘式发电机，其特征在于：所述定子铁芯数量为n，n大于等于1，所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯的数量均为m，m大于等于1，且n＝xm，x大于等于1，各所述第一转子铁芯与所述第二转子铁芯交错角度为360°/(2m)。

4.根据权利要求3所述的盘式发电机，其特征在于：所述定子铁芯的数量为第一转子铁芯的数量的两倍，所述定子铁芯的数量为第二转子铁芯的数量的两倍，相邻两所述定子铁芯上分别具有方向沿径向分布且相反的磁场。

5.根据权利要求2至4任一项所述的盘式发电机，其特征在于：各所述定子铁芯与所述第一转子铁芯相邻的侧面突出延伸形成所述第一嵌装槽的两个第一端脚，所述第一转子铁芯的侧面与两所述第一端脚合围成所述第一磁通回路；

各所述定子铁芯与所述第二转子铁芯相邻的侧面突出延伸形成所述第二嵌装槽的两个第二端脚，所述第二转子铁芯的侧面与两所述第二端脚合围成所述第二磁通回路。

6.根据权利要求5所述的盘式发电机，其特征在于：各所述定子铁芯均包括第一T型铁芯、第二T型铁芯和磁块，所述第一T型铁芯包括第一径向段和连接于所述第一径向段的第一端的第一轴向段，所述第二T型铁芯包括第二径向段和连接于所述第二径向段的第一端的第二轴向段，所述磁块的N极和S极分别与所述第一径向段的第二端和第二径向段的第二端连接，所述第一轴向段的第一端与所述第二轴向段的第一端之间形成所述第一嵌装槽，所述第一轴向段的第二端与所述第二轴向段的第二端之间形成所述第二嵌装槽。

7.根据权利要求2至4任一项所述的盘式发电机，其特征在于：各所述第一转子铁芯和各所述第二转子铁芯均呈T型、阶梯凸台型、等腰梯形或者扇形。

8.根据权利要求2至4任一项所述的盘式发电机，其特征在于：所述定子盘还包括定子架，所述定子架上设置有用于固定所述定子铁芯的固定槽，各所述定子铁芯嵌设于所述固定槽内。

9.根据权利要求2至4任一项所述的盘式发电机，其特征在于：所述定子盘的一侧端面设置有与所述第一嵌装槽连通的第一环形槽，所述第一线圈绕组嵌设于各所述第一嵌装槽和所述第一环形槽内，所述定子盘的另一侧端面设置有与所述第二嵌装槽连通的第二环形槽，所述第二线圈绕组嵌设于各所述第二嵌装槽和所述第二环形槽内。

10.根据权利要求2至4任一项所述的盘式发电机，其特征在于：所述第一转子盘还包括第一转子架，所述第二转子盘还包括第二转子架，所述第一转子架和所述第二转子架通过一转轴连接，各所述第一转子铁芯固定于所述第一转子架上，各所述第二转子铁芯固定于所述第二转子架上。

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