CN111509942A - 一种新型永磁发电机及其发电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型永磁发电机及其发电方法。新型永磁发电机的结构包括定子和转子，定子呈筒体结构，转子呈柱体结构，其装在定子的筒体内，在定子的内圆面上沿周向开有偶数个定子槽，定子槽内嵌有永磁体，永磁体的两磁极方向与定子的径向一致，且相邻两永磁体的同性磁极的安装方向相反；永磁体沿磁极方向上绕有绕组，相邻两永磁体上的绕组的绕制方向相反；在定子内部还分布有冷却管路；转子的外周面上开有若干转子槽，转子槽与定子槽的个数相等，且位置相对。本发明利用磁路中磁场强弱变化产生电能的原理，将永磁体固定在定子内，并采用冷却液对其实时降温，有效的避免了发电过程中永磁体过热而退磁的情况。

Description

一种新型永磁发电机及其发电方法

技术领域

本发明涉及一种发电机，具体地说是一种新型永磁发电机及其发电方法。

背景技术

发电机是一种将其他形式的能源转换成电能的装置，应用非常广泛。永磁发电机与电励磁发电机的最大区别在于它的磁场是由永磁体产生的。永磁体在电机中既是磁源，又是磁路的组成部分。

永磁发电机具有结构简单、可靠性高、比功率高、损耗低、效率高等优点。随着永磁材料性能的不断提高和完善，永磁电动机已在家用电器、医疗器械、汽车、航空和国防等各个领域内获得了广泛的应用。

但是，现有的永磁发电机也存在不足之处，即当永磁体温度过高时永磁体有可能产生不可逆的退磁。目前常见的永磁发电机是将永磁体安装在电机转子上。而转子是旋转件，不容易通过冷却介质对永磁体进行冷却。当发电机工作时，尤其是大功率发电时，永磁体很容易过热而退磁，使得发电机的性能下降，甚至无法正常工作。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种新型永磁发电机，以解决现有的永磁发电机的永磁体容易过热退磁，使得发电机的性能下降以至于无法正常工作的问题。

本发明的目的之二就是提供一种新型永磁发电机的发电方法，以产生电能并防止发电机上的永磁体过热。

本发明目的之一是这样实现的：一种新型永磁发电机，包括定子和转子，所述定子呈筒体结构，所述转子呈柱体结构，所述转子装在所述定子的筒体内，并与所述定子同轴设置，在所述定子的内圆面上沿周向开有偶数个定子槽，所述定子槽内嵌有永磁体，所述永磁体的两磁极方向与所述定子的径向一致，且相邻两永磁体的同性磁极的安装方向相反；所述永磁体沿磁极方向上绕有绕组，相邻两永磁体上的绕组的绕制方向相反，所述绕组之间相互串接或分组串接；

在所述定子内部还分布有若干用于输送冷却液的冷却管路，在所述定子外部设有与所述冷却管路相通的进液口和出液口；

所述转子的外周面上开有若干转子槽，所述转子槽与所述定子槽的个数相等，且位置相对。

若干所述定子槽在所述定子的内圆面上均匀排布。

所述定子由若干硅钢片叠加而成。

所述转子由若干硅钢片叠加而成。

本发明目的之二是这样实现的：一种新型永磁发电机的发电方法，包括以下步骤：

a、置备所述新型永磁发电机；

b、备置用于盛放冷却液的储液箱以及向定子的冷却管路内泵送冷却液的循环泵；

c、通过管路将循环泵、定子的进液口、定子的出液口以及储液箱依次连接；

c、备置用于驱动所述永磁发电机的转子旋转的驱动装置；

d、启动循环泵，向定子的冷却管路内循环泵送冷却液；

e、启动驱动装置，驱动装置驱动转子旋转，此过程中定子上的永磁体与转子上的转子槽间断式对应，使得永磁体所在磁路中的磁场大小不断发生变化，进而使得定子线圈中产生感应电动势。

所述冷却液为水或油。

本发明包括定子和转子，定子内圆面沿其轴向均布有偶数个定子槽，定子槽内嵌有永磁体，永磁体的磁极方向与定子的径向一致，且相邻两永磁体的磁极的安装位置相反，这样使得相邻两永磁体之间形成闭合的磁路，永磁体上绕有绕组。转子上开有与定子上的定子槽的数量相同且位置相对的转子槽，这样在转子旋转的过程中，定子槽内的永磁体会与转子槽间断式对应，从而使得磁路中的磁场大小不断变化，进而使得线圈绕组内产生感应电动势。本发明在定子内布有若干冷却管路，向冷却管路内循环输送冷却液可对永磁体实现降温，以防止永磁体温度过高而消磁，影响发电机的正常工作。

本发明在发电过程中永磁体始终保持静止状态，这样有助于对其实现更好的降温，使得发电机的性能更加稳定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的永磁体与转子槽对正的结构示意图。

图中：1、定子；2、永磁体；3、转子槽；4、转子；5、转子齿；6、定子槽；7、绕组。

具体实施方式

实施例1：一种新型永磁发电机。

如图1、图2所示，本发明包括定子1和转子4。定子1为筒体结构，转子4为柱体结构，转子4安装在定子1内，转子4与定子1同轴设置。在定子1的内圆面上沿周向开有定子槽6，定子槽6有偶数个，并沿定子的周向均匀排布，以便于产生沿圆周方向均布磁场。定子槽6内嵌有永磁体2，永磁体2的磁极方向与定子1的径向一致，相邻两永磁体2的磁极安装方向相反，即相邻两永磁体2的N极和S极的安装方向不同，参见图1和图2中所示，这样相邻两永磁体2之间的磁路可以形成闭合的回路。

在每个永磁体2上缠绕有绕组7，相邻两永磁体2上的绕组7的绕制方向相反。绕组7之间可以串接在一起也可以分组后串接在一起。若所有绕组7均串接在一起再引出去，该永磁发电机即为单相永磁发电机，若将所有的绕组7分成若干组之后分别串接在一起后再引出去，则该永磁发电机为多相永磁发电机。

本发明在电子内部分布有若干用于输送冷却液的冷却管路（图中未示出），冷却管路尽量靠近永磁体2，以对永磁体2实现更好的降温。所有的冷却管路均相互贯通，在定子1的表面设有与冷却管路相通的进液口和出液口，以便于向冷却管路内循环输送冷却液。

如图1和图2所示，转子4的外周面上开有若干转子槽3，转子槽3的个数与定子槽6的个数是相同的，且二者的位置是相对的，相邻两转子槽3所夹的部分称为转子齿5。转子4在旋转过程中，转子槽3与转子齿5交替与定子槽6内的永磁体2对齐，当永磁体2与转子齿5对齐时，磁路中的气隙最短，磁阻最小，产生的磁场是最强；当永磁体2与转子槽3相对时，磁路中的气隙长度是最长的，磁阻最大，产生的磁场也是最弱的。因此在转子4旋转过程中，磁路中的磁场的强弱是不断发生变化的，从而在绕组7的线圈中会产生感应电动势，进而产生电流。

本发明的定子1和转子4均由若干片硅钢片相互叠加而成，以实现导磁功能。

实施例2：一种新型永磁发电机的发电方法。

本发明包括以下步骤：

a、置备实施例1中所述的新型永磁发电机，永磁发电机的具体结构参见实施例1中所述，在此不做过多的介绍。

b、备置用于盛放冷却液的储液箱以及向定子1的冷却管路内泵送冷却液的循环泵。

c、通过管路将循环泵、定子1的进液口、定子1的出液口以及储液箱依次连接。

c、备置用于驱动永磁发电机的转子4旋转的驱动装置，该驱动装置可以为电动机，将该驱动装置与转子4相接。

d、启动循环泵，向定子1的冷却管路内循环泵送冷却液，该冷却液可以为水或油。

e、启动驱动装置，驱动装置驱动转子4旋转，此过程中定子上的永磁体2与转子4上的转子槽3和转子齿5交替对应，图1为永磁体2与转子齿5对正的结构示意图，图2为永磁体2与转子槽3对应的结构示意图，此过程使得永磁体2所在磁路中的磁场大小不断发生变化，进而使得定子1线圈中感应电动势发生变化，最后形成电流。

Claims (6)

1.一种新型永磁发电机，包括定子和转子，所述定子呈筒体结构，所述转子呈柱体结构，所述转子装在所述定子的筒体内，并与所述定子同轴设置，其特征是，在所述定子的内圆面上沿周向开有偶数个定子槽，所述定子槽内嵌有永磁体，所述永磁体的两磁极方向与所述定子的径向一致，且相邻两永磁体的同性磁极的安装方向相反；所述永磁体沿磁极方向上绕有绕组，相邻两永磁体上的绕组的绕制方向相反，所述绕组之间相互串接或分组串接；

在所述定子内部还分布有若干用于输送冷却液的冷却管路，在所述定子外部设有与所述冷却管路相通的进液口和出液口；

所述转子的外周面上开有若干转子槽，所述转子槽与所述定子槽的个数相等，且位置相对。

2.根据权利要求1所述的新型永磁发电机，其特征是，若干所述定子槽在所述定子的内圆面上均匀排布。

3.根据权利要求1所述的新型永磁发电机，其特征是，所述定子由若干硅钢片叠加而成。

4.根据权利要求1所述的新型永磁发电机，其特征是，所述转子由若干硅钢片叠加而成。

5.一种新型永磁发电机的发电方法，其特征是，包括以下步骤：

a、置备权利要求1所述的新型永磁发电机；

b、备置用于盛放冷却液的储液箱以及向定子的冷却管路内泵送冷却液的循环泵；

c、通过管路将循环泵、定子的进液口、定子的出液口以及储液箱依次连接；

c、备置用于驱动所述永磁发电机的转子旋转的驱动装置；

d、启动循环泵，向定子的冷却管路内循环泵送冷却液；

e、启动驱动装置，驱动装置驱动转子旋转，此过程中定子上的永磁体与转子上的转子槽间断式对应，使得永磁体所在磁路中的磁场大小不断发生变化，进而使得定子线圈中产生感应电动势。

6.根据权利要求5所述的新型永磁发电机的发电方法，其特征是，所述冷却液为水或油。

Images