專(zhuān)利名稱(chēng)：一種發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)，具體涉及一種發(fā)電機(jī)磁路及與其配合簡(jiǎn)制線(xiàn)圈。
背景技術(shù)：
發(fā)電機(jī)工作原理是通過(guò)線(xiàn)圈相對(duì)磁場(chǎng)或者磁場(chǎng)相對(duì)線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磁通量的變化產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，接通電路產(chǎn)生電流。
目前，發(fā)電機(jī)實(shí)際用的永久磁鐵，結(jié)構(gòu)如圖1，使用對(duì)中心成放射狀，且沿圓周方向N、S交替配置的m對(duì)磁極11環(huán)形永久磁鐵1，圖中m為3，每個(gè)磁極11相對(duì)環(huán)形中心內(nèi)側(cè)為N或S，則外側(cè)必然是S或N。內(nèi)部采用高導(dǎo)磁材料(一般是多塊無(wú)取向硅鋼片壓制而成)，結(jié)構(gòu)如圖3，線(xiàn)圈31繞在導(dǎo)磁鐵芯32上，高導(dǎo)磁材料將磁力線(xiàn)33引入并直接穿過(guò)線(xiàn)圈，在導(dǎo)磁鐵芯32相對(duì)永久磁鐵1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁力線(xiàn)33順時(shí)針、逆時(shí)針交替變向引起磁通量變化產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。這種發(fā)電機(jī)制作工藝復(fù)雜，包括多個(gè)鐵片壓制以及復(fù)雜繞線(xiàn)圈的工藝，同時(shí)需要價(jià)格高操作復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，如何提供一種發(fā)電機(jī)，能夠簡(jiǎn)化制造工藝，尤其可簡(jiǎn)化繞線(xiàn)工藝，無(wú)須專(zhuān)業(yè)設(shè)備，節(jié)省制造成本。
本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題這樣解決，提供一種發(fā)電機(jī)，包括交替配置m對(duì)磁極的環(huán)狀永久磁鐵，m大于1，其特征在于，還包括套在所述環(huán)狀永久磁鐵內(nèi)、對(duì)所述環(huán)狀永久磁鐵相對(duì)旋轉(zhuǎn)的圍合成中空的兩半導(dǎo)磁殼，每個(gè)所述半導(dǎo)磁殼具有與所述磁極對(duì)應(yīng)的m個(gè)扣齒，沿所述環(huán)狀永久磁鐵內(nèi)側(cè)交錯(cuò)相扣；所述環(huán)狀永久磁鐵和導(dǎo)磁殼同心軸上、以該同心軸為中心軸的導(dǎo)磁棒，該導(dǎo)磁棒與所述導(dǎo)磁殼固定連接；所述中空內(nèi)、套在所述導(dǎo)磁棒上、帶引出頭的線(xiàn)圈。
這樣由m對(duì)磁極的環(huán)狀永久磁鐵引出的磁力線(xiàn)穿過(guò)所述線(xiàn)圈，當(dāng)導(dǎo)磁殼對(duì)所述環(huán)狀永久磁鐵相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁力線(xiàn)穿過(guò)方向出/入交替變換導(dǎo)致磁通量方向和強(qiáng)度劇烈變化產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述線(xiàn)圈是一個(gè)N匝，所述引出頭是一對(duì)，也可以是帶中間抽頭的多對(duì)。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述線(xiàn)圈是多個(gè)，所述引出頭是一對(duì)或多對(duì)，根據(jù)電路需要確定引出線(xiàn)方式。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，每個(gè)所述線(xiàn)圈的匝數(shù)不同，為N1、N2、N3……，所述引出頭是多對(duì)，直接提供不同的電壓輸出。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述線(xiàn)圈是寬扁平狀，漏磁少、電磁轉(zhuǎn)換效率高；但用銅多、銅阻大/銅損耗大，效率低。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所達(dá)線(xiàn)圈是細(xì)長(zhǎng)棒狀，用銅少、銅阻小、效率高；但漏磁較多，電磁轉(zhuǎn)換效率低。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述線(xiàn)圈的半徑和高度比例是1∶1～1∶2，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)發(fā)電機(jī)最佳效率折中選擇具體比例。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述導(dǎo)磁殼是一層或多層結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率高時(shí)避免導(dǎo)磁殼過(guò)厚產(chǎn)生渦流效應(yīng)、造成磁損。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述導(dǎo)磁棒是一層或多層結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)動(dòng)頻率高時(shí)避免導(dǎo)磁棒過(guò)厚產(chǎn)生渦流效應(yīng)、造成磁損。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述導(dǎo)磁棒為中空軸，所述環(huán)狀永久磁鐵鑲嵌在轉(zhuǎn)輪上，該轉(zhuǎn)輪一側(cè)的中心軸位置設(shè)有可套入所述中空軸的中軸；所述導(dǎo)磁殼、導(dǎo)磁棒及內(nèi)部線(xiàn)圈構(gòu)成該發(fā)電機(jī)的定子，所述環(huán)狀永久磁鐵、導(dǎo)磁環(huán)、轉(zhuǎn)輪構(gòu)成該發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述環(huán)狀永久磁鐵由皮帶輪或齒輪裝置帶動(dòng)，或直接由機(jī)械裝置驅(qū)動(dòng)。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，包括但不限制于上述具體的轉(zhuǎn)子、定子結(jié)構(gòu)。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述環(huán)狀永久磁鐵是一體分區(qū)域充磁或由多塊磁鐵拼接而成。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，如圖2，所述環(huán)狀永久磁鐵沿軸向截面是矩形，或者包含內(nèi)側(cè)倒邊。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述環(huán)狀永久磁鐵包括分割磁極的凹陷。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述凹陷可以是弧形、矩形或“∨”字形。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述扣齒是相對(duì)于所述同心軸方向的平行直扣，如圖8，或斜扣，如圖7、9、10，可以減少阻力。
按照本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，所述斜扣的側(cè)邊是直線(xiàn)(如圖7)、折線(xiàn)(如圖9)、弧線(xiàn)(如圖10)或幾段曲線(xiàn)。
本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)，導(dǎo)引環(huán)狀永久磁鐵2m成對(duì)磁極的磁力線(xiàn)形成穿過(guò)環(huán)狀永久磁鐵中心軸m對(duì)螺旋封閉磁場(chǎng)，這樣線(xiàn)圈套在導(dǎo)磁棒上，即構(gòu)成本發(fā)電機(jī)的磁路和線(xiàn)圈組件，繞制該簡(jiǎn)單線(xiàn)圈無(wú)須專(zhuān)用設(shè)備，大大降低了制造成本。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是環(huán)狀永久磁鐵的磁極分布示意圖。
圖2是環(huán)狀永久磁鐵的軸向剖面示意圖。
圖3是傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的內(nèi)部繞線(xiàn)圈的導(dǎo)磁鐵芯及磁路示意圖。
圖4是本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)定子結(jié)構(gòu)及磁路示意圖。
圖5是本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)環(huán)狀永久磁鐵—轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖4所示定子的結(jié)構(gòu)分解示意圖。
圖7是本發(fā)明提供的制作斜線(xiàn)扣齒導(dǎo)磁殼的鐵片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本發(fā)明提供的導(dǎo)磁殼上的平行直扣齒結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明提供的導(dǎo)磁殼上的折線(xiàn)扣齒結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是本發(fā)明提供的導(dǎo)磁殼上的弧線(xiàn)扣齒結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一側(cè)示意圖。
圖12是本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子另一側(cè)示意圖。
圖13是本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)分解示意圖。
具體實(shí)施例方式
首先，說(shuō)明本發(fā)明磁場(chǎng)，結(jié)構(gòu)如圖4，導(dǎo)磁殼通過(guò)對(duì)應(yīng)扣齒將環(huán)狀永久磁鐵1的m對(duì)磁極11的磁力線(xiàn)沿一側(cè)導(dǎo)磁殼的半徑指向圓心的方向引向中心導(dǎo)磁軸，該磁力線(xiàn)穿過(guò)導(dǎo)磁軸時(shí)方向一致，穿出導(dǎo)磁軸后沿另一側(cè)導(dǎo)磁殼的半徑離開(kāi)圓心的方向到達(dá)各個(gè)齒扣，跨越間隙指向永久磁鐵相鄰的磁極，經(jīng)過(guò)嵌套在磁鐵外的導(dǎo)磁環(huán)從而形成m對(duì)閉環(huán)回路。由于環(huán)狀永久磁鐵1與導(dǎo)磁殼相對(duì)旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)磁殼對(duì)應(yīng)扣齒的磁極N→S、S→N交替變化，磁力線(xiàn)穿過(guò)導(dǎo)磁軸方向正/反變化，線(xiàn)圈31僅需套在該中心軸上的導(dǎo)磁棒上，即可獲得足夠的磁通變化，這種線(xiàn)圈31的繞制非常簡(jiǎn)易。
進(jìn)一步，說(shuō)明本發(fā)明提供的一種具體形式的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，包括(一)定子和(二)轉(zhuǎn)子，其中(一)定子，結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括上、下導(dǎo)磁殼61，分別具備6個(gè)扣齒611，相互間隔扣合，與環(huán)狀永久磁鐵1的6對(duì)磁極相對(duì)應(yīng)，扣齒與磁極數(shù)量不限制于12個(gè)，還包括中空的導(dǎo)磁棒62，線(xiàn)圈31套在導(dǎo)磁棒62上，裝在上、下導(dǎo)磁殼61內(nèi)。
(二)轉(zhuǎn)子，結(jié)構(gòu)如圖5、11或12所示，環(huán)狀永久磁鐵1鑲嵌在轉(zhuǎn)輪72上，該轉(zhuǎn)輪一側(cè)的中心軸位置設(shè)有可套入導(dǎo)磁棒中空軸的中軸71，另一側(cè)設(shè)有皮帶輪81，也可以是齒輪，由動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作。
上述環(huán)狀永久磁鐵1、上、下導(dǎo)磁殼61、導(dǎo)磁棒62、中軸71和皮帶輪81同軸。
如圖13，該電機(jī)制造工藝包括1、將導(dǎo)磁棒62插入一半導(dǎo)磁殼61對(duì)應(yīng)中孔內(nèi)；2、將線(xiàn)圈31套在導(dǎo)磁棒62上；3、將另一半導(dǎo)磁殼61合上，并將引出頭91，包括兩對(duì)從扣齒間隙拉出，通過(guò)導(dǎo)磁棒62鉚接兩半導(dǎo)磁殼61；4、將制成定子，沿轉(zhuǎn)子—環(huán)狀永久磁鐵1的中軸71和定子的導(dǎo)磁棒62中空，裝入轉(zhuǎn)子中。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電機(jī)，包括交替配置m對(duì)磁極(11)的環(huán)狀永久磁鐵(1)，m大于1，其特征在于，還包括套在所述環(huán)狀永久磁鐵(11)內(nèi)、對(duì)所述環(huán)狀永久磁鐵(1)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的圍合成中空的兩半導(dǎo)磁殼(61)，每個(gè)所述半導(dǎo)磁殼具有與所述磁極對(duì)應(yīng)的m個(gè)扣齒(611)，沿所述環(huán)狀永久磁鐵內(nèi)側(cè)交錯(cuò)相扣；所述環(huán)狀永久磁鐵(1)和導(dǎo)磁殼(61)同心軸上、以該同心軸為中心軸的導(dǎo)磁棒(62)，該導(dǎo)磁棒與所述導(dǎo)磁殼固定連接；所述中空內(nèi)、套在所述導(dǎo)磁棒上、帶引出頭(91)的線(xiàn)圈(31)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線(xiàn)圈(31)是一個(gè)或多個(gè)，所述引出頭(91)是一對(duì)或多對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)磁殼(61)是單層或多層結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)磁棒(62)是單層或多層結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述扣齒是相對(duì)于所述同心軸方向的平行直扣或斜扣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述斜扣的側(cè)邊是直線(xiàn)、折線(xiàn)、弧線(xiàn)或幾段曲線(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)磁棒(62)為中空軸，所述環(huán)狀永久磁鐵(1)安裝固定在轉(zhuǎn)輪(72)上，該轉(zhuǎn)輪一側(cè)的中心軸位置設(shè)有可套入所述中空軸的中軸(71)；所述導(dǎo)磁殼(61)、導(dǎo)磁棒(62)及線(xiàn)圈(31)構(gòu)成該發(fā)電機(jī)的定子，所述環(huán)狀永久磁鐵(1)、導(dǎo)磁環(huán)(34)、轉(zhuǎn)輪(72)構(gòu)成該發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述環(huán)狀永久磁鐵(1)是一體分區(qū)域充磁或多塊磁鐵拼接而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述環(huán)狀永久磁鐵(1)沿軸向截面(2)是矩形或者包含內(nèi)側(cè)倒邊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述環(huán)狀永久磁鐵(1)包括分割磁極的凹陷(73)，所述凹陷(73)可以是弧形、矩形或“V”字形。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種發(fā)電機(jī)，包括交替配置m對(duì)磁極(11)的環(huán)狀永久磁鐵(1)，m大于1，其特征在于，還包括套在所述環(huán)狀永久磁鐵(11)內(nèi)、對(duì)所述環(huán)狀永久磁鐵(1)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的圍合成中空的兩半導(dǎo)磁殼(61)，每個(gè)所述半導(dǎo)磁殼具有與所述磁極對(duì)應(yīng)的m個(gè)扣齒(611)，沿所述環(huán)狀永久磁鐵內(nèi)側(cè)交錯(cuò)相扣；所述環(huán)狀永久磁鐵(1)和導(dǎo)磁殼(61)同心軸上、以該同心軸為中心軸的導(dǎo)磁棒(62)，該導(dǎo)磁棒與所述導(dǎo)磁殼固定連接；所述中空內(nèi)套在所述導(dǎo)磁棒上、帶引出頭(91)的線(xiàn)圈(31)。該發(fā)電機(jī)，導(dǎo)引環(huán)狀永久磁鐵2m磁極的磁力線(xiàn)形成同向穿入/出環(huán)狀永久磁鐵中心軸螺旋封閉磁場(chǎng)，這樣線(xiàn)圈套在導(dǎo)磁棒上，即構(gòu)成本發(fā)電機(jī)的磁路和線(xiàn)圈組件，繞制該線(xiàn)圈無(wú)須專(zhuān)用設(shè)備，大大降低了制造成本。
文檔編號(hào)H02K3/04GK1858967SQ200610060888
公開(kāi)日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者馬宗良 申請(qǐng)人:呂大明, 連偉, 李旭明