專利名稱：一種高效發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種發(fā)電機(jī)，尤其指一種同步交流發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。其中， 定子，由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn) 子由勵磁、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成，由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接 組裝起來，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢， 通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。
圖1是一種典型的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，其包括中心軸800，固定不動的定子801 和可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子802，其中，轉(zhuǎn)子802內(nèi)設(shè)有勵磁體，定子801為外定子，包括 定子鐵芯811和繞組812，定子鐵芯811內(nèi)表面設(shè)有軸向平行設(shè)置的延伸于整個(gè) 定子鐵芯的多個(gè)內(nèi)圓周表面槽，其中，在這些凹槽內(nèi)等間隔的設(shè)有繞組812;當(dāng) 轉(zhuǎn)子由外力帶動轉(zhuǎn)動時(shí)，其內(nèi)的勵磁體激勵繞組產(chǎn)生感生電動勢，當(dāng)繞組外接 負(fù)載時(shí)，繞組內(nèi)有電流流過，產(chǎn)生磁場，進(jìn)而產(chǎn)生電磁力阻礙轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。這樣， 會使部分功率消耗掉，進(jìn)而降低了發(fā)電機(jī)的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的，在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種高效的發(fā) 電機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的高效發(fā)電機(jī)包括機(jī)殼、固定于機(jī)殼內(nèi)中心軸、
固定于機(jī)殼的外定子、以及與外定子同軸設(shè)置的可繞中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子；按照 本發(fā)明，所述外定子包括環(huán)形外定子鐵芯和外定子繞組，延伸于外定子鐵芯的 軸向有多個(gè)具有相同槽寬和槽深的內(nèi)圓周表面槽，外定子繞組連續(xù)的繞制于外 定子鐵芯的內(nèi)圓周表面槽和外圓周表面槽之上，在轉(zhuǎn)子上，沿中心軸中心對稱 的設(shè)置有多對勵磁體，每對勵磁體的設(shè)置方式為，兩勵磁體朝向內(nèi)圓周表面槽 的一側(cè)磁極的極性相反，兩勵磁體之間具有一定的間距，勵磁體具有一定的厚 度，以保證當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，其中一個(gè)勵磁體通過一個(gè)內(nèi)圓表面槽，該內(nèi)圓表面 槽內(nèi)的繞組線圈切割勵磁體的磁場，而另一個(gè)勵磁體不通過任何一個(gè)內(nèi)圓表面 槽，該勵磁體的磁場不被任何外定子繞組線圈切割。
優(yōu)選的是，外定子鐵芯還包括與內(nèi)圓周表面槽數(shù)量、槽寬相等的，徑向設(shè) 置位置相同的多個(gè)外圓周表面槽。通過設(shè)置外圓周表面槽， 一方面可以更牢靠 的固定外定子繞組，另一方面，還可以減小磁阻，增加發(fā)電機(jī)的效率。
進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)子還包括固定裝置，固定裝置包括一對用以固定勵磁體的圓 盤和一對用以將圓盤耦接于中心軸的連接盤。
優(yōu)選的是，圓盤及連接盤由不導(dǎo)磁的材料制成，如不銹鋼或鋁合金。
優(yōu)選的是，還包括設(shè)置于轉(zhuǎn)子與中心軸之間的，固定于中心軸的內(nèi)定子， 內(nèi)定子包括環(huán)形的內(nèi)定子鐵芯和內(nèi)定子繞組，延伸于內(nèi)定子鐵芯的軸向有多個(gè) 具有相同槽寬和槽深的外圓周表面槽，內(nèi)定子繞組連續(xù)的繞制于內(nèi)定子鐵芯的 外圓周表面槽之上。
優(yōu)選的是，內(nèi)圓周表面槽的寬度是一個(gè)勵磁體厚度的兩倍，內(nèi)圓周表面槽
間的內(nèi)圓周間距(弧長)為內(nèi)圓周表面槽寬(弧長)的兩倍，任意兩勵磁體在 外定子內(nèi)圓面一端的間隔為四倍槽寬，任意兩勵磁體在內(nèi)定子外圓的的一端的 間距分別為交替出現(xiàn)的一倍槽寬和四倍槽寬。
優(yōu)選的是，勵磁體的寬度也可以是外定子內(nèi)圓周表面槽寬的一倍，這樣外 定子內(nèi)圓周表面槽的槽間間隔為槽寬的三倍，任意兩勵磁體在外定子內(nèi)圓面一 端的間隔為五倍槽寬，任意兩勵磁體在內(nèi)定子外圓的的一端的間距分別為交替 出現(xiàn)的一倍槽寬和五倍槽寬。
優(yōu)選的，所述內(nèi)定子的外圓周表面槽槽寬(弧長)等于外定子內(nèi)圓周表面 槽槽寬(弧長)，內(nèi)定子外圓周表面槽的槽間距(弧長)等于外定子內(nèi)圓周表面 槽間的內(nèi)圓周表面槽的槽間距(弧長)。
優(yōu)選的，內(nèi)定子鐵芯還包括與其外圓周表面槽數(shù)量、槽寬相等的，徑向設(shè) 置位置相同的多個(gè)內(nèi)圓周表面槽。通過設(shè)置內(nèi)圓周表面槽， 一方面可以更牢靠 的固定內(nèi)定子繞組，另一方面，還可以減小磁阻，增加發(fā)電機(jī)的效率。
進(jìn)一步的，外定子鐵芯內(nèi)圓周表面與內(nèi)定子鐵芯外圓周表面的圓周弧長比 為三比二。
進(jìn)一步的，勵磁體呈多個(gè)中心對稱的v字型設(shè)置。
本發(fā)明的有益效果在于，通過在外定子的外圓周表面設(shè)置的凹槽，可以抵 消產(chǎn)生的側(cè)磁場，并因此減小了發(fā)電機(jī)所做的負(fù)功，增大了發(fā)電機(jī)的效率。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)中的一種發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為依照本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
的高校發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖3為圖2中的剖視圖的一個(gè)扇形部分的放大圖。
圖4為依照本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
的固定裝置中的圓盤的結(jié)構(gòu)圖。
圖5為依照本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
的外定子鐵芯的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為依照本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
中的高效發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖7為圖6中的剖視圖的一個(gè)扇形部分的放大圖。
圖8為依照本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
中的固定裝置中的圓盤結(jié)構(gòu)圖。 圖9為依照本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
的外定子鐵芯的結(jié)構(gòu)圖。 圖10為依照本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
的內(nèi)定子鐵芯的結(jié)構(gòu)圖。 圖ll為中心軸配合內(nèi)定子、轉(zhuǎn)子后的的結(jié)構(gòu)側(cè)視剖視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種高效高頻發(fā)電機(jī)，用以高效的產(chǎn)生電能，下面結(jié)合附圖，
對本發(fā)明的特征作詳細(xì)說明
圖2為依照本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
的高效高頻發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)剖視圖，
該高效高頻發(fā)電機(jī)，參照圖2，包括機(jī)殼l，設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)的中心軸2，固定于 機(jī)殼l的外定子3，以及與外定子同軸設(shè)置的，可繞中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子4。其中， 參照圖3，轉(zhuǎn)子4包括多組勵磁體41和固定裝置42，多組勵磁體41沿中心軸2 軸對稱設(shè)置，每組勵磁體包括第一勵磁體411和第二勵磁體412，第一勵磁體和
第二勵磁體的設(shè)置于朝向外定子的一側(cè)的磁極具有相反的磁性。例如，如果第 一勵磁體411的朝向外定子的磁極為N極，那么，第二勵磁體朝向外定子的磁
極就為s極。
多組勵磁體41通過固定裝置42固定于中心軸上，固定裝置42包括一對固 定勵磁體的圓盤421和將圓盤421耦接于中心軸的連接盤422，圖4示出了圓盤 421的結(jié)構(gòu)，如圖所示，其具有供中心軸通過的中心孔423，以及連接軸流風(fēng)扇 或帶輪的的固定孔424。多組勵磁體41設(shè)置于兩圓盤之間。圓盤需要由不導(dǎo)磁 的材料制成，例如不銹鋼或鋁合金等。
外定子3的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括環(huán)形外定子鐵芯31和外定子繞組32,外 定子鐵芯的結(jié)構(gòu)如圖5所示，參照圖5可見，延伸于外定子鐵芯31的軸向有多 個(gè)具有相同槽寬和槽深的內(nèi)圓周表面槽311和與內(nèi)圓周表面槽數(shù)量、槽寬相等 的，徑向設(shè)置位置相同的多個(gè)外圓周表面槽312;其中，內(nèi)圓周表面槽311的槽 寬W1，(所述的槽寬以弧長計(jì)，此后相同)不小于第一勵磁體411或第二勵磁 體412的寬度的兩倍，相鄰內(nèi)槽間的外定子鐵芯部分的間隔W2 (所述的間隔以 弧長計(jì)，此后相同)等于兩倍的內(nèi)圓周表面槽槽寬Wl，外定子外圓周表面槽 32的槽寬與外定子內(nèi)圓周表面槽的槽寬相等。外定子繞組32連續(xù)的繞制于外定 子鐵芯31的內(nèi)圓周表面槽和外圓周表面槽之上。
其中，外定子鐵芯31可以采用0.2或0.5毫米厚的硅鋼片或其他軟導(dǎo)磁材 料沖制疊壓制成。在每個(gè)內(nèi)圓周表面槽及內(nèi)圓周表面槽內(nèi)還要墊入絕緣材料。 例如絕緣紙等。
外定子繞組32的纏繞方式如下可以從外圓周表面槽向內(nèi)圓周表面槽繞也 可從內(nèi)圓周表面槽向外圓周表面槽繞，兩者任選其一。如圖7所示是從外圓周 表面槽槽A開始向內(nèi)圓周表面槽槽B繞制，當(dāng)這兩個(gè)槽繞滿或繞夠預(yù)先設(shè)定的
匝數(shù)后，再從槽A斜繞到內(nèi)圓周表面槽槽D后轉(zhuǎn)到外圓周表面槽槽C。直到把 槽C、 D繞滿后，再從槽C對角斜跨到內(nèi)圓周表面槽槽F。以這樣的方式，可以 依次把所有的槽都繞上線。通過外定子鐵芯每個(gè)槽的繞線匝數(shù)要相等，線的橫 截面積要相等。優(yōu)選的，為了減少線圈內(nèi)阻，可以把多根漆包線或紗包線并行 繞制。
當(dāng)轉(zhuǎn)子相對外定子轉(zhuǎn)動，并且外定子繞組32的輸出端連接負(fù)載時(shí)，繞組中 有電流流過，此時(shí)，根據(jù)通電線圈內(nèi)產(chǎn)生磁場的原理、外定子繞組32會產(chǎn)生磁 場，每個(gè)槽內(nèi)的繞組線圈產(chǎn)生的磁場的磁力線方向或磁極方向可由安培定則判 定。運(yùn)用安培定則把定子鐵芯每個(gè)槽的繞組線圈產(chǎn)生的磁場極性都標(biāo)示出來即 可看出相鄰兩個(gè)槽之間的鐵芯均為相反的兩個(gè)極性。由于它們的極性相反，又 在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)，因此，產(chǎn)生側(cè)磁場可以相互抵消。由于磁場的磁感線并沒有 全部從鐵芯內(nèi)部走?？傆幸徊糠謺目諝庵写┻^而到另一極，與變壓器的漏磁 現(xiàn)象相同，定子鐵芯表面還會顯現(xiàn)較弱的磁場。把通電時(shí)電流形成的磁場看作 是電磁感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場。這些磁場兌現(xiàn)磁感應(yīng)系統(tǒng)做的總功為負(fù)功。感應(yīng) 電流受到的安培力是通過磁場來實(shí)現(xiàn)的，沒有磁場就不會產(chǎn)生力。本發(fā)電機(jī)的 電子線圈感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場可抵消一部分。感應(yīng)電流對電磁感應(yīng)系統(tǒng)做的負(fù) 功也相應(yīng)減小，發(fā)電機(jī)的效率得到提高。
多對勵磁體41可以采用多個(gè)強(qiáng)磁永磁鐵，勵磁體的長度與外定子鐵芯硅鋼 片疊裝厚度相等或稍長。這樣便于把勵磁體固定在轉(zhuǎn)子上，勵磁體的厚度W3 為磁極正對的槽的槽寬度的一半。假設(shè)內(nèi)圓周表面槽的寬度為8毫米，勵磁體 的厚度即為4毫米。
本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
中的高效發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)剖視圖如圖6所示， 包括包括機(jī)殼l，設(shè)置與機(jī)殼內(nèi)的中心軸2，固定于機(jī)殼1的外定子3，與外定 子同軸設(shè)置的，可繞中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子4，以及設(shè)置于轉(zhuǎn)子4與中心軸2之間的， 還包括固定于中心軸的內(nèi)定子5。
其中，參照圖7，轉(zhuǎn)子4包括多組勵磁體41和固定裝置42，多組勵磁體41 沿中心軸2軸對稱設(shè)置，每組勵磁體包括第一勵磁體411和第二勵磁體412，第 一勵磁體和第二勵磁體的設(shè)置于朝向外定子的一側(cè)的磁極具有相反的磁性。例 如，如果第一勵磁體411的朝向外定子的磁極為N極，那么，第二勵磁體朝向 外定子的磁極就為S極。
多組勵磁體41通過固定裝置42固定于中心軸上，固定裝置42包括一對用 以固定勵磁體的圓盤421和將圓盤耦接于中心軸2的連接盤422，圖8示出了圓 盤421的結(jié)構(gòu)，如圖所示，其具有供中心軸通過的中心孔423，以及連接軸流風(fēng) 扇或帶輪的的固定孔424。多組勵磁體41設(shè)置于兩圓盤之間。圓盤需要由不導(dǎo) 磁的材料制成，例如不銹鋼或鋁合金等。
外定子3的結(jié)構(gòu)如圖7所示，包括環(huán)形外定子鐵芯31和外定子繞組32。其 中，外定子鐵芯的結(jié)構(gòu)如圖9所示，參照圖9，延伸于外定子鐵芯31的軸向有 多個(gè)具有相同槽寬和槽深的內(nèi)圓周表面槽311和與內(nèi)圓周表面槽數(shù)量、槽寬相 等的，徑向設(shè)置位置相同的多個(gè)外圓周表面槽312;其中，內(nèi)圓周表面槽31的 槽寬Wl等于第一勵磁體411或第二勵磁體412的寬度W3的兩倍，相鄰內(nèi)槽間 的外定子鐵芯部分的間隔W2大于兩倍的內(nèi)圓周表面槽槽寬Wl，外定子外圓周 表面槽312的槽寬與外定子內(nèi)圓周表面槽的槽寬相等。外定子繞組32連續(xù)的繞
制于外定子鐵芯31的內(nèi)圓周表面槽和外圓周表面槽之上。
內(nèi)定子5的結(jié)構(gòu)如圖7所示，包括環(huán)形的內(nèi)定子鐵芯51和內(nèi)定子繞組52。 其中，圖IO示出了內(nèi)定子鐵芯的結(jié)構(gòu)，參照圖IO，延伸于內(nèi)定子鐵芯51的軸 向有多個(gè)具有相同槽寬和槽深的內(nèi)圓周表面槽511和與內(nèi)圓周表面槽數(shù)量、槽 寬相等的，徑向設(shè)置位置相同的多個(gè)外圓周表面槽512;其中，內(nèi)圓周表面槽 511的槽寬(弧長)W4可以等于第一勵磁體411或第二勵磁體412的寬度W3 的兩倍，相鄰內(nèi)槽間的內(nèi)定子鐵芯部分的弧長W5大于等于兩倍的內(nèi)圓周表面 槽槽寬(弧長)W4，內(nèi)定子外圓周表面槽512的槽寬與內(nèi)定子內(nèi)圓周表面槽的 槽寬相等。內(nèi)定子繞組52連續(xù)的繞制于內(nèi)定子鐵芯51的內(nèi)圓周表面槽和外圓 周表面槽之上。其繞制方式與外定子的繞組繞制方式相同。
作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，外定子鐵芯31內(nèi)圓周表面與51內(nèi)定子鐵芯外 圓周表面的圓周弧長比為三比二。即內(nèi)定子鐵芯外圓周長應(yīng)為外定子鐵芯內(nèi)圓 周長的三分之二，內(nèi)定子鐵芯內(nèi)圓周表面槽(或外圓周表面槽)的個(gè)數(shù)也為外 定子鐵芯的槽的個(gè)數(shù)的三分之二。外定子鐵芯的內(nèi)圓表面槽和內(nèi)定子鐵芯外圓 表面槽的寬度和內(nèi)圓周表面槽與槽之間間隔(弧長)比為一比二。例如，把內(nèi) 圓周表面槽的寬度(弧長)設(shè)為8毫米，那么，內(nèi)圓周表面槽與槽之間的間隔 (弧長)應(yīng)為16毫米。
作為另一種可行的實(shí)施方式，勵磁體的寬度也可以是外定子內(nèi)圓周表面槽 寬的一倍，這樣外定子內(nèi)圓周表面槽的槽間間隔為槽寬的三倍，任意兩勵磁體 在外定子內(nèi)圓面一端的間隔為五倍槽寬，任意兩勵磁體在內(nèi)定子外圓的的一端 的間距分別為交替出現(xiàn)的一倍槽寬和五倍槽寬。
外定子鐵芯的外圓周面與內(nèi)定子鐵芯的內(nèi)圓周面不是勵磁正對面，它們的 槽的寬度弧長與相鄰槽與槽之間的間距弧長就不必按上述比例。
此外，為了得到最佳的發(fā)電效果，同一個(gè)定子鐵芯上的槽的寬度及深度均 要相等。同一個(gè)圓周上的槽與槽之間間隔弧長也應(yīng)相等。
同一個(gè)定子鐵芯，外定子鐵芯或內(nèi)定子鐵芯，內(nèi)圓周表面槽的個(gè)數(shù)與外圓 周表面槽的個(gè)數(shù)要相等。具體個(gè)數(shù)由實(shí)際鐵芯的圓周弧長及設(shè)計(jì)寬度決定。由 于同一個(gè)定子鐵芯內(nèi)圓周表面弧長與外圓周表面弧長總是不相等。實(shí)際運(yùn)用時(shí)， 內(nèi)圓周表面槽的個(gè)數(shù)與外圓周表面槽的個(gè)數(shù)相等。內(nèi)定子鐵芯內(nèi)圓周表面相鄰 槽與槽之間間隔可以制作得很小，但不應(yīng)為零。
勵磁體可以采用多個(gè)強(qiáng)磁永磁鐵，當(dāng)發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)尺寸較大時(shí)，也可采用
繞線式電磁鐵；勵磁體的長度與外定子鐵芯硅鋼片疊裝厚度相等或稍長。這樣 便于把勵磁體固定在轉(zhuǎn)子上，勵磁體寬度為外定子鐵芯內(nèi)圓與內(nèi)定子鐵芯外圓 的磁極對應(yīng)點(diǎn)距離，因?yàn)榇盆F需要轉(zhuǎn)動，所以勵磁體寬度要比他們的直線距離 稍微短一點(diǎn)點(diǎn)。只要勵磁體轉(zhuǎn)動時(shí)，不會與定子相摩擦即可。勵磁體的厚度W2 為磁極正對的槽的槽寬度的一半。假設(shè)外定子內(nèi)圓周表面槽(或內(nèi)定子外圓周 表面槽)的寬度為8毫米，勵磁體的厚度即為4毫米。
當(dāng)內(nèi)定子鐵芯外圓周長等于外定子鐵芯內(nèi)圓周長2/3時(shí)，外定子鐵芯內(nèi)圓周 每間隔四倍槽寬弧長建立一個(gè)磁場。即與一塊磁鐵的一個(gè)磁極正對著，另一個(gè) 磁極對著內(nèi)定子鐵芯外圓周表面。內(nèi)定子鐵芯外圓周磁場間隔有兩種， 一種為 相鄰的磁場的間隔為鐵芯槽寬。另一種為相鄰磁場間隔為鐵芯槽寬四倍。以上 的間隔尺寸取圓弧的長度。并非兩點(diǎn)間的直線長度。
圓盤內(nèi)圓正好比內(nèi)定子鐵芯外圓稍大，轉(zhuǎn)動時(shí)不會摩擦。圓盤外圓正好比
外定子鐵芯內(nèi)圓稍小，轉(zhuǎn)動時(shí)不會摩擦。參照圖4、 8，圓盤上所畫陰影部分為 勵磁體的一條寬邊的排放位置，在圖7中，每對勵磁體呈多個(gè)中心對稱的V字 型放置。陰影上下兩端分別為一塊勵磁體的兩個(gè)磁極，V字型底部兩個(gè)勵磁體 411、 412靠得很近的兩磁極的間距弧長為為一個(gè)槽的槽寬(弧長)。如圖所示。 V字型下端磁極均正對著內(nèi)定子鐵芯外圓弧表面。V字型上端磁極正對著外定 子鐵芯內(nèi)圓周表面。V字型上端的磁極間距為四倍槽間距(弧長)。如圖7中位 置X1所示的弧長，兩相鄰V字型擺放底部磁極的間距為四倍槽寬(弧長)，如 圖中位置X2所示的弧長。上面兩磁極間距仍為四倍槽寬(弧長)。
以上所述磁極正對定子鐵芯的間距是在內(nèi)定子鐵芯外圓表面弧長為外定子 鐵芯的內(nèi)圓周表面弧長的三分之二的情況下才適用。當(dāng)遇到小定子鐵芯外圓周 長不為大定子鐵芯內(nèi)圓周長的三分之二時(shí)，相鄰兩勵磁體磁極正對定子鐵芯的 間距應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整。第一、第二勵磁體不再符合對稱V字?jǐn)[放，無論相鄰的相 鄰兩磁極間的間距如何調(diào)整， 一定要滿足磁鐵轉(zhuǎn)動，定子鐵芯線圈與磁鐵作相 對運(yùn)動時(shí)，線圈切割磁極磁感線，且在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，同一個(gè)定子鐵芯線圈 切割的磁場極性相同，即都為N極磁場或都為S極磁場。只有滿足以上條件， 同一線圈同時(shí)切割多個(gè)磁場磁感線產(chǎn)生的電能才會使其累計(jì)。
優(yōu)選的，外定子鐵芯內(nèi)圓半徑減去內(nèi)定子鐵芯的外圓半徑，差值為60毫米， 內(nèi)定子鐵芯的槽的深度為170毫米至200毫米之間，這樣的鐵芯利用率最高。
如果在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，同一個(gè)定子線圈即有切割N極磁場，又有切割S 極磁場，線圈切割多個(gè)磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向用安培定則判斷出來，結(jié)合鐵
芯線圈的繞線方向?？梢耘袛喑鼍€圈的感應(yīng)電流方向不為同一個(gè)方向。有的電 流方向?yàn)轫槙r(shí)針，有的為逆時(shí)針。同一線圈電流方向相反，產(chǎn)生的電能相互抵 消。向外界提供的電能將大大降低，或根本不能輸出電能。
在安裝內(nèi)、外定子鐵心時(shí)，先把內(nèi)定子鐵芯裝到中心軸上，預(yù)先設(shè)定的位
置，使內(nèi)定子鐵心5與中心軸2連為一體，再把轉(zhuǎn)子4套到內(nèi)定子鐵芯51外圓 周上，轉(zhuǎn)子4通過其固定裝置42借助一對軸承配合于中心軸2上，這樣轉(zhuǎn)子就 可以繞中心軸自由旋轉(zhuǎn)。固定裝置42的其中一個(gè)圓盤安裝軸流風(fēng)扇，另一個(gè)圓 盤安裝皮帶輪。外定子3安裝到機(jī)殼1上。再把裝有內(nèi)定子鐵芯及轉(zhuǎn)子的中心 軸放入外定子鐵芯內(nèi)圓中，讓兩定子鐵芯線圈與轉(zhuǎn)子正對。機(jī)殼1可以由兩個(gè) 有足夠承壓能力的端蓋連接組成，其內(nèi)圓周面可以具有通風(fēng)槽11，以便軸流風(fēng) 扇產(chǎn)生的風(fēng)可以流過，從而為外定子降溫，機(jī)殼的外圓周表面可以設(shè)置鋸齒形 槽12，以便進(jìn)一步散熱。中心軸2,參照圖2、 11與內(nèi)定子相配合的部分也可 以設(shè)置軸向通風(fēng)槽21，這樣，軸流風(fēng)扇產(chǎn)生的風(fēng)也可從該槽流過，進(jìn)而為內(nèi)定 子降溫。
外定子繞組32和內(nèi)定子繞組52的接線端可以從機(jī)殼1引出，作為輸出。 在固定機(jī)殼與中心軸之前，應(yīng)先轉(zhuǎn)動中心軸使內(nèi)定子鐵芯的槽與外定子鐵
芯的部分槽的中點(diǎn)與圓心在一條直線上，如圖所示。這樣可以減小磁阻，增加
穿過線圈繞組的磁通量，增大磁感應(yīng)量。
按照要求把內(nèi)定子、外定子和轉(zhuǎn)子都裝好后。外力經(jīng)皮帶輪驅(qū)動轉(zhuǎn)子繞中
心軸做圓周運(yùn)動。內(nèi)、外定子繞組32由于電子感應(yīng)作用在定子繞組中便感應(yīng)出
電動勢。在同一段時(shí)間，同一個(gè)定子鐵芯繞組感應(yīng)的電流方向用右手定則判定。
各匝線圈感應(yīng)的電流方向相同。電動勢相加。線圈首尾兩端有電位差，能向外 界輸送電能。當(dāng)勵磁轉(zhuǎn)子和定子鐵芯尺寸和繞組匝數(shù)設(shè)計(jì)合理時(shí)，在額定轉(zhuǎn)速 下發(fā)電機(jī)可發(fā)出額定電壓，向外界輸出額定電流。由于本發(fā)電機(jī)的勵磁極對數(shù) 較多，所以發(fā)電的頻率較電網(wǎng)頻率要高。
綜上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即 凡依本發(fā)明申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化及修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明的技 術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1. 一種高效發(fā)電機(jī)包括機(jī)殼、固定于機(jī)殼內(nèi)中心軸、固定于機(jī)殼的外定子、以及與外定子同軸設(shè)置的可繞中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子；其特征在于所述外定子包括環(huán)形外定子鐵芯和外定子繞組，延伸于外定子鐵芯的軸向有多個(gè)具有相同槽寬和槽深的內(nèi)圓周表面槽，外定子繞組連續(xù)的繞制于外定子鐵芯的內(nèi)圓周表面槽和外圓周表面槽之上，在轉(zhuǎn)子上，沿中心軸中心對稱的設(shè)置有多對勵磁體，每對勵磁體的設(shè)置方式為，兩勵磁體朝向內(nèi)圓周表面槽的一側(cè)磁極的極性相反，兩勵磁體之間具有一定的間距，勵磁體具有一定的厚度，以保證當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，其中一個(gè)勵磁體通過一個(gè)內(nèi)圓表面槽，而另一個(gè)不通過任何一個(gè)內(nèi)圓表面槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效發(fā)電機(jī)，其特征在于外定子鐵芯還包括與 內(nèi)圓周表面槽數(shù)量、槽寬相等的，徑向設(shè)置位置相同的多個(gè)外圓周表面
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效發(fā)電機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)子還包括固定裝置， 固定裝置包括一對用以固定勵磁體的圓盤和一對用以將圓盤耦接于中心 軸的連接盤。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效發(fā)電機(jī)，其特征在于圓盤和連接盤由不導(dǎo) 磁的材料制成，如不銹鋼或鋁合金。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效發(fā)電機(jī)，其特征在于還包括設(shè)置于轉(zhuǎn)子與 中心軸之間的，固定于中心軸的內(nèi)定子，內(nèi)定子包括環(huán)形的內(nèi)定子鐵芯 和內(nèi)定子繞組，延伸于內(nèi)定子鐵芯的軸向有多個(gè)具有相同槽寬和槽深的 外圓周表面槽，內(nèi)定子繞組連續(xù)的繞制于內(nèi)定子鐵芯的外圓周表面槽之 上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效發(fā)電機(jī)，其特征在于外定子內(nèi)圓周表面槽 的寬度是一個(gè)勵磁體厚度的兩倍，內(nèi)圓周表面槽間的內(nèi)圓周間距為內(nèi)圓 周表面槽寬的兩倍，任意兩勵磁體在外定子內(nèi)圓面一端的間隔為四倍槽 寬，任意兩勵磁體在內(nèi)定子外圓的的一端的間距分別為交替出現(xiàn)的一倍 槽寬和四倍槽寬。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效發(fā)電機(jī)，其特征在于勵磁體的寬度是外定 子內(nèi)圓周表面槽寬的一倍，這樣外定子內(nèi)圓周表面槽的槽間間隔為槽寬 的三倍，任意兩勵磁體在外定子內(nèi)圓面一端的間隔為五倍槽寬，任意兩 勵磁體在內(nèi)定子外圓的的一端的間距分別為交替出現(xiàn)的一倍槽寬和五倍
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效發(fā)電機(jī)，其特征在于所述內(nèi)定子的外圓周 表面槽槽寬等于外定子內(nèi)圓周表面槽槽寬，內(nèi)定子外圓周表面槽的槽間 距等于外定子內(nèi)圓周表面槽間的內(nèi)圓周表面槽的槽間距。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效發(fā)電機(jī)，其特征在于內(nèi)定子鐵芯還包括與 其外圓周表面槽數(shù)量、槽寬相等的，徑向設(shè)置位置相同的多個(gè)內(nèi)圓周表 面槽。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效發(fā)電機(jī)，其特征在于勵磁體呈多個(gè)中心對 稱的V字型設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效發(fā)電機(jī)，其外定子包括環(huán)形外定子鐵芯和外定子繞組，延伸于外定子鐵芯的軸向有多個(gè)具有相同槽寬和槽深的內(nèi)圓周表面槽，外定子繞組連續(xù)的繞制于外定子鐵芯的內(nèi)圓周表面槽和外圓周表面槽之上，在轉(zhuǎn)子上，沿中心軸中心對稱的設(shè)置有多對勵磁體，每對勵磁體的設(shè)置方式為，兩勵磁體朝向內(nèi)圓周表面槽的一側(cè)磁極的極性相反，兩勵磁體之間具有一定的間距，勵磁體具有一定的厚度，以保證當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，其中一個(gè)勵磁體通過一個(gè)內(nèi)圓表面槽，該內(nèi)圓表面槽內(nèi)的繞組線圈切割勵磁體的磁場，而另一個(gè)勵磁體不通過任何一個(gè)內(nèi)圓表面槽，該勵磁體的磁場不被任何外定子繞組線圈切割。
文檔編號H02K1/16GK101394112SQ20071015212
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月17日
發(fā)明者陳理文 申請人:陳理文