專利名稱：永磁直流有刷發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機，是一種永磁直流有刷發(fā)電^L。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，隨著人們對節(jié)能減排，節(jié)約地球資源的認(rèn)識和呼聲越來越高, 由此，也越來越重視對風(fēng)能的利用。在各級政府的支持下，經(jīng)技術(shù)人員堅 持不懈的努力，風(fēng)能發(fā)電技術(shù)得到了長足的發(fā)展與進步。眾所周知，現(xiàn)有 技術(shù)中加工永磁材料廣泛釆用定向充磁法，排列在發(fā)電機殼體上的永磁體
每塊制成呈瓦形結(jié)構(gòu)，瓦形永磁體的內(nèi)表面呈平滑狀的圓弧面，這樣的瓦 形平滑狀永磁體與嵌有相應(yīng)繞組線圈的鐵芯相組合，其磁勢阻力較大，則 發(fā)電機的初始啟動扭矩就大，發(fā)電機在1級-2級風(fēng)力條件下就轉(zhuǎn)動不起 來。在實際工作中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電廠(站)在3級-4級風(fēng)力時有高 達60%的發(fā)電機停轉(zhuǎn)不發(fā)電，導(dǎo)致全年的風(fēng)能發(fā)電利用率不到300個小 時，造成了高額的風(fēng)能電價。本發(fā)明人根據(jù)對永磁體磁性能新用途的研究 發(fā)現(xiàn)，根據(jù)發(fā)電機的特點對永磁體的結(jié)構(gòu)及排列方式作出新的設(shè)計，是解 決低風(fēng)速條件下發(fā)電機運轉(zhuǎn)問題的主要途徑之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種永磁直流有刷發(fā)電機，使其在一、二級風(fēng)力 作用下也能驅(qū)動發(fā)電，以提高風(fēng)能的有效發(fā)電時間值和降低產(chǎn)出電價比。
本發(fā)明的另 一 目的是使發(fā)電機的重要部件-換向器能實現(xiàn)方便地維護 保養(yǎng)或調(diào)換，以提高發(fā)電機的使用壽命。
實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是，把組合排列在發(fā)電機殼體上的 瓦形永磁體設(shè)置成波浪形永磁磁場結(jié)構(gòu)，以減小磁阻力面積，達到減小初 始輸入扭矩的目的。本發(fā)明的具體方案是，包括有一發(fā)電機殼體、主甜、 嵌有繞組的鐵芯、電刷、換向器及設(shè)置在發(fā)電機機殼內(nèi)圓周上的永磁體。 所說嵌有繞組線圈的鐵芯固裝在主軸上，繞組線圈的線頭固接在換向器 上，換向器固安在主軸的一端頭上，換向器的外圓周面與電刷嚙合。設(shè)置 在發(fā)電機殼體內(nèi)圓周面上的永磁體呈多組、多塊同極組合排列，每塊永磁 體呈瓦形體，在同一位置的端面上每組的多塊永磁呈同極組合，多組永磁
體以N.S極間隔排列；固裝在發(fā)電機主軸上的鐵芯的外周緣上，按軸向 開有與永磁體匹配和與換向器嚙合的電刷軸線相重合匹配的多道嵌線槽、 其內(nèi)以永磁體匹配的循環(huán)繞組線圏。如此所說的本發(fā)明的永磁體設(shè)計成瓦 形體結(jié)構(gòu)，其永久磁能的磁分布為半環(huán)形弧形線兩端呈具有高強磁場點 和弱磁場區(qū)間，使其永磁體的形成波浪式的齒磁波場型來減小永磁能對鐵 芯的壓阻力，當(dāng)繞組線圈鐵芯在外力驅(qū)動下由電刷導(dǎo)電時產(chǎn)生電樞電磁 勢，此時的永磁體的強磁場點就會對鐵芯起到吸力作用與排拆作用，使其 初始輸入轉(zhuǎn)矩減小，從而能迅速迅速旋轉(zhuǎn)發(fā)電。本發(fā)明中的換向器是分成由線腳部和磨擦接觸部組成的兩段式結(jié)構(gòu)， 與電刷緊密接合的磨擦接觸部呈可拆式結(jié)構(gòu)。換向器的線腳部包含一可固 定在發(fā)電機主軸上的軸座和多根嵌置在該軸座上的勾爪型接線腳，磨擦接 觸部包含一可固定在軸座上的連接環(huán)和多根嵌置在該連接環(huán)上的直片型 接線腳,每一直片型接線腳可緊密地插嵌入與之相對應(yīng)的勾爪型接線腳的 嵌槽中.由此結(jié)構(gòu)見，本發(fā)明中的換向器，其與電刷緊密接觸的磨擦接觸 部-連接環(huán)可以拆下來更換。本發(fā)明中，與換向器外圓周面緊密接合的電 刷可以有一組、二組、三組等多組。
本發(fā)明可以根據(jù)不同輸入轉(zhuǎn)速的需要和發(fā)電電壓與發(fā)電量的需要與 電刷軸線相重合需要,來設(shè)計設(shè)置在發(fā)電機殼體內(nèi)圓周面上的永磁體與永 磁體的磁能級強度和設(shè)置的嵌線槽數(shù)。本發(fā)明中，排列在電機殼體內(nèi)周面 上的多組永磁體可以有二組、四組、六組、八組，每組永磁體可以有二、 三、四或六塊瓦形永磁體組成。
如上所述，由于本發(fā)明配置排列的永磁體和嵌線槽繞組線圏與電刷軸
線相重合的新匹配設(shè)計，本發(fā)明具有如下所述主要優(yōu)點本發(fā)明中的磁場 結(jié)構(gòu)存在"連續(xù)的"高強磁場點和弱磁場區(qū)間，當(dāng)繞組線圈鐵芯在外力驅(qū) 動下由電刷導(dǎo)電時產(chǎn)生電樞電磁勢,此時的永磁體的強磁場點就會對鐵芯 起到吸力作用與排拆作用，使得本發(fā)明的初始扭矩小，只需能轉(zhuǎn)動就能發(fā) 電，使得本發(fā)明發(fā)電性能特性硬，電壓、電流隨轉(zhuǎn)速提高而一路升值。此 '外，本發(fā)明功率大小按應(yīng)用需要可以任意設(shè)計設(shè)定，并且在發(fā)電時超出額 定功率值時不會發(fā)熱。而且，由于本發(fā)明中的換向器設(shè)計成二段式結(jié)構(gòu)，則當(dāng)與電刷緊密接合的換向器磨擦接觸部因磨損而影響影響時，可以方便 地拆下來更換，方便了發(fā)電機的保養(yǎng)維護，提高發(fā)電機的整體壽命。


圖1為本發(fā)明一個實施例的正向剖視示意圖。
圖2為圖1的B-B截面示意圖。 圖3為圖1的A-A截面示意圖。
圖4為本發(fā)明中瓦形永磁體的一種結(jié)構(gòu)形式。 圖5為本發(fā)明中瓦形永磁體的另一種結(jié)構(gòu)形式。 圖6為本發(fā)明中換向器實施例的正向剖視示意圖
具體實施例方式
本發(fā)明的一個較佳實施例如附圖所示。以下結(jié)合附圖所示實施例對本 發(fā)明作具體說明
由圖1見，本實施例包括有一發(fā)電機殼體3、主軸l、嵌有繞組線圈 6的鐵芯4、電刷8、換向器9及設(shè)置在發(fā)電機殼體內(nèi)週周上的永磁體5。 鐵芯4固裝在主軸1上，繞組線圏6的線頭固接在換向器9上，換向器9 的外圓周面與電刷8緊密接合。本發(fā)明由多塊呈瓦形體的永磁體5排列布 置在發(fā)電機殼體3的內(nèi)圓周面上。由圖2見，本實施例中設(shè)置在發(fā)電機殼 體3內(nèi)圓周面上的永磁體5有四組(在其它實施例中可以是二組、六組或 八組)，每組有二塊瓦形永磁體，每塊瓦形永磁體其內(nèi)凹面呈二側(cè)凸起如圖4或圖5所示的方波形13或鋸齒形14波浪形結(jié)構(gòu)。在同一位置的端面 上每組的二塊永磁體呈同極組合，四組永磁體以N.S極間隔排列。
由圖3見，換向器9固裝在主軸1的端頭上，換向器9的外圓周面與 電刷8緊密接合。本實施例中設(shè)有二組(對稱二支電刷構(gòu)成一組)電刷8， 每支電刷均通過導(dǎo)線與接線柱12相連接。本實施例中，每支電刷8均以 一盤簧11頂緊在換向器9的外圓周面上。圖中7為發(fā)電機的后端蓋。請 同時參閱圖6，由圖6見，本實施例中的換向器呈由線腳部15和磨擦接 觸部18組成的兩段式結(jié)構(gòu)，線腳部15包含一軸座19和多根嵌置在該軸 座19上的勾爪型接線腳16,磨擦接觸部18包含一用以鑲接在軸座19上 的連接環(huán)18和多根嵌置在該連接環(huán)18上的直片型接線腳17，每一直片 型接線腳18緊密地插嵌入與之相對應(yīng)的勾爪型接線腳16的嵌槽中。電刷 8緊密地接合在磨擦接觸部18外圓周上。
權(quán)利要求
1，一種永磁直流有刷發(fā)電機，包括有一發(fā)電機殼體、主軸、嵌有繞組線圈的鐵芯、電刷、換向器及設(shè)置在發(fā)電機殼體內(nèi)圓周上的永磁體；鐵芯固裝在主軸上，繞組線圈的線頭固接在換向器上，換向器的外圓周面與電刷緊密接合，其特征在于設(shè)置在發(fā)電機殼體內(nèi)圓周面上的永磁體呈多組、多塊同極組合排列，每塊永磁體呈瓦形體，其內(nèi)凹面呈二側(cè)凸起的波浪形結(jié)構(gòu)；在同一位置的端面上每組的多塊永磁體呈同極組合，多組永磁體以N.S極間隔排列；所說換向器分成由線腳部和磨擦接觸部組成的兩段式結(jié)構(gòu)，與電刷緊密接合的磨擦接觸部呈可拆式結(jié)構(gòu)。
2，根據(jù)權(quán)利要求l所述永磁直流有刷發(fā)電機，其特征在于棑列在電機殼體內(nèi)周面上的多組永磁體可以有二組、四組、六組或八組， 每組永磁體可以有二、三、四或六塊瓦形永磁體組成。
3，根據(jù)權(quán)利要求1或.2所述永磁直流有刷發(fā)電機，其特征在于所說瓦形體永磁體內(nèi)凹面呈二側(cè)凸起的方波形、鋸齒形結(jié)構(gòu)。
4,根據(jù)權(quán)利要求1或2所述永磁直流有刷發(fā)電機，其特征在于 換向器的線腳部包含一軸座和多根嵌置其上的勾爪型接線腳，磨擦接 觸部包含一連接環(huán)和多根嵌置其上的直片型接線腳，每一直片型接線腳可緊密地插嵌入與之相對應(yīng)的勾爪型接線腳的嵌槽中。
5,根據(jù)權(quán)利要求4所述永磁直流有刷發(fā)電機，其特征在于與換向器外圓周面緊密接合的電刷可以有一組、二組、三組等多組。
全文摘要
本發(fā)明是一種永磁直流有刷發(fā)電機，主要特點是設(shè)置在發(fā)電機殼體內(nèi)圓周面上的永磁體呈多組、多塊同極組合排列，每塊永磁體呈瓦形體，其內(nèi)凹面呈二側(cè)凸起的波浪形結(jié)構(gòu)；在同一位置的端面上每組的多塊永磁體呈同極組合，多組永磁體以N.S極間隔排列；所說換向器分成由線腳部和磨擦接觸部組成的兩段式可拆卸結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的初始扭矩小，只需能轉(zhuǎn)動就能發(fā)電，換向器的保養(yǎng)維護或更換方便，能提高發(fā)電機的整體壽命。
文檔編號H02K23/02GK101557152SQ20091005162
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者楊永明 申請人:鹽城合能機電科技發(fā)展有限公司