專利名稱：一種借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
發(fā)電機(jī)作為動力源在各行各業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，然而，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)的不足之處在于阻轉(zhuǎn)矩大，發(fā)電效率低，以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或水力發(fā)電機(jī)組為例，當(dāng)來流速度較小時，由于發(fā)電機(jī)阻轉(zhuǎn)矩較大，機(jī)組很難進(jìn)入啟動狀態(tài)，更談不上對外輸出電能，也就是說，這種情況下的風(fēng)能和水能不能有效地轉(zhuǎn)化為電能，從而造成能量的浪費(fèi)。為最大限度地利用風(fēng)能或水能，除了需要優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或水力發(fā)電機(jī)組的葉輪的流體動力學(xué)外形以提高其能量吸收效率外，還必須盡可能地降低發(fā)電機(jī)的阻轉(zhuǎn)矩，同提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率?，F(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)受其定子線圈繞組的繞線方式的限制，啟動時所需的力矩較大，這顯然不能滿足上述要求，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)的上述缺點(diǎn)也限制了其應(yīng)用范圍，因而亟需對現(xiàn)有發(fā)電機(jī)的繞線方式進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明旨在提供一種借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)可以有效克服現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)阻轉(zhuǎn)矩大、發(fā)電效率低的缺點(diǎn)，通過借助于一種新穎的發(fā)電機(jī)定子線圈繞組的抽頭方式，有效地提高了發(fā)電機(jī)的效率，極大地降低了發(fā)電機(jī)的能耗。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有若干個線圈槽，線圈槽中嵌有A相、B相、C相三相線圈繞組，其特征在于，每相線圈繞組由至少四匝頭尾相連的單匝線圈組成，每個單匝線圈設(shè)有頭部抽頭、中間抽頭和尾部抽頭，頭部抽頭設(shè)置在單匝線圈的起始位置，中間抽頭設(shè)置在單匝線圈的中間位置，尾部抽頭設(shè)置在單匝線圈的結(jié)束位置；A相線圈繞組的第1單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第1、4線圈槽上，第2單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第9、12線圈槽上，第3單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第14、17線圈槽上，第 4單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第19、22線圈槽；B相線圈繞組的第1單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第2、5線圈槽上，第2單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第7、10線圈槽上，第3單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第15、18線圈槽上，第 4單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第20、23線圈槽上；C相線圈繞組的第1單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第3、6線圈槽上，第2單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第8、11線圈槽上，第3單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第13、16線圈槽上，第 4單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第21、M線圈槽上。通過以上技術(shù)方案，本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)發(fā)電機(jī)的繞組方式進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)的具體方式是通過對繞組進(jìn)行單匝線圈進(jìn)行頭、中、尾抽頭的方式同時結(jié)合對各相線圈繞組的
4跨繞方式進(jìn)行改進(jìn)，從而達(dá)到了最大程度地減小電機(jī)阻轉(zhuǎn)矩的目的，進(jìn)行極大地提高了發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率，降低了能耗。優(yōu)選地，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有30個線圈槽，A相線圈繞組的第5單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第25、觀線圈槽上，B相線圈繞組的第5單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第26J9線圈槽上，C相線圈繞組的第5單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第27、30線圈槽上。優(yōu)選地，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有36個線圈槽，A相線圈繞組的第5至6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第25J8線圈槽，第31、34線圈槽上；B相線圈繞組的第5至 6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第沈、四線圈槽，第32、35線圈槽上；C相線圈繞組的第 5至6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第27、30線圈槽，第33、36線圈槽上。優(yōu)選地，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有42個線圈槽，A相線圈繞組的第5至7單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第25J8線圈槽，第31、34線圈槽，第37、40線圈槽上；B相線圈繞組的第5至7單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第沈、四線圈槽，第32、35線圈槽，第 38,41線圈槽上；C相線圈繞組的第5至7單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第27、30線圈槽，第33、36線圈槽，第39、42線圈槽上。以上三個優(yōu)選實(shí)施例中介紹了當(dāng)定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有30、36、42個線圈槽時，按照本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行繞組布置時，各相繞組中線圈的跨繞方式，需要指出的是，按照上述方式進(jìn)行線圈的跨繞時，每匝線圈的抽頭方式不變，即每匝線圈的頭、中、尾位置需要進(jìn)行3次抽頭。優(yōu)選地，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有39個線圈槽，A相線圈繞組的第5至7單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第25J8線圈槽，第31、34線圈槽，第37、39線圈槽上；B相線圈繞組的第5至6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第沈、四線圈槽，第32、35線圈槽上；C 相線圈繞組的第5至6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第27、30線圈槽，第33、36線圈槽上。本實(shí)施例所列舉的情況是當(dāng)定子鐵芯的線圈槽數(shù)不是6的倍數(shù)時，比如發(fā)電機(jī)領(lǐng)域中所常見的39槽定子鐵芯，按照本發(fā)明的精神所進(jìn)行的線圈繞組的布置方式。優(yōu)選地，定子鐵芯沿圓周方向均勻的線圈槽的槽數(shù)不少于對槽，且是6的整數(shù)倍。優(yōu)選地，每相線圈繞組各自通過橋式整流電路將交流電整合為直流電。優(yōu)選地，為進(jìn)一步降低發(fā)電機(jī)的阻轉(zhuǎn)矩、提高發(fā)電效率，轉(zhuǎn)子材料采用高磁永磁體材料，例如轉(zhuǎn)子材料可采用高磁銣鐵硼材料。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)發(fā)電機(jī)的繞組方式進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)的具體方式是通過對繞組進(jìn)行單匝線圈進(jìn)行頭、中、尾抽頭的方式同時結(jié)合對各相線圈繞組的跨繞方式進(jìn)行改進(jìn)，從而達(dá)到了最大程度地減小電機(jī)阻轉(zhuǎn)矩的目的，進(jìn)行極大地提高了發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率，降低了能耗。


圖1為具有39個線圈槽的定子鐵芯示意圖。圖2為A、B、C相線圈繞組的繞線及抽頭示意圖。圖中1 39表示第1 39線圈槽。圖2中粗實(shí)線表示A、B、C相線圈繞組單匝線圈，細(xì)實(shí)線表示單匝線圈與單匝線圈之間的跨接線、以及抽頭線；An°表示A相線圈繞組第η匝線圈的頭部抽頭、Αηφ表示第η匝線圈的中間抽頭、An表示第η匝線圈的尾部抽頭表示B相線圈繞組第η匝線圈的頭部抽頭、Βηφ表示第η匝線圈的中間抽頭、民表示第η匝線圈的尾部抽頭；Cn°表示B相線圈繞組第η匝線圈的頭部抽頭、Cnt表示第η匝線圈的中間抽頭、Cn表示第η匝線圈的尾部抽頭。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1示出了一個現(xiàn)有技術(shù)中額定功率為500W、定子鐵芯為39個線圈槽的發(fā)電機(jī)鐵芯，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案對上述發(fā)電機(jī)的線圈繞組進(jìn)改進(jìn)，所設(shè)計(jì)的一種定子鐵芯為39個線圈槽時的三相線圈繞組方式的發(fā)電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，線圈槽中嵌有 A相、B相、C相三相線圈繞組，每相線圈繞組由若干匝頭尾相連的單匝線圈組成，每個單匝線圈設(shè)有頭部抽頭、中間抽頭和尾部抽頭，頭部抽頭設(shè)置在單匝線圈的起始位置，中間抽頭設(shè)置在單匝線圈的中間位置，尾部抽頭設(shè)置在單匝線圈的結(jié)束位置；A相線圈繞組的第1單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第1、4線圈槽上，第2單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第9、12線圈槽上，第3單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第14、17線圈槽上，第4至7單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第19、22線圈槽，第25J8線圈槽，第31、34線圈槽，第37、39線圈槽上；B相線圈繞組的第1單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第2、5線圈槽上，第2單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第 7、10線圈槽上，第3單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第15、18線圈槽上，第4至6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第20、23線圈槽，第沈、四線圈槽，第32、35線圈槽上；C相線圈繞組的第1單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第3、6線圈槽上，第2單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第8、11 線圈槽上，第3單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第13、16線圈槽上，第4至6單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第21、24線圈槽，第27、30線圈槽，第33、36線圈槽上。實(shí)際使用時，可以對Α、Β、 C三相線圈繞組的分別使用橋式整流電路進(jìn)行交流變直流的整流。下面對上述39槽發(fā)電機(jī)在改進(jìn)前后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，在進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)時，改進(jìn)前后的發(fā)電機(jī)都使用60V電瓶驅(qū)動直流電動機(jī)，然后用電動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不改進(jìn)繞組前，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)的輸出電流20Α，電壓36V ；而此時電瓶的供電電流為55Α，電壓60V。使用本發(fā)明的技術(shù)方案改進(jìn)繞組后，本發(fā)明的發(fā)電機(jī)A相繞組輸出電流12Α，電壓 12V ；B相繞組輸出電流35Α，電壓MV ；C相繞組輸出電流37Α，電壓12V ；而此時電瓶的供電電流為43Α,電壓60V。從上面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比中可以明顯地看出，使用本發(fā)明的技術(shù)方案對現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行改進(jìn)后，發(fā)電機(jī)的性能得到了明顯的提升。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有若干個線圈槽，線圈槽中嵌有A相、B相、C相三相線圈繞組，其特征在于，每相線圈繞組由至少四匝頭尾相連的單匝線圈組成，每個單匝線圈設(shè)有頭部抽頭、中間抽頭和尾部抽頭，頭部抽頭設(shè)置在單匝線圈的起始位置，中間抽頭設(shè)置在單匝線圈的中間位置，尾部抽頭設(shè)置在單匝線圈的結(jié)束位置；A相線圈繞組的第1單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第1、4線圈槽上，第2單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第9、12線圈槽上，第3單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第14、17線圈槽上，第4單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第19、22線圈槽；B相線圈繞組的第1單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第2、5線圈槽上，第2單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第7、10線圈槽上，第3單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第15、18線圈槽上，第4單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第20、23線圈槽上；C相線圈繞組的第1單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第3、6線圈槽上，第2單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第8、11線圈槽上，第3單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第13、16線圈槽上，第4單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第21、M線圈槽上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，其特征在于，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有30個線圈槽，A相線圈繞組的第5單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第25、 28線圈槽上，B相線圈繞組的第5單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第沈、29線圈槽上，C相線圈繞組的第5單匝線圈跨繞在定子鐵芯的第27、30線圈槽上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，其特征在于，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有36個線圈槽，A相線圈繞組的第5至6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第25J8線圈槽，第31、34線圈槽上；B相線圈繞組的第5至6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第沈、四線圈槽，第32、35線圈槽上；C相線圈繞組的第5至6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第27、30線圈槽，第33、36線圈槽上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，其特征在于，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有42個線圈槽，A相線圈繞組的第5至7單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第25J8線圈槽，第31、34線圈槽，第37、40線圈槽上；B相線圈繞組的第5至7單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第沈、四線圈槽，第32、35線圈槽，第38、41線圈槽上；C相線圈繞組的第5至7單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第27、30線圈槽，第33、36線圈槽，第39、 42線圈槽上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，其特征在于，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有39個線圈槽，A相線圈繞組的第5至7單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第25J8線圈槽，第31、34線圈槽，第37、39線圈槽上；B相線圈繞組的第5至6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第沈、四線圈槽，第32、35線圈槽上；C相線圈繞組的第5至6單匝線圈依次跨繞在定子鐵芯的第27、30線圈槽，第33、36線圈槽上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，其特征在于，定子鐵芯沿圓周方向均勻的線圈槽的槽數(shù)不少于M槽，且是6的整數(shù)倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，其特征在于，每相線圈繞組各自通過橋式整流電路將交流電整合為直流電。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，其特征在于，轉(zhuǎn)子材料可采用高磁銣鐵硼材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種借助于線圈抽頭的高效能發(fā)電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，定子鐵芯沿圓周方向均勻分布有若干個線圈槽，線圈槽中嵌有三相線圈繞組，每相線圈繞組由至少四匝頭尾相連的單匝線圈組成，每匝線圈設(shè)有頭、中、尾部抽頭；A相線圈繞組的第1至4匝線圈依次跨繞在第1、4線圈槽，第9、12線圈槽，第14、17線圈槽，第19、22線圈槽上；B相線圈繞組的第11至4匝線圈依次跨繞在第2、5線圈槽，第7、10線圈槽，第15、18線圈槽，第20、23線圈槽上；C相線圈繞組的第1至4匝線圈依次跨繞在第3、6線圈槽，第8、11線圈槽，第13、16線圈槽，第21、24線圈槽上。本發(fā)明的發(fā)電機(jī)具有阻轉(zhuǎn)矩小、發(fā)電效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02K3/28GK102437667SQ20121000198
公開日2012年5月2日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者張德明, 梁春俊 申請人:張德明