專利名稱：高效率發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種包括具有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子(rotor)、以及具有定子線圈(stator coil)的定子(stator)的高效率發(fā)電機,具體而言涉及定子的構(gòu)造的改進。
背景技術(shù)：
先前以來，已知一種具有固定于輸入軸的轉(zhuǎn)子、以及相對于該轉(zhuǎn)子隔開間隔而配置的定子的發(fā)電機。在發(fā)電機為采用永久磁鐵的永久磁鐵型的發(fā)電機的情況下，轉(zhuǎn)子具有以N極與S極交替排列的方式等間隔地配置于該轉(zhuǎn)子的圓周方向的永久磁鐵。另一方面，定子具有T型齒(teeth)、以及定子線圈，該T型齒以與轉(zhuǎn)子的永久磁鐵相對向的方式突出而形成，該定子線圈卷繞于該T型齒。在這樣構(gòu)成的發(fā)電機中，通過作用在以轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與定子線圈之間的電磁感應(yīng)作用，在定子線圈上誘發(fā)電壓而產(chǎn)生電流流動，從而進行發(fā)電。通過發(fā)電機發(fā)電的電力為3相交流的情況下，通常，定子線圈的數(shù)量為3m (m為正整數(shù))個，且定子線圈以例如u、v、w相的順序排列的方式等間隔地配置于圓周方向。并且，定子線圈配置成取出在各相產(chǎn)生的電動勢大小相同、且分別具有120°相位差的3相交流，即對稱3相交流的電力。以下，將如前述以等間隔地配置于圓周方向，從而降低對于向圓周方向移動的永久磁鐵的反作用，即反向轉(zhuǎn)矩(counter torque)的差量的定子線圈的配置構(gòu)造，簡稱為定子線圈的均等負載配置構(gòu)造。接著，以下，將能夠發(fā)電對稱3相交流的電力的定子線圈的配置構(gòu)造，簡稱為定子線圈的均等相位配置構(gòu)造。在下述專利文獻I中，記載一種具有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機，該轉(zhuǎn)子構(gòu)成為在圓周方向上以等間隔形成多個向軸向延伸的孔，并將永久磁鐵分別配置于這些孔內(nèi)。此外，在下述專利文獻2中，公開一種3相交流發(fā)電機，該3相交流發(fā)電機具有在內(nèi)周配置有永久磁鐵的圓筒狀的轉(zhuǎn)子、以及在該轉(zhuǎn)子的內(nèi)周隔開間隔設(shè)置的定子。定子具有T型齒、以及定子線圈，該T型齒以向徑向外側(cè)突出的方式設(shè)置，該定子線圈卷繞于該T型齒。在該發(fā)電機中，通過由轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的永久磁鐵與定子線圈的電磁感應(yīng)作用而進行發(fā)電。此外，在下述專利文獻3中，記載一種永久磁鐵式的交流發(fā)電機，該永久磁鐵式的交流發(fā)電機具有沿圓周方向在圓筒狀的內(nèi)周面上配置有永久磁鐵的外轉(zhuǎn)子(Outerrotor)、以及內(nèi)裝于該轉(zhuǎn)子并且在突出于圓周方向而設(shè)置的T型齒上卷繞有定子線圈的定子。(現(xiàn)有技術(shù)文獻)(專利文獻)專利文獻1:日本特開2000-228838號公報專利文獻2 :日本特開2004-166381號公報專利文獻3 :日本特開2009-148020號公報
實用新型內(nèi)容(實用新型要解決的問題)如上所述，在現(xiàn)有的3相交流發(fā)電機中，定子線圈為均等負載配置構(gòu)造及均等相位配置構(gòu)造。以這樣的構(gòu)成，通過使轉(zhuǎn)子在1600、2000、3500或者4000rpm等的高速旋轉(zhuǎn)域中旋轉(zhuǎn)，發(fā)電對稱3相交流的電力，能夠滿足發(fā)電機的輸出規(guī)格特性。然而，當(dāng)在如上所述的高速旋轉(zhuǎn)域中使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，當(dāng)然由于發(fā)熱增大，因此有使發(fā)電機損傷、或者減短壽命的可能性。因此，可想到通過僅使定子線圈數(shù)增加，并且使轉(zhuǎn)子在IOOOrpm以下等的低速旋轉(zhuǎn)域中旋轉(zhuǎn)，以抑制如上所述的發(fā)熱。然而，在現(xiàn)有的3相交流發(fā)電機的構(gòu)成中，由于定子線圈的磁阻過大，并且相對于各永久磁鐵的反向轉(zhuǎn)矩在各相均等地加算而增加，因此存在轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)，或者轉(zhuǎn)子無法獲得預(yù)期的轉(zhuǎn)速，結(jié)果無法獲得預(yù)期的輸出的問題。本實用新型的目的在于提供一種能夠以簡單的構(gòu)造實現(xiàn)高輸出化同時實現(xiàn)小型化與節(jié)省材料的高效率發(fā)電機。(解決技術(shù)問題的技術(shù)方案)本實用新型的高效率發(fā)電機的特征在于包括轉(zhuǎn)子，固定于輸入軸，在圓周方向上具有多個永久磁鐵；定子，相對于轉(zhuǎn)子以規(guī)定的間隔相對，具有卷繞于在該相對的方向突出的T型齒上的定子線圈；定子線圈構(gòu)成為不均等相位配置。并且，優(yōu)選的是，所述T型齒等間隔地設(shè)置于定子的圓周方向，卷繞于各T型齒上的定子線圈以各相之間的相位差為不均等的方式分別與輸出側(cè)接線。并且，優(yōu)選的是，所述T型齒等間隔地設(shè)置于定子的圓周方向，卷繞于T型齒上的定子線圈的數(shù)量少于T型齒的數(shù)量，這些定子線圈以各相之間的相位差為不均等的方式分別與輸出側(cè)接線。并且，優(yōu)選的是，高效率發(fā)電機構(gòu)成為包括轉(zhuǎn)子，固定于輸入軸，在圓周方向上具有多個永久磁鐵；定子，相對于轉(zhuǎn)子以規(guī)定的間隔相對，具有分別卷繞于在該相對的方向突出的多個T型齒上的定子線圈；定子線圈構(gòu)成為不均等負載配置。并且，優(yōu)選的是，所述定子線圈配置成在定子的圓周方向上偏置。并且，優(yōu)選的是，繞在某個T型齒上的定子線圈的線徑與繞在其他T型齒上的定子線圈的線徑不同。并且，優(yōu)選的是，繞在某個T型齒上的定子線圈的線圈數(shù)與繞在其他T型齒上的定子線圈的線圈數(shù)不同。并且，優(yōu)選的是，某個永久磁鐵的磁力與其他永久磁鐵的磁力不同。并且，優(yōu)選的是，高效率發(fā)電機構(gòu)成為包括轉(zhuǎn)子，固定于輸入軸，在圓周方向上具有多個永久磁鐵；定子，相對于轉(zhuǎn)子以規(guī)定的間隔相對，具有在該相對的方向突出的T型齒；τ型齒等間隔地設(shè)置于定子的圓周方向；卷繞于T型齒的定子線圈被構(gòu)成為，其數(shù)量少于T型齒的數(shù)量，并且為不均等相位配置。并且，優(yōu)選的是，所述定子線圈對于鄰接的多個T型齒卷繞。并且，優(yōu)選的是，這些定子線圈以各相之間的相位差為不均等的方式分別與輸出側(cè)接線。[0031](實用新型的效果)根據(jù)本實用新型的高效率發(fā)電機，能夠以簡單的構(gòu)造實現(xiàn)高輸出化、并且實現(xiàn)小型化與節(jié)省材料。

圖1為顯示本實用新型實施方式的高效率發(fā)電機的定子的構(gòu)成的圖。圖2為顯示與圖1的定子相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的圖。圖3為顯示輸出電路的圖。圖4為顯示另ー實施方式的高效率發(fā)電機的定子的構(gòu)成的圖。圖5為顯示另ー實施方式的高效率發(fā)電機的定子的構(gòu)成的圖。圖6為顯示與圖5的定子相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的圖。圖7為顯示另ー實施方式的高效率發(fā)電機的定子的構(gòu)成的圖。圖8為顯示另ー實施方式的高效率發(fā)電機的定子線圈的配置的圖。圖9為顯示另ー實施方式的高效率發(fā)電機的定子線圈的配置的圖。圖10為顯示另一方式的輸出電路的圖。圖11為顯示另一方式的輸出電路的圖。圖12為顯示另ー實施方式的高效率發(fā)電機的定子線圈的配置的圖。圖13為顯示另ー實施方式的高效率發(fā)電機的定子線圈的配置的圖。圖14為顯示對應(yīng)于圖1的定子的另一方式的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的圖。圖15為顯示對應(yīng)于圖1的定子的另一方式的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的圖。符號說明10、30、32、38 高效率發(fā)電機12、34 轉(zhuǎn)子14、36、40 定子16 輸入軸18 永久磁鐵20 磁軛22 T 型齒24 線槽26 定子線圈28 整流器。
具體實施方式
以下，參照附圖說明本實用新型的高效率發(fā)電機的實施方式。圖1為顯示本實施方式的高效率發(fā)電機的定子的構(gòu)成的圖。圖2為顯示與圖1的定子相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的圖。本實施方式的高效率發(fā)電機(以下簡稱“發(fā)電機”)10為3相交流發(fā)電機。發(fā)電機10具有轉(zhuǎn)子12、以及定子14。轉(zhuǎn)子12以可旋轉(zhuǎn)的方式隔開間隔地配置于定子14的內(nèi)周。轉(zhuǎn)子12為與輸入軸16同心的圓筒狀的磁性體，例如向軸向?qū)盈B電磁鋼板而構(gòu)成。轉(zhuǎn)子12固定成能夠與輸入軸16同步旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，在轉(zhuǎn)子12中向圓周方向配置16個永久磁鐵18。具體而言，永久磁鐵18以N極與S極交替排列的方式等間隔地配置16個于轉(zhuǎn)子12的圓周方向。另外，永久磁鐵18的數(shù)量為一例，永久磁鐵18的數(shù)量可設(shè)為2n(n為正整數(shù))個。另外，在本實施方式中，各永久磁鐵18沿著軸向而分別配置于轉(zhuǎn)子12的外周面。但是，并不限定于該構(gòu)成，各永久磁鐵18也可以分別埋設(shè)在向軸向延伸而形成于轉(zhuǎn)子12的孔內(nèi)。此外，在本實施方式中，雖然對轉(zhuǎn)子12層疊電磁鋼板而構(gòu)成的情形進行說明，但是并不限定于該構(gòu)成，轉(zhuǎn)子12也可為由鐵粉芯所成形。定子14與轉(zhuǎn)子12的周圍隔開微小間隙而配置。定子14為與輸入軸16同心的圓筒形狀的磁性體，例如向軸向?qū)盈B電磁鋼板而形成。具體而言，定子14以沖床(press)沖裁薄板狀的電磁鋼板，而向軸向?qū)盈B規(guī)定張數(shù)的沖裁后的電磁鋼板，再施以加壓斂縫(caulking)等處理結(jié)合層疊的多張電磁鋼板所成形。另外，在本實施方式中，雖然對定子14層疊電磁鋼板而構(gòu)成的情形進行說明，但是并不限定于該構(gòu)成，定子14也可為由鐵粉芯所成形。定子14具有環(huán)狀的磁軛(yoke)20、以及T型齒22，該T型齒22從該磁軛20的內(nèi)周朝向徑向內(nèi)側(cè)突出，并且隔開規(guī)定的間隔而配置于圓周方向。如圖1所示，本實施方式的T型齒22配置24個于圓周方向。另外，T型齒22的數(shù)量為一例。在相互鄰接的T型齒22之間，形成作為槽狀空間的線槽(slot) 24。通過將導(dǎo)線一邊通過線槽24 —邊纏繞于T型齒22，從而形成定子線圈26 (如圖3所示)。在這樣構(gòu)成的發(fā)電機10中，通過作用在以轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與定子線圈26之間的電磁感應(yīng)作用，在定子線圈26上誘發(fā)電壓而產(chǎn)生電流流動，從而進行發(fā)電。本實施方式的發(fā)電機10的特征為，定子線圈26構(gòu)成為不均等相位配置。不均等相位配置指的是如發(fā)電為非對稱3相交流的電力的定子線圈26的配置，為與現(xiàn)有技術(shù)所述的均等相位配置不同的構(gòu)成。采用這樣的定子線圈26的不均等相位配置的發(fā)電機10，由于相比于均等相位配置，可抑制對于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子12的反作用，即抑制對于各永久磁鐵18的反向轉(zhuǎn)矩的增加，因此能夠使轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速增加而實現(xiàn)高輸出化。以下，針對定子線圈26的不均等相位配置的具體構(gòu)成進行說明。在圖1中，對于卷繞有U相的定子線圈26的T型齒22，順時針地依序標(biāo)示自Ul至U8為止的地址(address)，同樣地，對于卷繞有V相的定子線圈26的T型齒22，標(biāo)示自Vl至V6為止的地址，此外，對于卷繞有W相的定子線圈26的T型齒22，標(biāo)示自Wl至W5為止的地址。另外，在如圖1所示的定子14中，有5個無標(biāo)示定子線圈26的地址的T型齒22。在U相的定子線圈26中，線圈Ul至U6以及U7至U8分隔2相份的T型齒22而卷繞于T型齒22，線圈U6至U7分隔3相份的T型齒22而卷繞于T型齒22，而線圈U8至Ul分隔I相份的T型齒22而卷繞于T型齒22。在V相的定子線圈26中，線圈Vl至V2、V3至V4以及V5至V6分隔2相份的T型齒22，線圈V2至V3分隔5相份的T型齒22，線圈V4至V5分隔6相份的T型齒22，然后V6至Vl分隔I相份的T型齒22而分別卷繞于T型齒22。此外，在W相的定子線圈26中，線圈Wl至W2以及W3至W4分隔2相份的T型齒22，線圈W2至W3分隔5相份的T型齒22，線圈W4至W5分隔6相份的T型齒22，然后線圈W5至Wl分隔4相份的T型齒22而分別卷繞于T型齒22。在現(xiàn)有例子的發(fā)電機中，各相的定子線圈分隔2相份的T型齒而卷繞于T型齒，使在各相之間的相位差以120°均等地方式配置。但是，在本實用新型的發(fā)電機10中，定子線圈26并非如上述地在各相之間的相位差分別為120°的均等，而是至少一部分以不均等方式配置。通過這樣的構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)定子線圈26的不均等相位配置。此外，如圖1所示，19個卷繞在T型齒22的定子線圈26的數(shù)量，少于24個T型齒22的數(shù)量。然后，這些定子線圈26以在各相之間的相位差不均等的方式配置。即使通過這樣的構(gòu)成，也能夠?qū)崿F(xiàn)定子線圈26的不均等相位配置。這樣的不等間隔地配置定子線圈26在圓周方向的構(gòu)造，對應(yīng)于后述的不均等負載配置。在本實用新型，也能夠如前述將定子線圈26的不均等相位配置與不均等負載配置予以結(jié)合。在本實施方式中，雖然對定子線圈26的數(shù)量為19個的情形進行說明，但是本實用新型不限定該定子線圈26的數(shù)量為19個。定子線圈26也可以少于19個，也可以為對全部T型齒22卷繞24個。以上任ー種構(gòu)成，均能夠以使在各相之間的相位差不均等的方式將設(shè)置于T型齒22的定子線圈26與輸出側(cè)接線，或者以將部分的定子線圈26與輸出側(cè)不接線的方式，實現(xiàn)定子線圈26的不均等相位配置。接著，使用圖3針對發(fā)電機10的輸出電路進行說明。本實用新型的發(fā)電機10的輸出電路，如圖3所示，分別連接各相的定子線圈26例如Ul、U2、U3…U8的各輸出端子以及與這些輸出端子對應(yīng)的整流電路28，并且在這些整流電路28的輸出側(cè)，以并聯(lián)連接同相的定子線圈26的輸出的方式構(gòu)成。通過如這樣的輸出電路，相比于在Y接線或者Λ接線的3個端子分別連接整流電路的現(xiàn)有的輸出電路，可實現(xiàn)増大各相的輸出電流。另ー方面，在該輸出電路中，相比于現(xiàn)有的輸出電路，降低各相的輸出電壓。但是，通過如上所述的定子線圈26的不均等相位配置，相比于現(xiàn)有例，增加轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速，因此可實現(xiàn)每個定子線圈26的高電壓化。因此，根據(jù)本實施方式的發(fā)電機10與其輸出電路的構(gòu)成，相比于現(xiàn)有例子，能夠確實地獲得高輸出，尤其有益于直接將輸出電カ向二次電池等的充電器進行充電時。此夕卜，在將通過發(fā)電機10發(fā)電的電カ向充電器進行充電時，分別連接各定子線圈26的輸出端子、以及與輸出端子對應(yīng)的整流器28，并且在這些輸出側(cè)，以并聯(lián)連接定子線圈26的輸出的方式構(gòu)成，即通過單相輸出方式構(gòu)成為佳。在本實施方式中，針對發(fā)電機10為轉(zhuǎn)子12配置于定子14的內(nèi)側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)式發(fā)電機的情形進行說明，但是本實用新型不限定于該構(gòu)成，也可以為轉(zhuǎn)子配置于定子外側(cè)的外轉(zhuǎn)式發(fā)電機。接著，使用圖4針對另ー實施方式的發(fā)電機30進行說明。圖4顯示另ー實施方式的高效率發(fā)電機的定子的構(gòu)成的圖。另外，對與上述實施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)示相同的符號。此外，與該實施方式的定子對應(yīng)的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成與圖2同樣。該實施方式的發(fā)電機30的特征為，定子線圈26構(gòu)成為不均等負載配置。不均等負載配置指的是產(chǎn)生對于在圓周方向移動的永久磁鐵的反作用，即反向轉(zhuǎn)矩的差量的定子線圈26的配置，為與現(xiàn)有技術(shù)所述的均等負載配置不同的構(gòu)成。采用這樣的定子線圈26的不均等負載配置的發(fā)電機30，由于相比于均等負載配置，能夠抑制對于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子12的反作用，即抑制對于各永久磁鐵18的反向轉(zhuǎn)矩的增加，因此能夠使轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速增加而實現(xiàn)高輸出化。以下，針對定子線圈26的不均等負載配置的具體構(gòu)成進行說明。[0078]該實施方式的定子線圈26以偏置的方式配置在定子14的圓周方向中。在圓周方向偏置指的是偏向在圓周方向的規(guī)定的區(qū)域。如圖4所示，T型齒22從輸入軸16的中心偏置于由規(guī)定的角度(例如120° )所圍起的扇形的區(qū)域而配置9個。接著，在各T型齒22上分別卷繞未顯示于圖4的定子線圈26。這樣，定子線圈26偏向圓周方向的規(guī)定的區(qū)域而配置。另外，9個T型齒22以及定子線圈26的數(shù)量為一例，本實用新型不限定于該數(shù)量。此夕卜，在本實施方式中，雖然對偏置化形成T型齒22的情形進行說明，但是本實用新型不限定于該構(gòu)成，也可在圓周方向以等間隔形成T型齒22，并且以定子線圈26偏置于圓周方向中的方式，卷繞在這些T型齒22的一部分而配置。在該實施方式的定子線圈26的相位能夠任意地設(shè)定。即，能夠在各定子線圈26，通過分別連接輸出電路的獨立(單相)輸出方式，從而取出輸出電力?；蛘?，定子線圈26以U、V、W相的順序排列的方式等間隔地配置，即均等相位配置于圓周方向，也能夠在各相通過分別連接輸出電路的3相交流輸出方式，從而取出輸出電力。或者，定子線圈26在圓周方向中以順序不同地U、V、W相排列的方式配置，也能夠在各相通過分別連接輸出電路的3相交流輸出方式，從而取出輸出電力。由于在每個定子線圈26設(shè)置輸出端子，并且僅變更該輸出端子的接線方法就能夠任意地設(shè)定定子線圈26的相位，因此提升了定子14的設(shè)計自由度，并且使輸出電力的調(diào)整也變得容易。這樣，在該實施方式中，T型齒22、與T型齒22對應(yīng)的定子線圈26以偏置于定子14的圓周方向的方式配置。在現(xiàn)有例子的發(fā)電機中，等間隔地配置在圓周方向的定子線圈配置成對于在圓周方向上移動的各永久磁鐵受到規(guī)定的反向轉(zhuǎn)矩，即等間隔地加載負載。但是，在本實用新型的發(fā)電機30中，由于定子線圈26以偏置于圓周方向的方式配置，因此各永久磁鐵在圓周方向移動時所受到的負載并非均等，而變得不均等。這樣，通過在圓周方向的定子線圈26的偏置化，能夠?qū)崿F(xiàn)定子線圈26的不均等負載配置。在本實施方式中，雖然對通過定子線圈26的偏置化，構(gòu)成定子線圈26的不均等負載配置的情形進行說明，但是本實用新型不限定于該構(gòu)成。只要使在圓周方向的負載不均等，也可以構(gòu)成為卷繞于某個T型齒22的定子線圈26的線徑與其它卷繞于T型齒22的定子線圈26的線徑不同。此外，也可以構(gòu)成為卷繞于某個T型齒22的定子線圈26的線圈數(shù)與其它卷繞于T型齒22的定子線圈26的線圈數(shù)不同?；蛘?，即使將這些構(gòu)成組合的構(gòu)成，也能夠?qū)崿F(xiàn)定子線圈26的不均等負載配置。此外，通過構(gòu)成為配置于轉(zhuǎn)子12的某個永久磁鐵18的磁力與其它的永久磁鐵18的磁力不同，從而，這些永久磁鐵在圓周方向移動時所受到的負載并非均等，即，也能夠形成不均等?；氐綀D4，該實施方式的定子14的特征為，是與輸入軸16偏心的圓筒形狀。具體而言，定子14的外周的中心以及與輸入軸16同心的內(nèi)周的中心不同。這樣的定子14的構(gòu)成，在實現(xiàn)在圓周方向中定子線圈26的偏置化時特別有用，實現(xiàn)了定子14的小型化。通過該構(gòu)成，產(chǎn)生使在徑向上定子14的長度變大的區(qū)域，在該區(qū)域，能夠確保磁軛20的寬度，并且形成徑向較長的線槽24與T型齒22。通過這樣形成的線槽24與T型齒22，相比于外徑相同的現(xiàn)有的定子，能夠使卷繞于每I個T型齒22的導(dǎo)線的數(shù)量或者線徑的至少一者變大，能夠?qū)崿F(xiàn)定子線圈26的容量的增大。此外，隨著線徑的增大，減少繞線的數(shù)量，例如以I條就能夠獲得更大的輸出電流。此外，在本實施方式的定子14與現(xiàn)有例具有相同外徑的情況下，能夠?qū)F(xiàn)有例的以等間隔配置于圓周方向的定子線圈所使用的長度的導(dǎo)線全部纏繞于上述更大的T型齒22上。接著，使用表I至表3針對該實施方式的發(fā)電機30的輸出特性進行說明。表1:顯示本實用新型的高效率發(fā)電機與現(xiàn)有例子的輸出特性的一例
現(xiàn)有技術(shù)例本實W新型
mm25T50T
線圈的數(shù)量24φ9φ·
ipi0.850x30,850x3
轉(zhuǎn)速425rpm925φ τι
輸電 m0.21VMY
出電流4A35A表2 :顯示本實用新型的高效率發(fā)電機與現(xiàn)有例子的輸出特性的一例
現(xiàn)有技術(shù)例本實用新型
SI 35 2ΓΓ
_______線圈的數(shù)量 24^9T
—Ο850χ11,10x1
轉(zhuǎn)速474rpm785rpm
輸電壓OJV12V
出電流TA 8Α表3 :顯示本實用新型的高效率發(fā)電機與現(xiàn)有例子的輸出特性的一例
現(xiàn)有技術(shù)例本實用新型
繞線65T
線_的數(shù):S 24φ9Φ
0.850x20.850x2
轉(zhuǎn)速 428rpm93 Srpm
輸電壓 0.37V17￥
出電流 Oa 7Α表I至表3分別顯示本實用新型的高效率發(fā)電機與現(xiàn)有例的發(fā)電機的輸出特性的一例。另外，在表I至表3中，現(xiàn)有例子的輸出電路為在Λ接線經(jīng)由整流器連接負載，而本實用新型的輸出電路采用與圖3相同的構(gòu)成，在發(fā)電機30，經(jīng)由整流器28連接負載。該負載為3個100瓦(w)/ 12伏特(V)的燈泡，并且全部是通用的。此外，使用于現(xiàn)有例子與本實用新型的永久磁鐵的數(shù)量均為16個，且磁化力也相同。如表I所示，現(xiàn)有例的條件是繞線匝數(shù)為25T、定子線圈的數(shù)量為24個、線徑為0.850 X 3條。在該條件的測量值是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為425rpm、輸出電壓為O. 21V、輸出電流為4安培(A)。另一方面，在本實用新型中以從現(xiàn)有例子的條件改變?yōu)槔@線匝數(shù)50T、定子線圈26數(shù)量9個的條件進行測量。該測量值是轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速為925rpm、輸出電壓為6. 0V、輸出電流為35A。在表2中，現(xiàn)有例的條件是繞線匝數(shù)為35T、定子線圈的數(shù)量為24個、線徑為0.850 X I條。在該條件的測量值是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為474rpm、輸出電壓為O. 2V、輸出電流為Ik0另一方面，在本實用新型中以從現(xiàn)有例的條件改變?yōu)槔@線匝數(shù)21T、定子線圈26數(shù)量 9個、線徑1.10X1條的條件進行測量。該測量值是轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速為785rpm、輸出電壓為
2.2V、輸出電流為18A。通過使繞線為I條，而在該繞線流動大電流，并且增大線徑，能夠更加增大輸出電流。在表3中，現(xiàn)有例的條件是繞線匝數(shù)為65T、定子線圈的數(shù)量為24個、線徑為0.850 X 2條。在該條件的測量值是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為428rpm、輸出電壓為O. 37V、輸出電流為1.5A。另一方面，在本實用新型中以從現(xiàn)有例的條件改變?yōu)槔@線匝數(shù)56T、定子線圈26數(shù)量9個的條件進行測量。該測量值是轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速為935rpm、輸出電壓為17V、輸出電流為 17A。如這些輸出特性所示，發(fā)電機30相比于現(xiàn)有的發(fā)電機，能夠增加轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速，而獲得高輸出。即，通過定子線圈26構(gòu)成為不均等負載配置，從而增加轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)速，并能夠達到高輸出化。另一方面，在發(fā)電機30中，相比于現(xiàn)有例子，由于減少定子線圈26的數(shù)量，因此能夠達到節(jié)省材料。在本實施方式中，針對發(fā)電機30為轉(zhuǎn)子12配置于定子14的內(nèi)側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)式發(fā)電機的情形進行說明，但是本實用新型不限定于該構(gòu)成，也可以為轉(zhuǎn)子配置于定子外側(cè)的外轉(zhuǎn)式發(fā)電機32。使用圖5、圖6，針對該發(fā)電機32的構(gòu)成進行說明。圖5為顯示另一實施方式的高效率發(fā)電機的定子的構(gòu)成的圖，圖6為顯示與圖5的定子相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的圖。另外，對與上述2個實施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)不相同的符號,且省略詳細的說明。發(fā)電機32具有中空的圓筒形狀的轉(zhuǎn)子32、以及隔開間隔設(shè)置于轉(zhuǎn)子34的內(nèi)周的定子36。轉(zhuǎn)子34與輸入軸16能夠同步旋轉(zhuǎn)地固定在軸向端部。在轉(zhuǎn)子34的內(nèi)周,在圓周方向以等間隔配置永久磁鐵18。具體而言，永久磁鐵18以N極與S極交替排列的方式在轉(zhuǎn)子34的圓周方向等間隔地配置16個。另外，永久磁鐵18的數(shù)量為一例，永久磁鐵18的數(shù)量可設(shè)為2η (η為正整數(shù))個。該實施方式的定子36為輸入軸16貫通的中空的、與輸入軸16偏心的圓筒形狀。即，定子36的外周的中心以及與輸入軸16同心的內(nèi)周的中心不同。該構(gòu)成與上述的實施方式的定子14同樣，在實現(xiàn)在圓周方向中定子線圈26 (未圖示)的偏置化時特別有用，實現(xiàn)了定子36的小型化。接著，使用圖7針對另一實施方式的發(fā)電機38進行說明。圖7為顯示另一實施方式的高效率發(fā)電機的定子的構(gòu)成的圖。另外，對與上述實施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)示相同的符號，且省略詳細的說明。此外，與該實施方式的定子相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成與圖6相同。該發(fā)電機32為轉(zhuǎn)子34配置于定子40的外側(cè)的外轉(zhuǎn)式發(fā)電機。定子40為輸入軸16貫通的中空的、與輸入軸16同心的圓筒形狀。即，定子40的外周的中心以及與輸入軸16同心的內(nèi)周的中心相同。定子40具有環(huán)狀的磁軛20、以及T型齒22，該T型齒22從該磁軛20的外周朝向徑向外側(cè)突出，并且隔開規(guī)定的間隔而配置于圓周方向。如圖7所示，本實施方式的T型齒22在圓周方向配置24個。另外，T型齒22的數(shù)量為一例。在相互鄰接的T型齒22之間，形成作為槽狀空間的線槽24。在圖7中，對于卷繞有定子線圈26 (未圖示)的T型齒22，順時針地依序標(biāo)示自22a至22i為止的地址。具體而言，以T型齒22a作為起點，順時針地，分隔I個T型齒22，而依序地標(biāo)示至T型齒22i為止的地址。由此，定子線圈26從輸入軸16的中心偏置于由規(guī)定的角度(例如240° )所圍起的扇形的區(qū)域而配置9個。另外，該配置為一例，本實用新型不限定于該構(gòu)成，只要形成定子線圈26在圓周方向的偏置化，也可以使定子線圈26的數(shù)量少于或者多于9個。此外，也不限定卷繞有定子線圈26的T型齒22的位置，也可連續(xù)地卷繞于鄰接的T型齒22，也可以分隔2個T型齒22。該實施方式的定子線圈26的相位與上述的實施方式同樣，能夠任意地設(shè)定。SP，在各定子線圈26，能夠通過分別連接輸出電路的獨立(単相)輸出方式，從而取出輸出電カ?；蛘撸ㄗ泳€圈26以U、V、W相的順序排列的方式等間隔地配置，即均等相位配置于圓周方向，也能夠在各相通過分別連接輸出電路的3相交流輸出方式，從而取出輸出電カ?；蛘?，定子線圈26在圓周方向中以順序不同地U、V、W相排列的方式配置，也能夠在各相通過分別連接輸出電路的3相交流輸出方式,從而取出輸出電カ。由于在姆個定子線圈26設(shè)置輸出端子，并且僅變更該輸出端子的接線方法就能夠任意地設(shè)定定子線圈26的相位，因此提升了定子40的設(shè)計自由度，并且使輸出電カ的調(diào)整也變得容易。接著，使用表4至表6對該實施方式的發(fā)電機38的輸出特性進行說明。表4 :顯示本實用新型的高效率發(fā)電機與現(xiàn)有例子的輸出特性的一例
權(quán)利要求1.一種高效率發(fā)電機，其特征在于包括 轉(zhuǎn)子，固定于輸入軸，在圓周方向上具有多個永久磁鐵； 定子，相對于轉(zhuǎn)子以規(guī)定的間隔相對，具有卷繞于在該相對的方向突出的T型齒上的定子線圈； 定子線圈構(gòu)成為不均等相位配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率發(fā)電機，其特征在于， 所述T型齒等間隔地設(shè)置于定子的圓周方向， 卷繞于各T型齒上的定子線圈以各相之間的相位差為不均等的方式分別與輸出側(cè)接線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效率發(fā)電機，其特征在于， 所述T型齒等間隔地設(shè)置于定子的圓周方向， 卷繞于T型齒上的定子線圈的數(shù)量少于T型齒的數(shù)量， 這些定子線圈以各相之間的相位差為不均等的方式分別與輸出側(cè)接線。
4.一種高效率發(fā)電機，其特征在于包括 轉(zhuǎn)子，固定于輸入軸，在圓周方向上具有多個永久磁鐵； 定子，相對于轉(zhuǎn)子以規(guī)定的間隔相對，具有分別卷繞于在該相對的方向突出的多個T型齒上的定子線圈； 定子線圈構(gòu)成為不均等負載配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效率發(fā)電機，其特征在于，所述定子線圈配置成在定子的圓周方向上偏置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效率發(fā)電機，其特征在于，繞在某個T型齒上的定子線圈的線徑與繞在其他T型齒上的定子線圈的線徑不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效率發(fā)電機，其特征在于，繞在某個T型齒上的定子線圈的線圈數(shù)與繞在其他T型齒上的定子線圈的線圈數(shù)不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項所述的高效率發(fā)電機，其特征在于，某個永久磁鐵的磁力與其他永久磁鐵的磁力不同。
9.一種高效率發(fā)電機，其特征在于包括 轉(zhuǎn)子，固定于輸入軸，在圓周方向上具有多個永久磁鐵； 定子，相對于轉(zhuǎn)子以規(guī)定的間隔相對，具有在該相對的方向突出的T型齒； T型齒等間隔地設(shè)置于定子的圓周方向； 卷繞于T型齒的定子線圈被構(gòu)成為，其數(shù)量少于T型齒的數(shù)量，并且為不均等相位配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高效率發(fā)電機，其特征在于，所述定子線圈對于鄰接的多個T型齒卷繞。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的高效率發(fā)電機，其特征在于，這些定子線圈以各相之間的相位差為不均等的方式分別與輸出側(cè)接線。
專利摘要本實用新型提供一種能夠以簡單的構(gòu)造實現(xiàn)高輸出化同時實現(xiàn)小型化與節(jié)省材料的高效率發(fā)電機。本實用新型的高效率發(fā)電機(30)包括轉(zhuǎn)子(12)，固定于輸入軸(16)，在圓周方向上具有多個永久磁鐵(18)；定子(14)，相對于轉(zhuǎn)子(12)以規(guī)定的間隔相對，具有卷繞于在該相對的方向突出的T型齒(22)上的定子線圈(26)。并且，定子線圈(26)構(gòu)成為不均等相位配置。通過這樣的簡單的構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電機(10)的高輸出化、小型化以及節(jié)省材料。
文檔編號H02K3/28GK202840703SQ20122033831
公開日2013年3月27日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者*楊久慶 申請人:*楊久慶