一種柱式電樞軸向通磁發(fā)電的制造方法
【專利摘要】一種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，包括柱式電樞、盤(pán)式轉(zhuǎn)子、主軸、外殼。柱式電樞平行于主軸，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)從柱式電樞的兩端面進(jìn)入柱式電樞，并隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生N-S周期變化，從而使繞在定子鐵芯柱上的定子線圈里面產(chǎn)生電勢(shì)。柱式電樞的定子鐵芯柱呈工字型，由多層矽鋼片疊制而成，中間為直通柱形，截面積小，端面為扇形，截面積大。定子線圈繞在定子鐵芯柱中間截面積小的位置。各個(gè)獨(dú)立定子繞組的定子鐵芯柱的兩端固定在機(jī)殼的定子支撐環(huán)上，拼合成整個(gè)柱式電樞，并形成環(huán)形端面。盤(pán)式轉(zhuǎn)子由同軸的、其側(cè)面圓周上安裝有多個(gè)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁鐵芯及其轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)構(gòu)成，兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)分別布設(shè)在柱式電樞兩端，并與發(fā)電機(jī)的主軸固定，每個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的多個(gè)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組極性按N-S間隔排布。兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組數(shù)量相同，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組沿軸向?qū)R，磁極方向N-S對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型徹底脫離了切割磁力線發(fā)電特征，其磁場(chǎng)導(dǎo)入率高，磁路利用率高，利于散熱，抗過(guò)流能力強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]1885年，費(fèi)拉里斯與特斯拉同時(shí)實(shí)用新型了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，在此基礎(chǔ)上，1889年，多利夫多布-羅夫斯基又進(jìn)一步提出了采用三相制的建議，并設(shè)計(jì)和制造了三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。三相電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，很快得到了大量應(yīng)用。到20世紀(jì)初，交流三相制在電力工業(yè)中就占據(jù)了絕對(duì)統(tǒng)治地位。現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)都是遵循切割磁力線發(fā)電原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的，特別是常見(jiàn)的筒形槽齒定子的三項(xiàng)發(fā)電機(jī)及常用的盤(pán)式發(fā)電機(jī)，由于受到體積和齒槽繞組容積率的影響，繞組線圈的匝數(shù)有限。由于筒形槽齒定子的三項(xiàng)發(fā)電機(jī)采用的是鐵包銅的形式，散熱性能很差，布置強(qiáng)制散熱措施也很難，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生電流過(guò)大時(shí)，容易造成燒毀。盤(pán)式發(fā)電機(jī)受到結(jié)構(gòu)限制，通常容量都不高，或者漏磁嚴(yán)重，在大容量發(fā)電機(jī)上極少應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型目的是提供一種全新特征的柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)采用平行于主軸的柱式電樞,轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)從柱式電樞的兩端進(jìn)入柱式電樞,并隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生N-S周期變化，從而使繞在定子鐵芯柱上的定子線圈里面產(chǎn)生電勢(shì)，徹底脫離了切割磁力線發(fā)電的發(fā)電機(jī)形式。定子線圈不與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)直接面對(duì)，不切割磁力線，轉(zhuǎn)子全部磁場(chǎng)都被導(dǎo)入到定子鐵芯內(nèi)部，繞組完全基于鐵芯內(nèi)的磁通量變化發(fā)電。
[0004]采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī),包括由上機(jī)殼和下機(jī)殼組成的機(jī)殼、盤(pán)式轉(zhuǎn)子、柱式電樞、主軸及勵(lì)磁滑環(huán)。所述的柱式電樞由多個(gè)獨(dú)立定子鐵芯柱及其定子繞組構(gòu)成，由多個(gè)獨(dú)立定子鐵芯柱及其定子繞組構(gòu)成的柱式電樞內(nèi)套主軸，并由機(jī)殼的定子支撐環(huán)支撐定位。所述盤(pán)式轉(zhuǎn)子由同軸的、其側(cè)面圓周上安裝有多個(gè)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁鐵芯及其轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)構(gòu)成，兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)分別布設(shè)在柱式電樞兩端，并與發(fā)電機(jī)的主軸固定，所述主軸通過(guò)兩端軸承支撐在機(jī)殼上。所述引入勵(lì)磁電源的勵(lì)磁滑環(huán)裝在主軸上。盤(pán)式轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)從柱式電樞的兩端進(jìn)入定子鐵芯柱，并隨盤(pán)式轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)在定子鐵芯柱內(nèi)產(chǎn)生N-S周期變化，從而使繞在定子鐵芯柱上的定子繞組里面產(chǎn)生電勢(shì)。
[0006]上述的柱式電樞的定子鐵芯柱呈工字型，由多層矽鋼片疊制而成，中間為截面積小的直通柱形，端面為截面積大的扇形，定子繞組繞在定子鐵芯柱中間截面積小的直通柱形位置上。
[0007]上述的柱式電樞的各個(gè)定子鐵心柱平行于發(fā)電機(jī)的主軸，各個(gè)獨(dú)立定子繞組的定子鐵芯柱的兩端固定在機(jī)殼的定子支撐環(huán)上，拼合成整個(gè)柱式電樞，并形成環(huán)形端面。
[0008]上述的柱式電樞的獨(dú)立定子繞組的數(shù)量為3的倍數(shù)。
[0009]上述的每個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的多個(gè)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組極性按N-S間隔排布。兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組數(shù)量相同，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組沿軸向?qū)R，磁極方向N-S對(duì)應(yīng)。單個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的勵(lì)磁繞組的數(shù)量為柱式電樞的獨(dú)立定子繞組數(shù)量的2/3。
[0010]上述的布設(shè)在柱式電樞兩端的轉(zhuǎn)子盤(pán)，轉(zhuǎn)子盤(pán)與柱式電樞端面之間設(shè)有一定的氣隙。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型帶來(lái)的有益效果是:
[0012]1、本實(shí)用新型所述的柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，沒(méi)有傳統(tǒng)電機(jī)所必須有的齒槽，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組完全在定子鐵芯柱端面環(huán)范圍內(nèi)運(yùn)行，其磁場(chǎng)導(dǎo)入率非常高，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)完全進(jìn)入定子鐵芯柱，不會(huì)產(chǎn)生傳統(tǒng)電機(jī)所特有的高次諧波，也不存在齒槽間力。
[0013]2、本實(shí)用新型所述的柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，磁路利用率高，磁場(chǎng)在定子鐵芯柱內(nèi)直接從N級(jí)到S打通，整個(gè)定子磁路上除兩端用于固定的區(qū)域外，可以完整的填滿繞組線圈，比傳統(tǒng)的內(nèi)槽齒式發(fā)電機(jī)的磁路利用率提高很多。
[0014]3、本實(shí)用新型所述的柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，其結(jié)構(gòu)特別利于散熱，很容易采用強(qiáng)制冷卻，抗過(guò)流能力強(qiáng)。整個(gè)發(fā)電機(jī)的各個(gè)部分都能進(jìn)行有效的通風(fēng)散熱。并且銅質(zhì)線圈繞在鐵芯的外面，銅的導(dǎo)熱性能比鐵的導(dǎo)熱性能高很多，比傳統(tǒng)的線圈含在鐵芯槽內(nèi)部的情況散熱有效很多。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型所述的柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)原理示意圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型的多組定子鐵芯柱與定子線圈組合示意圖。
[0018]圖4是本實(shí)用新型的定子鐵芯柱與定子線圈與機(jī)殼安裝示意圖。
[0019]圖5是本實(shí)用新型的單個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)示意圖。
[0020]圖6是本實(shí)用新型的盤(pán)式轉(zhuǎn)子示意圖。
[0021]圖7是本實(shí)用新型的下機(jī)殼示意圖。
[0022]圖8是本實(shí)用新型的上機(jī)殼示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]—種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī),包括由上機(jī)殼13和下機(jī)殼8組成的機(jī)殼、盤(pán)式轉(zhuǎn)子、柱式電樞、主軸6及勵(lì)磁滑環(huán)9。所述的柱式電樞本例由六個(gè)獨(dú)立定子鐵芯柱I及其定子繞組2構(gòu)成，由六個(gè)獨(dú)立定子鐵芯柱及其定子繞組構(gòu)成的柱式電樞內(nèi)套主軸6，使柱式電樞平行于主軸6，并由機(jī)殼的定子支撐環(huán)14支撐定位。所述柱式電樞的定子鐵芯柱I呈工字型，由多層矽鋼片疊制而成，中間為截面積小的直通柱形，端面為截面積大的扇形，定子繞組2繞在定子鐵芯柱I中間截面積小的直通柱形位置上。各個(gè)定子線圈之間的關(guān)系可以按照發(fā)電需要進(jìn)行并聯(lián)或者串聯(lián)，也可以單獨(dú)引出使用。所述機(jī)殼為便于定子構(gòu)件的安裝，由上機(jī)殼13和下機(jī)殼8組成，下機(jī)殼8和上機(jī)殼13內(nèi)部都設(shè)有定子支撐環(huán)14，定子鐵芯柱I兩端通過(guò)定子鐵芯固定螺絲12及墊片11固定在定子支撐環(huán)14上，見(jiàn)圖4，拼合成整個(gè)柱式電樞，并形成環(huán)形端面。所述盤(pán)式轉(zhuǎn)子由同軸的、其側(cè)面圓周上本例安裝有四個(gè)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁鐵芯4及其轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組3的兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)5構(gòu)成，通過(guò)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁鐵芯固定螺絲10固定在轉(zhuǎn)子盤(pán)5上，兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)5上的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁鐵芯4的安裝位置在軸向上重合，每個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁鐵芯4的位置在圓周上均布。通過(guò)控制轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈3通過(guò)的勵(lì)磁電流方向，使每個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的磁場(chǎng)為N-S間隔，兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上相對(duì)位置的磁場(chǎng)為N-S對(duì)應(yīng)。兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)5分別布設(shè)在柱式電樞兩端，轉(zhuǎn)子盤(pán)5與柱式電樞端面之間設(shè)有一定的氣隙，轉(zhuǎn)子盤(pán)上的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域完全在定子鐵心柱組成的環(huán)形端面范圍之內(nèi)。所述轉(zhuǎn)子盤(pán)5與柱式電樞兩端的主軸6固定，主軸通過(guò)兩端軸承7支撐在機(jī)殼上。轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電源可以采用勵(lì)磁滑環(huán)9接入直流電，也可以在勵(lì)磁滑環(huán)9的位置安裝交流勵(lì)磁機(jī)整流后對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁。盤(pán)式轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)從柱式電樞的兩端進(jìn)入柱式電樞，并隨盤(pán)式轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生N-S周期變化，從而使繞在定子鐵芯柱上的定子繞組里面產(chǎn)生交流電勢(shì)。當(dāng)每個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上磁極數(shù)與定子繞組數(shù)相同的時(shí)候，發(fā)出的電流是單一頻率的交流電。獨(dú)立定子繞組的數(shù)量為三的倍數(shù)，單個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的勵(lì)磁繞組的數(shù)量為獨(dú)立定子繞組數(shù)量的三分之二。當(dāng)每個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的磁極數(shù)是定子繞組數(shù)的三分之二，本例如六個(gè)定子繞組，轉(zhuǎn)子四個(gè)磁極時(shí)，相鄰的三個(gè)繞組之間可以發(fā)出三項(xiàng)交流電。
[0024]本實(shí)用新型所述的柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)其原理與變壓器的副繞組通過(guò)鐵芯內(nèi)磁通量變化產(chǎn)生電勢(shì)的原理相同。
[0025]本實(shí)用新型定子鐵心柱的結(jié)構(gòu)形式不限于技術(shù)方案中所述的結(jié)構(gòu)形式，定子鐵心柱的中間任何部分設(shè)計(jì)成折線或者曲線形式都在本專利權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，包括由上機(jī)殼和下機(jī)殼組成的機(jī)殼、盤(pán)式轉(zhuǎn)子、柱式電樞、主軸(6)及勵(lì)磁滑環(huán)(9)，其特征在于所述的柱式電樞由多個(gè)獨(dú)立定子鐵芯柱(I)及其定子繞組(2)構(gòu)成，由多個(gè)獨(dú)立定子鐵芯柱及其定子繞組構(gòu)成的柱式電樞內(nèi)套主軸(6)，使柱式電樞平行于主軸，并由機(jī)殼的定子支撐環(huán)(14)支撐定位，盤(pán)式轉(zhuǎn)子由同軸的、其側(cè)面圓周上安裝有多個(gè)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁鐵芯(4 )及其轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組(3 )的兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)(5 )構(gòu)成，兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)(5)分別布設(shè)在柱式電樞兩端，并與柱式電樞兩端的主軸(6)固定，所述主軸通過(guò)兩端軸承(7)支撐在機(jī)殼上，引入勵(lì)磁電源的勵(lì)磁滑環(huán)(9)裝在主軸(6)上，盤(pán)式轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)從柱式電樞的兩端進(jìn)入柱式電樞，并隨盤(pán)式轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生N-S周期變化，從而使繞在定子鐵芯柱上的定子繞組里面產(chǎn)生電勢(shì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的每個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)(5)上的多個(gè)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組(3)極性按N-S間隔排布，兩個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組數(shù)量相同，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組沿軸向?qū)R，磁極方向N-S對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的柱式電樞的各個(gè)定子鐵心柱(I)平行于發(fā)電機(jī)的主軸(6)，各個(gè)獨(dú)立定子繞組的定子鐵芯柱(I)的兩端固定在機(jī)殼的定子支撐環(huán)(14)上,拼合成整個(gè)柱式電樞,并形成環(huán)形端面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的布設(shè)在柱式電樞兩端的轉(zhuǎn)子盤(pán)(5)，轉(zhuǎn)子盤(pán)與柱式電樞端面之間設(shè)有一定的氣隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的柱式電樞的定子鐵芯柱(I)呈工字型，由多層矽鋼片疊制而成，中間為截面積小的直通柱形，端面為截面積大的扇形，定子繞組(2)繞在定子鐵芯柱中間截面積小的直通柱形位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柱式電樞軸向通磁發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的獨(dú)立定子繞組的數(shù)量為3的倍數(shù)，單個(gè)轉(zhuǎn)子盤(pán)上的勵(lì)磁繞組的數(shù)量為獨(dú)立定子繞組數(shù)量的2/3。
【文檔編號(hào)】H02K16/02GK203967939SQ201420267307
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】楊猛, 張瑜 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)攬?jiān)鹿I(yè)設(shè)計(jì)有限公司