專利名稱：恒磁無刷直流發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及直流發(fā)電機，更具體地是指一種恒磁無刷直流發(fā)電機。
直流發(fā)電機目前被廣泛的應(yīng)用在社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，傳統(tǒng)的直流發(fā)電機為了能輸出直流電，需要使用碳刷，滑環(huán)組成的換向器，滑環(huán)是由許多銅片圓環(huán)排列組成的，碳刷與滑環(huán)接觸時經(jīng)常會產(chǎn)生電火花，電火花熱量很大，如果發(fā)電機長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)，電火花放出的熱量容易將換向器燒毀，造成發(fā)電機不能正常工作，另外傳統(tǒng)式的發(fā)電機都是鐵芯式，即發(fā)電機的線圈都是纏繞在鐵芯上，鐵芯是用硅鋼片疊壓而成，發(fā)電機運轉(zhuǎn)時，電流產(chǎn)生的磁場會使硅鋼片內(nèi)產(chǎn)生磁滯和渦流，造成很大的能量損耗，這時，發(fā)電機需要由外界輸入很大的轉(zhuǎn)矩，才能運轉(zhuǎn)，因此，這種發(fā)電機的能量轉(zhuǎn)換效率很低，另外，用硅鋼片疊制成的鐵芯，線圈必須采用疊繞式或交叉式纏繞，這樣就會使發(fā)電機內(nèi)定子結(jié)構(gòu)變得很復(fù)雜，加工困難，成本較高，不易維修，而且整機體積重量都因此變得很大。
本實用新型的目的在于提供一種恒磁無刷直流發(fā)電機，它不使用換向器換向，而使用全波整流器，將線圈產(chǎn)生的交變電流復(fù)合成直流電輸出，它的線圈不使用硅鋼片做鐵芯，因此不會因為磁滯或渦流而帶來不必要的能量損耗，且整機結(jié)構(gòu)簡單，便于維修，制造成本低。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種恒磁無刷直流發(fā)電機，包括有機殼、主軸、端蓋、機座，軸承，軸承座，永久磁鐵制成的轉(zhuǎn)子，線圈制成的定子，其特征在于定子是由若干線圈裝于一線包架內(nèi)構(gòu)成，該線包架為一有軸向中心孔的圓柱體，該中心孔的直徑尺寸與發(fā)電機主軸中部的直徑尺寸相應(yīng)，環(huán)繞所述的圓柱體中心孔的圓周上開有若干貫穿孔，所述的貫穿孔在圓柱體圓周上均勻分布，所述的貫穿孔內(nèi)鑲嵌有線圈；所述的線包架是用非金屬材料制成；轉(zhuǎn)子是由永久磁鐵，磁鐵座和機殼組成，磁鐵座是用非金屬材料彎制成的半圓形弧板，且在半圓形弧板的中部制有向外側(cè)凸出的凸塊，磁鐵座共有四塊，每兩塊半圓形磁鐵座相對拼成一整圓環(huán)磁鐵座，兩個整圓環(huán)磁鐵座分別安裝在機殼的內(nèi)壁靠近前端蓋和后端蓋的位置；所述的每個整圓環(huán)的磁鐵座上的兩凸塊凸出方向一致，在機殼內(nèi)所述的兩個整圓環(huán)磁鐵座上的兩對凸塊凸出方向相對，在每個半圓環(huán)磁鐵座凸塊的一側(cè)端面與相對磁鐵座凸塊的對應(yīng)的側(cè)端面之間安裝有一永久磁鐵條，兩個整圓環(huán)形磁鐵座之間共安裝有四條永久磁鐵條；所述磁鐵座與永久磁鐵條圍成的中空的空間內(nèi)安裝有所述的線包架，該線包架中心孔內(nèi)安裝有發(fā)電機主軸，該主軸兩端分別支承在兩機座內(nèi)，所述機殼通過兩軸承，兩軸承座支承在主軸上，機殼前部的軸承座為圓盤形，該圓盤形軸承座開有中心孔，該中心孔直徑尺寸與所述發(fā)電機主軸的前部直徑尺寸相應(yīng)；該圓盤形軸承座上環(huán)繞圓盤中心孔的圓周上均勻分布有若干金屬螺絲，且該金屬螺絲的數(shù)量與所述線包架上的貫穿孔的數(shù)量相同，所述的圓盤形軸承座與主軸之間固定連接，機殼外面的主軸上安裝有一整流器。
本實用新型的目的還可以通過以下措施實現(xiàn)所述的線包架是用膠木制成。
所述的線包架上的貫穿孔為8個。
所述的永久磁鐵是用稀土材料釹鐵硼制成。
所述的機殼外壁上開有皮帶槽。
本實用新型有以下積極有益的效果1.不使用硅鋼片做線圈的鐵芯，這樣就不會因為磁滯，渦流而發(fā)熱，不需設(shè)電風(fēng)扇排熱，因此體積小，重量輕，成本低；2.整機結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，加工工藝簡單，維護(hù)，保養(yǎng)方便；3.不使用電刷，不會產(chǎn)生電火花，因此不會出現(xiàn)換向器被電火花燒毀的情況，整機運行可靠，使用壽命長；4.轉(zhuǎn)子磁極采用永久磁鐵，發(fā)電機運行時，不需外加勵磁電流，因此發(fā)電機工作時，不需要外界供電，適應(yīng)能力強；5.永久磁鐵采用稀土元素釹鐵硼材料制造，具有高剩磁Br、高矯頑力Hc和高磁能積BH的特性，使發(fā)電機的輸出功率與重量的比值，效率η和功率因數(shù)均比一般發(fā)電機有所提高，具轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。
現(xiàn)以較佳實施例結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步描述如下

圖1是本實用新型一實施例的縱向剖視圖；圖2是圖1中A-A剖視圖；圖3是圖1中線包架的立體外觀圖；圖4是一磁鐵座的立體外觀圖；圖5是圖1中四個磁鐵座裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖1中前端軸承座的立體外觀圖；圖7是圖1中B-B剖視圖；圖8是圖7所示電路的接線圖；圖9是圖1中C-C剖視圖10是圖1中永久磁鐵產(chǎn)生的磁場形狀的示意圖。
參見圖1，本實用新型恒磁直流發(fā)電機的定子是由多個線圈裝于線包架1內(nèi)構(gòu)成，參見圖3，線包架1有一軸向中心孔11，線包架1是用非金屬材料制成，例如使用膠木，中心孔11的直徑尺寸與發(fā)電機主軸2中部的直徑尺寸相應(yīng)，線包架1環(huán)繞中心孔11的圓周上開有8個貫穿孔，分別是111、112、113、114、115、116、117、118，各貫穿孔在線包架1上均勻?qū)ΨQ分布，參見圖2，各貫穿孔內(nèi)分別鑲嵌有線圈121、122、123、124、125、126、127、128，其中線圈121與線圈125組成一個繞組；線圈122與線圈126組成一個繞組；線圈123與線圈127組成一個繞組；線圈124與線圈128組成一個繞組；參見圖4，磁鐵座33是用非金屬材料彎制成的半圓形狀的弧板，在半圓形弧板的中部制有向外凸出的凸塊33，參見圖5，磁鐵座共有4塊，分別是31、32、33、34，請綜合參看圖1、圖5、圖9，磁鐵座31和32相對拼成一整圓環(huán)后粘接安裝在機殼3內(nèi)壁面靠近前端蓋4的位置，磁鐵座33和34相對拼成另一整圓環(huán)，粘接安裝在機殼3內(nèi)壁面靠近后端蓋5的位置。請再參看圖5，拼成整圓環(huán)的兩半圓環(huán)形磁鐵座31、32上的凸塊311、321凸出方向一致，拼成整圓環(huán)的兩半圓環(huán)形磁鐵座33、34上的凸塊331、341凸出方向一致，在機殼內(nèi)磁鐵座31的凸塊311與磁鐵座33的凸塊331的凸出的方向相對。每塊磁鐵座凸塊的側(cè)面與相對磁鐵座凸塊對應(yīng)的側(cè)面之間安裝有一條形永久磁鐵，安裝方式可以采用相互粘接，4個磁鐵座之間，共安裝有4塊條形磁鐵，磁鐵座與條形磁鐵圍成的中空的空間內(nèi)安裝有線包架1，參見圖1，線包架1的中心孔11內(nèi)安裝有發(fā)電機主軸2，主軸2兩端分別支撐在機座21和22內(nèi)，機殼3的前端通過軸承座61安裝在主軸2上，機殼3的后端通過軸承座71安裝在主軸2上，軸承座61為圓盤形，圓盤中心有孔，用來安裝在主軸2上，參見圖6，環(huán)繞圓盤形軸承座61的中心孔619圓周上均勻分布有8個金屬螺釘，分別是611，612，613，614，615，616，617，618，軸承座61與主軸2固定連接成為定子的一部分，機殼3外面的主軸2上，安裝有一全波整流器8，參見圖7，整流器8有8個接線端，分別是81、82、83、84、85、86、87、88。
線圈121用導(dǎo)線與金屬螺釘611連接，參見圖1，金屬螺釘611用導(dǎo)線與整流器8的接線端81連接。
同樣地，請綜合參看圖2、圖6、圖7，線圈122用導(dǎo)線與金屬螺釘612連接，金屬螺釘612用導(dǎo)線與整流器8的接線端82連接。
線圈123用導(dǎo)線與金屬螺釘613連接，金屬螺釘613用導(dǎo)線與整流器8的接線端83連接。
線圈124用導(dǎo)線與金屬螺釘614連接，金屬螺釘614用導(dǎo)線與整流器8的接線端84連接。
線圈125用導(dǎo)線與金屬螺釘615連接，金屬螺釘615用導(dǎo)線與整流器8的接線端85連接。
線圈126用導(dǎo)線與金屬螺釘616連接，金屬螺釘616用導(dǎo)線與整流器8的接線端86連接。
線圈127用導(dǎo)線與金屬螺釘617連接，金屬螺釘617用導(dǎo)線與整流器8的接線端87連接。
線圈128用導(dǎo)線與金屬螺釘618連接，金屬螺釘618用導(dǎo)線與整流器8的接線端88連接。
工作原理如下，參見圖1，機殼3的外壁上開有皮帶槽9，用于安裝皮帶，這樣發(fā)電機外殼3可通過皮帶輪在外力帶動下轉(zhuǎn)動，參見圖10，發(fā)電機內(nèi)磁場的方向如圖中箭頭所示，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)動時，永久磁鐵產(chǎn)生的磁場圍繞線包架1旋轉(zhuǎn)，使線包架1內(nèi)鑲嵌的線圈產(chǎn)生周期性交變電流，該交變電流通過導(dǎo)線，金屬螺釘，導(dǎo)線傳到全波整流器8的接線端81、82、83、84、85、86、87、88上，參見圖8，流到接線端81上的交變電流經(jīng)二極管D1、D2進(jìn)行全波整流后由a、b端輸出。
同理，流到接線端82上交變電流經(jīng)二極管D3、D4整流；流到接線端83上交變電流經(jīng)二極管D5、D6整流；流到接線端84上交變電流經(jīng)二極管D7、D8整流；流到接線端85上交變電流經(jīng)二極管D9、D10整流；流到接線端86上交變電流經(jīng)二極管D11、D12整流；流到接線端87上交變電流經(jīng)二極管D13、D14整流；流到接線端88上交變電流經(jīng)二極管D15、D16整流。
最后全由a、b端輸出直流電。
權(quán)利要求1.一種恒磁無刷直流發(fā)電機，包括有機殼、主軸、端蓋、機座，軸承，軸承座，永久磁鐵制成的轉(zhuǎn)子，線圈制成的定子，其特征在于定子是由若干線圈裝于一線包架內(nèi)構(gòu)成，該線包架為一有軸向中心孔的圓柱體，該中心孔的直徑尺寸與發(fā)電機主軸中部的直徑尺寸相應(yīng)，環(huán)繞所述的圓柱體中心孔的圓周上開有若干貫穿孔，所述的貫穿孔在圓柱體圓周上均勻分布，所述的貫穿孔內(nèi)鑲嵌有線圈；所述的線包架是用非金屬材料制成；轉(zhuǎn)子是由永久磁鐵，磁鐵座和機殼組成，磁鐵座是用非金屬材料彎制成的半圓形弧板，且在半圓形弧板的中部制有向外側(cè)凸出的凸塊，磁鐵座共有四塊，每兩塊半圓形磁鐵座相對拼成一整圓環(huán)磁鐵座，兩個整圓環(huán)磁鐵座分別安裝在機殼的內(nèi)壁靠近前端蓋和后端蓋的位置；所述的每個整圓環(huán)的磁鐵座上的兩凸塊凸出方向一致，在機殼內(nèi)所述的兩個整圓環(huán)磁鐵座上的兩對凸塊凸出方向相對，在每個半圓環(huán)磁鐵座凸塊的一側(cè)端面與相對磁鐵座凸塊的對應(yīng)的側(cè)端面之間安裝有一永久磁鐵條，兩個整圓環(huán)形磁鐵座之間共安裝有四條永久磁鐵條；所述磁鐵座與永久磁鐵條圍成的中空的空間內(nèi)安裝有所述的線包架，該線包架中心孔內(nèi)安裝有發(fā)電機主軸，該主軸兩端分別支承在兩機座內(nèi)，所述機殼通過兩軸承，兩軸承座支承在主軸上，機殼前部的軸承座為圓盤形，該圓盤形軸承座開有中心孔，該中心孔直徑尺寸與所述發(fā)電機主軸的前部直徑尺寸相應(yīng)；該圓盤形軸承座上環(huán)繞圓盤中心孔的圓周上均勻分布有若干金屬螺絲，且該金屬螺絲的數(shù)量與所述線包架上的貫穿孔的數(shù)量相同，所述的圓盤形軸承座與主軸之間固定連接，機殼外面的主軸上安裝有一整流器。
2.如權(quán)利要求1所述的恒磁無刷直流發(fā)電機，其特征在于所述的線包架是用膠木制成。
3.如權(quán)利要求1所述的恒磁無刷直流發(fā)電機，其特征在于所述的線包架上的貫穿孔為8個。
4.如權(quán)利要求1所述的恒磁無刷直流發(fā)電機，其特征在于所述的永久磁鐵是用稀土材料釹鐵硼制成。
5.如權(quán)利要求1所述的恒磁無刷直流發(fā)電機，其特征在于所述的機殼外壁上開有皮帶槽。
專利摘要一種恒磁無刷直流發(fā)電機,其定子是由若干線圈裝于一線包架內(nèi)構(gòu)成,線包架有中心孔,環(huán)繞中心孔的圓周上開有若干貫穿孔,貫穿孔內(nèi)鑲嵌有線圈,轉(zhuǎn)子是由永久磁鐵,磁鐵座和機殼組成,磁鐵座為半圓形弧板,且中部制有凸塊,磁鐵座共有四塊,磁鐵座凸塊側(cè)端面之間安裝有永久磁鐵條,磁鐵座與永久磁鐵條圍成的中空的空間安裝線包架,線包架中心孔內(nèi)安裝有發(fā)電機主軸,本實用新型的優(yōu)點是整機結(jié)構(gòu)簡單,成本低,運行可靠,發(fā)電效率高。
文檔編號H02K1/12GK2295291SQ9721580
公開日1998年10月21日 申請日期1997年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月27日
發(fā)明者王培源 申請人:王培源