大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)，其具有包括磁極的轉(zhuǎn)子和包括定子線圈的定子，更具體而言，本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知這樣的發(fā)電機(jī):其具有固定至輸入軸的轉(zhuǎn)子以及與轉(zhuǎn)子間隔設(shè)置的定子。所述轉(zhuǎn)子具有由磁體形成的磁極，所述磁體設(shè)置為沿著轉(zhuǎn)子的圓周方向交替地具有不同的磁性。并且，定子具有與轉(zhuǎn)子的磁體相對的突出形成的齒狀部和纏繞齒狀部的定子線圈。在這樣構(gòu)造的發(fā)電機(jī)中，通過作用在由轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場和定子線圈之間的電磁感應(yīng)而在定子線圈中感應(yīng)產(chǎn)生電壓，這使得電流流動并且產(chǎn)生電力。
[0003]在由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力為多相交流電的情況下，用于不同相的定子線圈通常沿著圓周方向依次等間隔地進(jìn)行設(shè)置。從定子線圈產(chǎn)生了相同大小的電動勢，并且取得具有均勻分布的相位的多相交流電的電力。例如，就三相交流電發(fā)電機(jī)而言，得到其間具有120°的相位差的三相交流電的電力。就五相交流電發(fā)電機(jī)而言，得到其間具有72°的相位差的五相交流電的電力。
[0004]下文所示的專利文件I公開了具有這樣的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電動機(jī):在所述轉(zhuǎn)子中，沿著圓周方向等間隔地形成有沿著軸向方向延伸的多個保持孔，并且將磁體分別設(shè)置于所述孔。
[0005]下文所示的專利文件2公開了這樣的三相交流電發(fā)電機(jī):其具有圓柱形轉(zhuǎn)子和定子，在所述圓柱形轉(zhuǎn)子的內(nèi)周設(shè)置有永磁體，所述定子設(shè)置為與所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)周間隔開。所述定子具有設(shè)置為徑向向外突出的齒狀部以及纏繞該齒狀部的定子線圈。在該發(fā)電機(jī)中，通過由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而引起的永磁體與定子線圈之間的電磁感應(yīng)來產(chǎn)生電力。
[0006]引用列表
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文件I:日本專利公開第2000-228838號
[0009]專利文件2:日本專利公開第2004-166381號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]如上所述，在常規(guī)的三相交流電發(fā)電機(jī)中，定子線圈設(shè)置為使得可以獲得三相交流電的電力，以使得由不同相產(chǎn)生的電動勢的大小彼此相等，并且相位之間的差為120°?；谶@種布置，可以通過使轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)范圍(例如，1600、2000、3500或4000rpm)內(nèi)旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生三相交流電的電力，以便滿足發(fā)電機(jī)的輸出特性要求。然而，當(dāng)轉(zhuǎn)子在如上所述的高速旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，必定會增加熱量的產(chǎn)生，并且有可能損壞發(fā)電機(jī)或者縮短發(fā)電機(jī)的壽命O
[0012]可以通過僅僅增加定子線圈的數(shù)量并且使轉(zhuǎn)子在低速旋轉(zhuǎn)范圍(例如，100rpm或者更低)內(nèi)旋轉(zhuǎn)來抑制上述的熱量產(chǎn)生。然而，常規(guī)的三相交流電發(fā)電機(jī)的布置存在以下問題:定子線圈的磁阻增大，由此使得轉(zhuǎn)子無法旋轉(zhuǎn)或者不易達(dá)到期望的旋轉(zhuǎn)速度，導(dǎo)致無法獲得期望的輸出電力。
[0013]本發(fā)明的目標(biāo)在于提供這樣一種大輸出高效率的發(fā)電機(jī):其結(jié)構(gòu)簡單并且能夠設(shè)計(jì)用于增大輸出并且降低用于定子線圈的導(dǎo)體材料的量。
[0014]解決問題的方案
[0015]本發(fā)明提供了一種大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)，其包括轉(zhuǎn)子和定子;所述轉(zhuǎn)子具有m或2m(m:不小于2的偶數(shù))個磁極部分，該磁極部分布置為沿著圓周方向交替地具有不同的極性;所述定子具有沿著與轉(zhuǎn)子相對的方向突出的m.n(n:3或4)個齒狀部，所述齒狀部沿著圓周方向以等空隙形成，其中，定子具有在沿著圓周方向的等空隙處纏繞齒狀部的m個定子線圈，并且其中每個定子線圈纏繞相鄰的η-1個齒狀部。
[0016]優(yōu)選地，每個磁極部分由具有相同極性的多個磁極形成。
[0017]優(yōu)選地，用于從定子線圈輸出產(chǎn)生的電力的電路，由電壓求和電路或者電流求和電路形成，所述電壓求和電路通過串聯(lián)連接而形成以獲得電壓之和，所述電流求和電路通過并聯(lián)連接而形成以獲得電流之和。
[0018]優(yōu)選地，用于從定子線圈輸出的產(chǎn)生的電力的電路由電壓求和電路(所述電壓求和電路通過串聯(lián)連接而形成以獲得電壓之和)與電流求和電路(所述電流求和電路通過并聯(lián)連接而形成以獲得電流之和)的結(jié)合而形成。
[0019]定子線圈所纏繞的齒狀部可以形成為一個整體。
[0020]發(fā)明的有益效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明的大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，能夠增大輸出并且降低用于定子線圈的導(dǎo)體材料的量。
【附圖說明】
[0022]圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)的布置的示意圖。
[0023]圖2為示出了定子線圈的設(shè)置的示意圖。
[0024]圖3為示出了產(chǎn)生電力輸出電路的示例的示意圖。
[0025]圖4為示出了產(chǎn)生電力輸出電路的另一個示例的示意圖。
[0026]圖5為示出了根據(jù)另一個實(shí)施方案的大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)的布置的示意圖。
[0027]圖6為示出了根據(jù)再一個實(shí)施方案的大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)的布置的示意圖。
[0028]圖7為示出了根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方案的大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)的布置的示意圖。
[0029]圖8為具有電磁體的轉(zhuǎn)子的分解立體圖。
[0030]圖9為具有電磁體的轉(zhuǎn)子的立體圖。
[0031 ]圖10為示出了磁極鐵芯的遠(yuǎn)端部分的形狀的示例的示意圖。
[0032]圖11為示出了定子線圈所纏繞的齒狀部的外觀的示意圖。
[0033]附圖標(biāo)記
[0034]10大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)
[0035]12、32 轉(zhuǎn)子
[0036]14,34 定子
[0037]16輸入軸
[0038]18磁極部分
[0039]19永磁體
[0040]20 磁軛
[0041]22齒狀部
[0042]24 槽
[0043]26定子線圈
[0044]28電流求和電路
[0045]30電壓求和電路
[0046]38磁極鐵芯
[0047]40繞線筒
[0048]42轉(zhuǎn)子線圈
[0049]44集電環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0050]下文將參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)的實(shí)施方案。圖1為示出了根據(jù)該實(shí)施方案的大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)的布置的示意圖。圖2為示出了定子線圈的設(shè)置的示意圖。
[0051 ]根據(jù)本發(fā)明的大輸出高效率單相多極的發(fā)電機(jī)(在下文中簡稱為“發(fā)電機(jī)”)1為從多個定子線圈中的每個產(chǎn)生單相交流電的電力的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)10具有轉(zhuǎn)子12和定子
14。轉(zhuǎn)子12可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置為與定子14的內(nèi)周間隔開。
[0052]轉(zhuǎn)子12為由磁性材料制成的圓柱形構(gòu)件并且與輸入軸16同心。例如，轉(zhuǎn)子12通過沿著其軸向方向堆疊電磁鋼板來進(jìn)行構(gòu)造。轉(zhuǎn)子12固定至輸入軸16以與輸入軸16整體地可旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子12具有沿著其圓周方向布置的八個磁極部分18。該實(shí)施方案中的磁極部分18為永磁體19。八個永磁體19以等空隙設(shè)置，從而使N極和S極沿著轉(zhuǎn)子12的圓周方向交替地設(shè)置。上述磁極部分18的數(shù)量僅為示例。磁極部分18的數(shù)量可以為m(m:不小于2的偶數(shù))。
[0053]在該實(shí)施方案中，作為磁極部分18設(shè)置的永磁體19的每一個沿著軸向方向而布置于轉(zhuǎn)子12的周面。但是，本發(fā)明并不限于該布置。永磁體19可以設(shè)置為嵌入至形成于轉(zhuǎn)子12的孔中，以沿著軸向方向延伸。雖然該實(shí)施方案就轉(zhuǎn)子12通過堆疊電磁鋼板來構(gòu)造的情況進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不限于該布置。轉(zhuǎn)子12可以由壓粉磁芯形成，只要其是由磁性材料制成的。
[0054]定子14設(shè)置為圍繞轉(zhuǎn)子12并且與轉(zhuǎn)子12相隔較小間隔。定子14為由磁性材料制成的圓柱形構(gòu)件并且與輸入軸16同心。例如，定子14通過沿著軸向方向堆疊電磁鋼板來進(jìn)行構(gòu)造。更具體而言，定子14通過以下步驟來形成:利用壓力將電磁鋼板沖壓為板材形式，沿著軸向方向堆疊預(yù)定數(shù)量的經(jīng)沖壓的電