一种永磁直线发电机制造技术

技术编号:14926011 阅读:119 留言:0更新日期:2017-03-30 17:56
本实用新型专利技术提供一种永磁直线发电机,包括:定子、能够做直线往复运动的动子以及电枢绕组;所述动子包括动子齿,所述定子呈马蹄状,所述定子包括作为定子齿的第一臂部和第二臂部,以及连接所述第一臂部和第二臂部的桥部;所述定子齿和所述动子齿相对设置,所述定子齿上设置作为磁极的永磁体,并且所述永磁体所生成的磁路沿着马蹄状定子传导并形成回路,且磁通平面垂直于所述动子的运动方向,所述电枢绕组缠绕在所述定子的所述桥部。本实用新型专利技术可以用于基于自由活塞发动机的增程式混合动力汽车;具有高功率密度和高容错性能;并且控制简单。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电机
,具体地说,本技术涉及一种永磁直线发电机。
技术介绍
由于车载电池的容量有限,纯电动汽车的行驶里程成为其中的一个短板,因此商业化和市场占有率受限。混合动力汽车作为传统内燃机汽车到纯电动汽车的过渡车型,利用其车载内燃机可以很好延长其不足的行驶里程。同传统汽车相比,混合动力汽车节能、排放低成为当前汽车研发的一个重点,并已开始商业化。其中增程式混合动力汽车无离合器和变速箱,结构简单,并且发动机一直处于最佳工作状态,排放小,效率高,因此得到越来越多的重视。现有的增程式混合动力汽车,如比亚迪秦和唐以及福特Volt等车型,普遍采用传统内燃机驱动旋转发电机产生增程时所需的电量。由于涉及到内燃机的直线转旋转等的复杂机械结构,其效率和可靠性受到影响。因此增程式混合动力汽车的车载发电机的效率和可靠性的提高成为当前急需解决的问题。
技术实现思路
因此,本技术的任务是提出一种能够克服上述技术缺陷的增程式混合动力汽车的车载发电机的解决方案。根据本技术的一个方面,提供了一种永磁直线发电机,包括:定子、能够做直线往复运动的动子以及电枢绕组;所述动子包括动子齿,所述定子呈马蹄状,所述定子包括作为定子齿的第一臂部和第二臂部,以及连接所述第一臂部和第二臂部的桥部;所述定子齿和所述动子齿相对设置,所述定子齿上设置作为磁极的永磁体,并且所述永磁体所生成的磁路沿着马蹄状定子传导并形成回路,且磁通平面垂直于所述动子的运动方向,所述电枢绕组缠绕在所述定子的所述桥部。其中,所述作为磁极的永磁体是条形永磁体。其中,每个所述定子齿上的条形永磁体数目均为偶数,所述条形永磁体平行排列,且相邻的所述条形永磁体的充磁方向相反。其中,所述条形永磁体表贴在所述定子齿的靠近所述动子齿一侧的端面。其中,所述条形永磁体的充磁方向垂直于所述动子的运动方向。其中,所述定子齿靠近所述动子齿的一侧制作有偶数个凹槽,相应数目的所述条形永磁体嵌入所述凹槽内。其中,所述条形永磁体的充磁方向平行于所述动子的运动方向。其中,所述动子包括呈扁平的长条状的动子轭部,所述动子齿呈条形且制作在所述动子轭部表面,若干个所述动子齿沿着动子的运动方向分两路间隔排布,这两路动子齿分别对应于所述定子的第一臂部和第二臂部。其中,所述定子的数目为五,且五个所述定子的桥部各自缠绕电枢绕组构成五相电机。其中,所述动子齿的上下两侧均设置所述定子,上下两侧的定子齿端面上表贴相同数目的条形永磁体,且上下两侧相对应的条形永磁体的充磁方向相同,同一侧的相邻条形永磁体的充磁方向相反。其中,所述动子齿的上下两侧均设置所述定子,所述动子不具有动子轭部以便于磁通穿过相对应的上下两个马蹄形定子形成大循环;相对应的上下两侧的定子齿端面上表贴相同数目的条形永磁体,且上下两侧相对应的永磁体充磁方向相同,而同一侧的相邻永磁体的充磁方向相反。与现有技术相比,本技术具有下列有益技术效果:1、可以用于基于自由活塞发动机的增程式混合动力汽车。2、具有高功率密度。3、具有高容错性能。4、控制简单。附图说明以下,结合附图来详细说明本技术的实施例,其中:图1示出了本技术一个实施例的永磁直线发电机的立体示意图;图2示出了本技术一个实施例的永磁直线发电机中的一个单相模块的立体示意图;图3示出了图2的单相模块的主视示意图;图4示出了图2的单相模块的左视示意图;图5示出了本技术一个替换的实施例中的单相模块的主视示意图;图6示出了本技术另一个实施例中的采用采用双定子结构的单相模块的主视示意图。具体实施方式本技术提出了一种适合用于增程式混合动力汽车的永磁直线发电机,图1示出了该永磁直线发电机的立体示意图,参考图1,该永磁直线发电机包括定子1、动子2和电枢绕组3,其中动子2由自由活塞式发动机的活塞头驱动做往复运动。本实施例中,永磁直线发电机采用五相电枢结构,相应地,永磁直线发电机具有五个独立的定子。每个定子均呈马蹄状,动子呈扁平的长条状,它与定子之间留有气隙。五个电枢绕组分别缠绕在五个定子上。图1中,A、B、C、D、E各自代表一个单相模块。图2示出了本实施例的永磁直线发电机中的一个单相模块的立体示意图。参考图2,定子1呈马蹄状,包括第一臂部11、第二臂部12以及连接第一臂部11和第二臂部12的桥部13。第一臂部11和第二臂部12可以视为定子齿,定子齿的端面设置有多个平行排列的条形永磁体。图3和图4分别示出了图2的单相模块的主视示意图和左视示意图,这两幅示意图能更好地示出条形永磁体的各个细节,其中,主视角方向和左视角方向在图2中用箭头示出。每个定子齿(即第一臂部11或第二臂部12)的端面各表贴三对条形永磁体14。对于每个定子齿,相邻的条形永磁体14的充磁方向相反。如图3所示,本实施例中,充磁方向由上至下和由下至上的条形永磁体14交替排布,从而使得定子齿上的南北极交替排布。两个定子齿(第一臂部11和第二臂部12)所表贴的条形永磁体的数目和尺寸一致,并且两个定子齿上位置互相对应的条形永磁体的充磁方向相反,如图4所示。这种结构能够使得磁路沿着马蹄状定子1传导并形成回路(如图2所示),且磁通平面垂直于动子2的运动方向。电枢绕组3缠绕在所述定子1的桥部13。结合参考图1和图2,动子2包括呈扁平长条状的动子轭部24,以及设置在动子轭部24上表面的两路平行排列的条形动子齿21,相邻动子齿21之间具有空隙,形成动子齿槽22。两路平行排列的条形动子齿之间留有空间,形成动子槽23。该动子槽23的宽度与定子1的桥部13尺寸相对应。参考图4,动子齿的长度与定子齿以及表贴于定子齿的永磁体14的长度一致,而动子齿21的宽度与表贴于定子的永磁体14的宽度可以一致,也可以不一致。其中,动子齿和永磁体的长度是指在垂直于动子运动方向且与动子上表面平行的方向上的尺寸。动子齿和永磁体的宽度是指与动子运动方向平行的方向上的尺寸。动子齿宽度与表贴于定子端面的条形永磁体的宽度的比值可以在0.5至2的范围内取值。本实施例中,动子采用实心铁芯制成,这是因为本实施例中的磁通在横向方向,采用实心铁芯可以减小涡流损耗。上述实施例中将条形永磁体直接表贴于定子齿的端面,这种制作定子的方法并不是唯一的。在一个替换的实施例中,可以采用将永磁体插入定子齿的方法来制作定子,图5示出了该替换的实施例中的单相模块的主视示意图。其中,定子齿面向动子的一侧制作有六个凹槽,三对条形永磁体分别插入这些凹槽中,且相邻的条形永磁体的充磁方向相反,从而使得定子齿上的南北极交替排布。本实施例中,永磁体的充磁方向为从左到右或者从右到左,即充磁方向与动子的运动方向平行。这种结构同样能够形成横向磁通(即磁通平面垂直于动子2的运动方向),即磁路沿着马蹄状定子1传导并形成回路,且磁通平面垂直于动子2的运动方向。此外,在另一个实施例中,还可以采用双定子结构,图6示出了这种双定子结构的单相模块的主视示意图。该实施例中,在动子的上下两侧均设置马蹄形定子,动子则简化为只包含动子齿,不含动子轭部。这样有利于磁通穿过上下两个马蹄形定子形成大循环。上下两侧的定子齿端面上表贴相同数目的条形永磁体,上下两侧相对应的永磁体充磁方向相同,而同一侧(上侧或下侧)的相邻永磁体的充磁方向相反。进一步地,在一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁直线发电机,包括:定子、能够做直线往复运动的动子以及电枢绕组;其特征在于,所述动子包括动子齿,所述定子呈马蹄状,所述定子包括作为定子齿的第一臂部和第二臂部,以及连接所述第一臂部和第二臂部的桥部;所述定子齿和所述动子齿相对设置,所述定子齿上设置作为磁极的永磁体,并且所述永磁体所生成的磁路沿着马蹄状定子传导并形成回路,且磁通平面垂直于所述动子的运动方向,所述电枢绕组缠绕在所述定子的所述桥部。

【技术特征摘要】
1.一种永磁直线发电机,包括:定子、能够做直线往复运动的动子以及电枢绕组;其特征在于,所述动子包括动子齿,所述定子呈马蹄状,所述定子包括作为定子齿的第一臂部和第二臂部,以及连接所述第一臂部和第二臂部的桥部;所述定子齿和所述动子齿相对设置,所述定子齿上设置作为磁极的永磁体,并且所述永磁体所生成的磁路沿着马蹄状定子传导并形成回路,且磁通平面垂直于所述动子的运动方向,所述电枢绕组缠绕在所述定子的所述桥部。2.根据权利要求1所述的永磁直线发电机,其特征在于,所述作为磁极的永磁体是条形永磁体。3.根据权利要求2所述的永磁直线发电机,其特征在于,每个所述定子齿上的条形永磁体数目均为偶数,所述条形永磁体平行排列,且相邻的所述条形永磁体的充磁方向相反。4.根据权利要求3所述的永磁直线发电机,其特征在于,所述条形永磁体表贴在所述定子齿的靠近所述动子齿一侧的端面。5.根据权利要求4所述的永磁直线发电机,其特征在于,所述条形永磁体的充磁方向垂直于所述动子的运动方向。...

【专利技术属性】
技术研发人员:李文龙邹国棠
申请(专利权)人:香港大学深圳研究院
类型:新型
国别省市:广东;44

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