具有定子和转子的发电机制造技术

本实用新型专利技术涉及具有定子和转子的发电机。该发电机具有定子和转子,并且定子包括在轴向端部处具有至少一个轴向偏移线圈的中心轴,使得中心轴的主要中心部分不被线圈包围,线圈被配置成使中心轴磁化。定子包括多个发电层，每个发电层包括围绕中心轴周向设置的发电绕组，以及转子包括与主要中心部分对齐的磁化层。发电层的至少一个发电层为包括管状体和至少一个轴向偏移线圈的管状组件的形式，其中管状体与中心轴同轴，至少一个轴向偏移线圈在轴向端部处，使得管状体的主要中心部分不被线圈包围，线圈被配置成使管状体磁化。

Generator with stator and rotor

The utility model relates to a generator with stator and rotor. The generator has a stator and a rotor, and the stator includes a central axis with at least one axial offset coil at the axial end, so that the main central part of the central axis is not surrounded by the coil, and the coil is configured to magnetize the central axis. The stator consists of a plurality of generating layers, each of which includes generating windings arranged circumferentially around the central axis, and the rotor includes a magnetized layer aligned with the main central part. At least one generating layer of the generating layer is in the form of a tubular assembly comprising a tubular body and at least one axial offset coil, in which the tubular body is coaxial with the central axis and at least one axial offset coil is at the axial end so that the main central part of the tubular body is not surrounded by the coil, and the coil is configured to magnetize the tubular body.

【技术实现步骤摘要】
具有定子和转子的发电机
本技术涉及电机且具体涉及发电机。本技术更具体地涉及具有中心磁轴的发电机。
技术介绍
在常规的发电机设计中，发电机的最内中心部分为转子，该转子为发电机的旋转构件。该旋转部分为生成发电机的EMF(电磁场)的磁场源(即，磁化构件或磁化层)。该转子生成的磁场与作为定子的一部分的绕组中的导体相交或将其“切断”并且生成电流。申请人了解具有多个转子层和/或多个定子层的发电机设计。在申请人了解的大多数常规设计中，磁场源为转子，而定子总是静止的且为用于发电机的导体。在其他设计中，定子不是磁场的来源。申请人指出，期望增加磁通密度以增加发电机的发电能力。申请人期望一种发电机，其中定子辅助使磁场成形并加强磁场，但其为发电层而不是磁化层。
技术实现思路
因此，本技术提供了一种具有定子和转子的发电机，其中：定子包括中心轴并且在中心轴的轴向端部处具有至少一个轴向偏移线圈(被称为盘绕部分)，使得中心轴的主要中心部分不被线圈包围，该线圈被配置成使中心轴磁化，使得中心轴具有轴向间隔开的不同的磁极，其中一个极设置在盘绕部分处以及另一个极设置在主要中心部分处；定子包括多个发电层，每个发电层包括围绕中心轴周向设置、相对于中心轴固定并且与中心轴的主要中心部分径向对齐的发电绕组；转子包括围绕第一发电层同轴布置并且与主要中心部分径向对齐的磁化层，该磁化层具有径向间隔开的不同的磁极，其中内部磁极具有与中心轴的对齐的主要中心部分不同的极性；以及发电层的至少一个发电层为管状组件的形式，该管状组件包括：管状体，该管状体与中心轴同轴；以及至少一个轴向偏移线圈(被称为盘绕部分)，该轴向偏移线圈在管状体的轴向端部处，使得管状体的主要中心部分不被线圈包围，该线圈被配置成使管状体磁化，使得管状体具有轴向间隔开的不同的磁极，其中一个极设置在盘绕部分处以及另一个极设置在主要中心部分处；其中发电绕组设置在管状体的中心部分处或与管状体的中心部分径向对齐。主要中心部分可被认为是中心轴的能动部分或磁化部分，即使中心轴通常为发电层。中心轴可在其单个端部处具有单个线圈。在此情况下，中心轴可具有两个磁极，一个磁极在盘绕部分处以及一个磁极在主要中心部分处。主要中心部分和盘绕部分可为N-S或S-N(其中贯穿本说明书，N代表北极，S代表南极)。中心轴可具有一对线圈，其中每个端部处有一个线圈。在此情况下，中心轴可具有三个磁极，在每个线圈部分处有一个磁极以及在主要中心部分处有一个磁极。三个磁极可交替，例如N-S-N或S-N-S。中心轴可轴向向外突出越过发电层。更具体地，盘绕部分可向外突出越过发电层，而主要中心部分可被发电层包围或包裹。如果有两个线圈，那么中心轴的两端可轴向向外突出越过发电层。主要中心部分可比盘绕部分大1-5倍或长1-5倍，并且更具体地可长2-3倍。发电层可为第一发电层，并且发电机可包括多个发电层。发电层可都包括定子。发电层可相对于彼此和中心轴固定。发电层可相对于发电机的支撑结构或壳体固定。可存在多个磁化层。磁化层与一个或多个发电层可交替布置。磁化层可都包括转子。磁化层可相对于彼此固定。替代地，磁化层可为反向旋转的。磁化层可具有交替的极性。可存在N个磁化层和N个发电层，其中N为1或更大。可存在N个磁化层和N+1个发电层，其中N可为1或更大，例如2。最外层可为发电层。最外层可为静止的。发电机可包括包裹最外层的圆柱形金属套筒。金属套筒和最外层可搁置在发电机的框架上或者固定到发电机的框架。金属套筒可用于提供磁通量回路以及使磁场成形。通过改进，在存在三个或更多个磁化层(即，N≥3)的情况下，交替磁化层可为旋转的，从而形成转子的一部分，而剩余的磁化层可为静止的，从而形成定子的一部分。一组磁化层(例如，静止的磁化层)可在转子旋转时进行电子切换，以便维持交替的极性布置。所述(或每个)磁化层可由永磁体或电磁体提供。如果磁化层由电磁体提供，则这些电磁体可为电子可切换的以切换或反转它们的极性。根据本技术的发电机的构型的目的可为：■增加磁化层之间的磁通量,从而提高发电机的效率；■矫直磁化层之间的磁场，使其与(一个或多个)发电层中的导体垂直相交或被其切割；■由于最内部(即，中心轴)通过磁链将所有层吸引到中心，所以减小了离心力负荷；■减小极之间的距离，并且从而提高发电机的效率。可注意到，管状组件具有的构型与中心轴的构型相似。管状组件可形成定子的一部分。管状组件可在其单个端部处具有单个线圈。在此情况下，管状组件可具有两个磁极，一个磁极在盘绕部分处以及一个磁极在主要中心部分处。主要中心部分和盘绕部分可为N-S或S-N。管状组件可具有一对线圈，其中每个端部处有一个线圈。在此情况下，管状组件可具有三个磁极，在每个线圈部分处有一个磁极，以及在主要中心部分处有一个磁极。三个磁极可交替，例如N-S-N或S-N-S。管状组件的主体可由金属(例如，钢铁)制成。管状体可具有圆形或多边形(例如，正方形、矩形)横截面轮廓。管状组件的主体可包括多个层压件。管状组件的发电绕组可设置在层压件之中。磁化层可径向设置在管状组件内部。磁化层可设置在管状组件的两侧上。所述或每个磁化层可与管状组件的主要中心部分对齐。所述或每个磁化层的相邻极可具有与管状组件的主要中心部分不同的极性。如果在管状组件的每侧上存在磁化层，则磁化层的相邻极可与管状组件的主要中心部分相同和不同。例如，管状组件的主要中心部分可具有S极性，以及所述或每个磁化层的相邻极可为N。如果存在磁性套筒，则管状体可物理地或磁性地耦接到磁性套筒。附图说明现将参考附图以举例的方式进一步描述本技术。在附图中：图1示出根据本技术的发电机的实施例的示意性轴向剖视图，该发电机包括作为发电层的管状组件；图2示出根据本技术的发电机的另一个实施例的示意性轴向剖视图，该发电机包括作为发电层的两个管状组件；图3示出根据本技术的发电机的另一个实施例的示意性轴向剖视图，该发电机包括作为发电层的偏移管状组件；以及图4示出根据本技术的发电机的另一个实施例的示意性轴向剖视图，该发电机包括作为发电层和磁性套筒的偏移管状组件。具体实施方式图1示出根据本技术的发电机300的第一实施例。在所有附图中，为了进行清楚的说明，各层的厚度和层之间的间隙可不按比例，它们可被放大或缩小。发电机300是用于从机械旋转输入产生输出电力的发电机。发电机300具有形成发电机300的定子的基础的中心轴202。中心轴302为圆柱形且为细长的。中心轴302具有围绕其每个端部缠绕的两个轴向偏移线圈204、204.1。线圈204、线圈204.1的存在用于将中心轴202分为三部分：两个盘绕部分206和主要中心部分208。主要中心部分208比每个盘绕部分106长约三倍。线圈204、204.1在使用中通电并用作电磁体以使中心轴202磁化。因此，当线圈204、204.1通电时，中心轴202产生三个轴向间隔开的磁极。在该示例中，盘绕部分204、204.1具有S极性且主要中心部分208具有N极性。发电绕组210围绕中心轴202的主要中心部分208设置。这些发电绕组210基本上构成发电层220。绕组210可紧密靠近甚至邻接中心轴202。磁化层222围绕发电层220设置，以产生延伸穿过发电层22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有定子和转子的发电机，其特征在于：所述定子包括中心轴并且在所述中心轴的轴向端部处具有至少一个轴向偏移线圈，所述轴向偏移线圈被称为盘绕部分，使得所述中心轴的主要中心部分不被所述线圈包围，所述线圈被配置成使所述中心轴磁化，使得所述中心轴具有轴向间隔开的不同的磁极，其中一个极设置在所述盘绕部分处以及另一个极设置在所述主要中心部分处；所述定子包括多个发电层，每个发电层包括围绕所述中心轴周向设置、相对于所述中心轴固定并且与所述中心轴的所述主要中心部分径向对齐的发电绕组；所述转子包括围绕第一发电层同轴布置并且与所述主要中心部分径向对齐的磁化层，所述磁化层具有径向间隔开的不同的磁极，其中内部磁极具有与所述中心轴的对齐的主要中心部分不同的极性；以及所述发电层的至少一个发电层为管状组件的形式，所述管状组件包括：管状体，所述管状体与所述中心轴同轴；以及至少一个轴向偏移线圈，所述轴向偏移线圈被称为盘绕部分，所述轴向偏移线圈在所述管状体的轴向端部处，使得所述管状体的主要中心部分不被所述线圈包围，所述线圈被配置成使所述管状体磁化，使得所述管状体具有轴向间隔开的不同的磁极，其中一个极设置在所述盘绕部分处以及另一个极设置在所述主要中心部分处，其中所述发电绕组设置在所述管状体的所述中心部分处或与所述管状体的所述中心部分径向对齐。...

【技术特征摘要】
1.一种具有定子和转子的发电机，其特征在于：所述定子包括中心轴并且在所述中心轴的轴向端部处具有至少一个轴向偏移线圈，所述轴向偏移线圈被称为盘绕部分，使得所述中心轴的主要中心部分不被所述线圈包围，所述线圈被配置成使所述中心轴磁化，使得所述中心轴具有轴向间隔开的不同的磁极，其中一个极设置在所述盘绕部分处以及另一个极设置在所述主要中心部分处；所述定子包括多个发电层，每个发电层包括围绕所述中心轴周向设置、相对于所述中心轴固定并且与所述中心轴的所述主要中心部分径向对齐的发电绕组；所述转子包括围绕第一发电层同轴布置并且与所述主要中心部分径向对齐的磁化层，所述磁化层具有径向间隔开的不同的磁极，其中内部磁极具有与所述中心轴的对齐的主要中心部分不同的极性；以及所述发电层的至少一个发电层为管状组件的形式，所述管状组件包括：管状体，所述管状体与所述中心轴同轴；以及至少一个轴向偏移线圈，所述轴向偏移线圈被称为盘绕部分，所述轴向偏移线圈在所述管状体的轴向端部处，使得所述管状体的主要中心部分不被所述线圈包围，所述线圈被配置成使所述管状体磁化，使得所述管状体具有轴向间隔开的不同的磁极，其中一个极设置在所述盘绕部分处以及另一个极设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·W·马克格鲁，
申请(专利权)人：KMN履行信托暂时托管会，
类型：新型
国别省市：南非,ZA