永磁发电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种永磁发电机，包括发电机定子组件、发电机转子组件、左右端盖、电流转换器总成，所述发电机定子组件包括电机壳体、定子软磁磁芯、定子线圈，定子软磁磁芯上设有2n±2k个定子磁芯槽齿，每个定子磁芯槽齿上连接定子永磁磁条和定子软磁磁条，定子软磁磁芯的两侧固定有定子支撑架；所述发电机转子组件包括转子中心轴、转子软磁磁芯、转子线圈，转子软磁磁芯上设有2n个转子磁芯槽齿，每个转子磁芯槽齿上连接转子永磁磁条和转子软磁磁条，转子软磁磁芯的两侧固定有转子支撑架。采用本结构后，具有结构设计合理、外部提供的驱动力小、能量转化率高、实用性好、电流产生的洛伦兹力方向与转子运转方向相对垂直等优点。

【技术实现步骤摘要】
永磁发电机
本技术涉及发电机
，特别是一种可提高发电机电能转换率的永磁发电机。
技术介绍
现有的发电机主要由定子、转子、端盖、电刷、机座及轴承等部件构成。定子由机座、定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部件的其他结构件组成。转子由转子铁芯、转子磁极（有磁轭、磁极绕组）、滑环转轴等部件组成。通过轴承、机座及端盖将发动机的定子、转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，使转子形成旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电流，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。在发电机中，导线做切割磁力线运动时，导线中随导线运动的电荷受洛伦兹力作用产生定向移动，运动电荷同时受安培力的作用阻碍导线运动。这个过程中两个现象的产生都是运动电荷在磁场中受洛伦兹力作用的结果，完成了机械能向电能的转化。洛伦兹力是运动电荷在磁场中所受到的力，洛伦兹力的大小是f＝│q│vBsinθ，其中f是洛伦兹力，q是带电粒子的电荷量，v是带电粒子的速度，B是磁感应强度，θ是v和B的夹角。现有的发电机存在以下缺点：在导线做切割磁力线运动时，感应电流产生的洛伦兹力方向与转子旋转要驱动的外力的方向相反，相当于一对作用力与反作用力，外力克服洛伦兹力做功，加上其他额外的损耗，外力驱动能的消耗比较大，能量转化率比较低。为此，许多生产厂家和有识之士进行开发和研制，但至今尚未有较理想的产品面世。
技术实现思路
为克服现有技术存在外力驱动能消耗大、能量转化率低的问题，本技术的目的是提供一种结构设计合理、外部提供的驱动力小、能量转化率高、实用性好、电流产生的洛伦兹力方向与发电机转子运转方向相对垂直的永磁发电机。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案，它包括发电机定子组件、发电机转子组件、左右端盖、电流转换器总成，所述的发电机定子组件包括电机壳体、定子软磁磁芯、定子线圈，定子软磁磁芯上设有2n±2k个定子磁芯槽齿并固定在电机壳体上，每个定子磁芯槽齿上依次连接定子永磁磁条和定子软磁磁条，定子软磁磁芯的左右两侧对应固定有压紧定子永磁磁条和定子软磁磁条的定子支撑架，左右两侧的定子支撑架上设有与定子磁芯槽齿以及定子永磁磁条和定子软磁磁条端面相配合的定子支架槽齿，定子磁芯槽齿、定子永磁磁条、定子软磁磁条和定子支架槽齿组成2n±2k个定子槽齿，每个定子槽齿上对应嵌入一组定子线圈；所述的发电机转子组件包括转子中心轴、转子软磁磁芯、转子线圈，转子软磁磁芯上设有2n个转子磁芯槽齿并固定在转子中心轴上，每个转子磁芯槽齿上依次连接转子永磁磁条和转子软磁磁条，转子软磁磁芯的左右两侧对应固定有压紧转子永磁磁条和转子软磁磁条的转子支撑架，左右两侧的转子支撑架上设有与转子磁芯槽齿以及转子永磁磁条和转子软磁磁条端面相配合的转子支架槽齿，转子磁芯槽齿、转子永磁磁条、转子软磁磁条和转子支架槽齿组成2n个转子槽齿，每个转子槽齿上对应嵌入一组转子线圈，转子中心轴可转动地设置在左右端盖上,n和k为自然数，n≥15，k/n≤1/15；当外力驱动转子中心轴旋转使其中一个及一个以上的转子槽齿与相对应的定子槽齿正对磁性相吸时，其上正对的转子永磁磁条与相对应的定子永磁磁条产生的磁力线重合并构成互感磁场回路，各自扩大该组磁力线的磁场回路，该重合磁力线同时切割该组转子线圈和定子线圈产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向与转子运动方向垂直；当外力驱动转子中心轴旋转使其中一个及一个以上的转子槽齿与相对应的定子槽齿正对磁性相斥时，其上正对的转子永磁磁条与相对应的定子永磁磁条产生的磁力线相排斥抵消，各自缩小该组磁力线的磁场回路，并构成各自自感磁场回路，该磁力线各自切割该组转子线圈和定子线圈产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向与转子运动方向垂直。当外力驱动转子中心轴旋转使其中一组转子槽齿与相对应的定子槽齿正对时，转子永磁磁条与相对应的定子永磁磁条产生的磁力线重合并构成互感磁场回路，该磁力线同时切割该组转子线圈和定子线圈产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向与转子运动方向垂直；当发电机转子组件继续转动时，不同相位的转子永磁磁条与相对应的定子永磁磁条按转动顺序依次产生磁力线重合并构成互感磁场回路，该磁力线同时切割相对应的转子线圈和定子线圈产生感应电动势并输出感应电流。本技术的进一步方案，所述的定子软磁磁条由软磁片叠加而成，其上设有定子磁条横杆孔，定子磁条横杆孔上安装有定子横杆，定子横杆的两端对应固定在左右两侧定子支撑架的定子支撑架横杆孔上；所述左右两侧的定子支架槽齿和相配合的定子软磁磁条上对应设有定子支架锲槽和定子磁条锲槽，定子支架锲槽和定子磁条锲槽上对应安装有定子槽锲。本技术的进一步方案，所述的转子软磁磁条由软磁片叠加而成，其上设有转子磁条横杆孔，转子磁条横杆孔上安装有转子横杆，转子横杆的两端对应固定在左右两侧转子支撑架的转子支撑架横杆孔上；所述左右两侧的转子支架槽齿和相配合的转子软磁磁条上对应设有转子支架锲槽和转子磁条锲槽，转子支架锲槽和转子磁条锲槽上对应安装有转子槽锲。本技术的进一步方案，所述转子槽齿的转子槽齿宽度与转子齿槽宽度的比值小于2，转子槽齿的转子槽齿宽度与转子槽齿高度的比值小于1.5。本技术的进一步方案，所述定子槽齿的定子槽齿宽度与定子齿槽宽度的比值小于2，定子槽齿的定子槽齿宽度与定子槽齿高度的比值小于1.5。本技术的进一步方案，所述的每一组定子线圈的一端连接定子线圈第二引线同时又通过二极管并联有定子线圈第一引线，另一端连接定子线圈第四引线同时又通过二极管并联有定子线圈第三引线，定子线圈第一引线和定子线圈第四引线与定子线圈组成供电回路，定子线圈第三引线和定子线圈第二引线与定子线圈组成相反方向的供电回路。本技术的进一步方案，所述的每一组转子线圈的一端连接在转子线圈第一电刷滑环上，同时又通过二极管并联在转子线圈第二电刷滑环上，另一端连接在转子线圈第三电刷滑环上，同时又通过二极管连接在转子线圈第四电刷滑环上，转子线圈第一电刷滑环和转子线圈第四电刷滑环与转子线圈组成供电回路，转子线圈第三电刷滑环和转子线圈第二电刷滑环与转子线圈组成相反方向的供电回路。采用上述结构后，与现有技术相比有如下优点：一是由于定子软磁磁芯上设有2n±2k个定子槽齿，定子槽齿由定子磁芯槽齿、定子永磁磁条、定子软磁磁条和定子支架槽齿组成，每一个定子槽齿上对应嵌入一组定子线圈，转子软磁磁芯上设有2n个转子槽齿，转子槽齿由转子磁芯槽齿、转子永磁磁条、转子软磁磁条和转子支架槽齿组成，每一个转子槽齿上通过转子槽锲对应嵌入一组转子线圈，可以解决定子槽齿与转子槽齿数量相同时同性相吸或异性相斥导致发电机转子组件旋转阻力大的问题。二是当其中一个及一个以上的转子槽齿与相对应的定子槽齿正对时，转子永磁磁条与相对应的定子永磁磁条产生的磁力线重合并构成互感磁场回路，磁场倍增，该磁力线同时切割该组转子线圈和定子线圈产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向与转子运动方向垂直，该定子槽齿与相对应的转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁发电机，包括发电机定子组件(5)、发电机转子组件(6)、左右端盖(4、7)、电流转换器总成(3)，其特征是：所述的发电机定子组件(5)包括电机壳体(51)、定子软磁磁芯(53)、定子线圈(54)，定子软磁磁芯(53)上设有2n±2k个定子磁芯槽齿(73)并固定在电机壳体(51)上，每个定子磁芯槽齿(73)上依次连接定子永磁磁条(55)和定子软磁磁条(56)，定子软磁磁芯(53)的左右两侧对应固定有压紧定子永磁磁条(55)和定子软磁磁条(56)的定子支撑架(52)，左右两侧的定子支撑架(52)上设有与定子磁芯槽齿(73)以及定子永磁磁条(55)和定子软磁磁条(56)端面相配合的定子支架槽齿(71)，定子磁芯槽齿(73)、定子永磁磁条(55)、定子软磁磁条(56)和定子支架槽齿(71)组成2n±2k个定子槽齿(82)，每个定子槽齿(82)上对应嵌入一组定子线圈(54)；所述的发电机转子组件(6)包括转子中心轴(68)、转子软磁磁芯(67)、转子线圈(62)，转子软磁磁芯(67)上设有2n个转子磁芯槽齿(81)并固定在转子中心轴(68)上，每个转子磁芯槽齿(81)上依次连接转子永磁磁条(66)和转子软磁磁条(64)，转子软磁磁芯(67)的左右两侧对应固定有压紧转子永磁磁条(66)和转子软磁磁条(64)的转子支撑架(63)，左右两侧的转子支撑架(63)上设有与转子磁芯槽齿(81)以及转子永磁磁条(66)和转子软磁磁条(64)端面相配合的转子支架槽齿(77)，转子磁芯槽齿(81)、转子永磁磁条(66)、转子软磁磁条(64)和转子支架槽齿(77)组成2n个转子槽齿(83)，每个转子槽齿(83)上对应嵌入一组转子线圈(62)，转子中心轴(68)可转动地设置在左右端盖(4、7)上, n和k为自然数，n≥15，k/n≤1/15；当外力驱动转子中心轴(68)旋转使其中一个及一个以上的转子槽齿(83)与相对应的定子槽齿(82)正对磁性相吸时，其上正对的转子永磁磁条(66)与相对应的定子永磁磁条(55)产生的磁力线重合并构成互感磁场回路，各自扩大该组磁力线的磁场回路，该重合磁力线同时切割该组转子线圈(62)和定子线圈(54)产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向与转子运动方向垂直；当外力驱动转子中心轴(68)旋转使其中一个及一个以上的转子槽齿(83)与相对应的定子槽齿(82)正对磁性相斥时，其上正对的转子永磁磁条(66)与相对应的定子永磁磁条(55)产生的磁力线相排斥抵消，各自缩小该组磁力线的磁场回路，并构成各自自感磁场回路，该磁力线各自切割该组转子线圈(62)和定子线圈(54)产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向与转子运动方向垂直。/n...

【技术特征摘要】
1.一种永磁发电机，包括发电机定子组件(5)、发电机转子组件(6)、左右端盖(4、7)、电流转换器总成(3)，其特征是：所述的发电机定子组件(5)包括电机壳体(51)、定子软磁磁芯(53)、定子线圈(54)，定子软磁磁芯(53)上设有2n±2k个定子磁芯槽齿(73)并固定在电机壳体(51)上，每个定子磁芯槽齿(73)上依次连接定子永磁磁条(55)和定子软磁磁条(56)，定子软磁磁芯(53)的左右两侧对应固定有压紧定子永磁磁条(55)和定子软磁磁条(56)的定子支撑架(52)，左右两侧的定子支撑架(52)上设有与定子磁芯槽齿(73)以及定子永磁磁条(55)和定子软磁磁条(56)端面相配合的定子支架槽齿(71)，定子磁芯槽齿(73)、定子永磁磁条(55)、定子软磁磁条(56)和定子支架槽齿(71)组成2n±2k个定子槽齿(82)，每个定子槽齿(82)上对应嵌入一组定子线圈(54)；所述的发电机转子组件(6)包括转子中心轴(68)、转子软磁磁芯(67)、转子线圈(62)，转子软磁磁芯(67)上设有2n个转子磁芯槽齿(81)并固定在转子中心轴(68)上，每个转子磁芯槽齿(81)上依次连接转子永磁磁条(66)和转子软磁磁条(64)，转子软磁磁芯(67)的左右两侧对应固定有压紧转子永磁磁条(66)和转子软磁磁条(64)的转子支撑架(63)，左右两侧的转子支撑架(63)上设有与转子磁芯槽齿(81)以及转子永磁磁条(66)和转子软磁磁条(64)端面相配合的转子支架槽齿(77)，转子磁芯槽齿(81)、转子永磁磁条(66)、转子软磁磁条(64)和转子支架槽齿(77)组成2n个转子槽齿(83)，每个转子槽齿(83)上对应嵌入一组转子线圈(62)，转子中心轴(68)可转动地设置在左右端盖(4、7)上,n和k为自然数，n≥15，k/n≤1/15；当外力驱动转子中心轴(68)旋转使其中一个及一个以上的转子槽齿(83)与相对应的定子槽齿(82)正对磁性相吸时，其上正对的转子永磁磁条(66)与相对应的定子永磁磁条(55)产生的磁力线重合并构成互感磁场回路，各自扩大该组磁力线的磁场回路，该重合磁力线同时切割该组转子线圈(62)和定子线圈(54)产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向与转子运动方向垂直；当外力驱动转子中心轴(68)旋转使其中一个及一个以上的转子槽齿(83)与相对应的定子槽齿(82)正对磁性相斥时，其上正对的转子永磁磁条(66)与相对应的定子永磁磁条(55)产生的磁力线相排斥抵消，各自缩小该组磁力线的磁场回路，并构成各自自感磁场回路，该磁力线各自切割该组转子线圈(62)和定子线圈(54)产生感应电动势并输出感应电流，该电流产生的洛仑兹力方向与转子运动方向垂直。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄耿正，
申请(专利权)人：黄耿正，
类型：新型
国别省市：浙江;33