新型永磁同步发电机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种新型永磁同步发电机，它可直接与动力机组成发电机组。它由定子，转子，机壳组成。转子设计成轴流式风扇形圆柱体。转子芯上均匀对称固定一对以上抑制齿谐波电动势对输出电压波形产生畸变和消除磁极表面损耗与曲折漏抗的斜形磁极，斜角尺寸为电枢的一个齿距。本实用新型专利技术与用汽油机做动力机时，可省去汽油机上的磁电机部分。故具有结构紧凑，携带方便，体积小，重量轻，成本低等优点，特别适合无电（或停电）城市家庭，边远地区，小型娱乐场所与野外作业用。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属发电设备，是采用新型永磁材料制成的同步发电机。该发电机适用于与汽油机等动力机配套组成发电机组。传统的发电机其转子部分均采用电磁铁产生磁场，制成电磁发电机。目前，有用永磁材料制成的永磁发电机，如我国专利92204162.8和88100879.6及89211130.5三个专利，他们在与汽油机等动力机组成发电机组时，其电子点火系统所需的电源一般均由单独设置在动力机上磁电机部分提供，因而使其结构复杂，成本增大，重量加重，效率降低。而且这类发电机还由于转子结构采用整体型式(如92204162.8号专利)，因其稀土磁钢受温升影响而使磁场稳定性变差，同时造价都较高，因而使其应用受到限制。再者，这些发电机的磁极有的采用“直极型”磁极，很难消除齿谐波电动势对输出电压波形的危害(产生畸变)，同时，也使磁极表面损耗与曲折漏抗加大。本技术的目的是设计一种体积小，结构简单，且省去动力机的磁电机部分，既能减轻重量又能降低温升，还能提高磁场稳定性的新型永磁同步发电机。本技术解决方案是将转子设计成轴流式风扇形的圆柱体，使其改善自身内部散热条件以保证其工作性能可靠，达到发电机输出电能质量高，稳定性好。同时，省去磁电机后将电子点火系统所需的低压传感线圈与高压充电线圈设置在定子(电枢)空槽中，从而使发电机直接固定在动力机的冷却风扇端盖上，使其结构紧凑与体积轻巧，重量与成本下降，制造工艺简单。本技术工作原理与传统发电机原理一样，即转子在定子内转动时，定子线圈切割转子上永久磁场的磁力线，使定子线圈内产生感应电动势，该感应电动势即为发电机的输出电能。本技术由转子，定子，定子线圈，外壳，冷却装置组成。本技术的转子由稀土磁极，转子芯和转轴构成。转子上的稀土磁极设计成斜形，其斜角尺寸为定子电枢的一个齿距；转子芯用具有一定刚性的非导磁性材料(如铝合金，铜，胶木，木材，硬质塑料，布胶棒等)制成。定子铁芯上均匀分布24--36个“T型”齿，齿槽中嵌有主绕组线圈，通常线圈的槽满率为70--80％，即留有20--30％的空槽，这样绕制的线圈总匝数少，阻抗小，既能消除空载电动势中的三次谐波电动势的危害，又能提高电机的有效利用率，同时也改善了发电机的电气特性。为了保证采用稀土永磁材料制作磁极在发电机内能保持稳定地工作，必须注意发电机周围及自身温度不宜太高。由于一般稀土磁性材料的理论(标称)温度值与实际工作温度值差距甚大，通常在80℃温度下工作为宜，否则发电机输出电能的稳定性将随工作温升而变差。因此，在设计稀土永磁发电机时散热条件须作为重点来考虑。所以本技术将转子芯设计成轴流式风扇形的转子芯。这不仅可节省材料、降低成本、减轻重量，主要是当转子在定子中转动时，利用转子芯的风流槽，强制性的将发电机内温度带出转子外扩散，从而能迅速降低发电机温度。解决了以往稀土磁性材料制造转子磁极所存在的这一大难题，为稀土永磁发电机的推广和发展开辟了一条可行的途径。本技术在与动力机(如汽油机)组成发电机组时，可省去原汽油机上大而笨重的磁电机，并成功地将点火系统所需的低压传感线圈与高压充电线圈巧妙地设置在发电机定子(电枢)内内20-30％的空槽中。其中高压充电线圈也可以从定子主绕组的抽头中引出。低压传感线圈是利用发电机与动力机同步运行时，当动力机(如汽油机)活塞到达上死点前18°-24°电度角时的发电机电枢空槽中设置少许圈数做点火系统的传感线圈即可。采用此方法可避免传统发电组的磁电机部分受其空间小，磁极磁场弱的限制，使其高压充电线圈的线径只能取得很细与强度差带来易击穿的缺点。从而提高了整机工作可靠性，大幅度地缩小了体积，减轻了重量，降低了成本，为稀土永磁发电机开创了“机电一体化”的新途径。以下结合附图对本技术的设计作进一步说明附图说明图1为本技术结构示意图。图2为本技术结构示意图的左视图。图3为本技术的转子结构示意图。图4为本技术的转子斜形磁场结构示意图。图5为本技术的转子上圆形磁极结构示意图。参照附图，图中1为转子，2为定子，3为发电机外壳，4为转子磁极环，5为转子芯，6为转子转轴，7为发电机冷却装置，8为动力机，9为导磁材料。图1，图2为本技术的结构示意图及左视图。图中转子1直接安装在动力机风扇端盖面的转转上，而定子部份则直接用紧固件固定在动力机冷却风扇的端盖板上。图3为本技术转子结构示意图，转子上无炭刷，无绕组，转轴6上固定有转子芯5，该转子芯设计成轴流式风扇形，即转子芯不采用简便的实芯，因为它不利于将发电机机身温度向外扩散。转子芯四周固定有用稀土磁性材料铷铁硼、钐钴等压制而成的整个子闭合圆形磁极环，或用其制成1对以上的转子闭合圆形磁极环，为了抑制齿谐波对发电机输出电能波形危害，通常将磁极设计成斜形磁极。图4为转子斜形磁极结构示意图。图中斜形磁极是将磁极两端平形切成斜角α，斜角大小为定子电枢的一个齿距。磁极环用胶粘结或用螺钉或其他方式固定在转子芯上。即将转子圆形磁极环套在转子芯上。图5为本技术的转子上圆形磁极环的结构示意图。图中A为全用稀土永磁材料压制成的圆形磁极环。为节省稀土磁极材料，在每对磁极环空隙间可用电工纯铁、低碳钢或其他导磁材料代替，使之成为圆形磁极环。B为一对稀土磁极与其他导磁材料(如电工纯铁、低碳钢等)制成的圆形磁极环。C为二对稀土磁极与其他导磁材料制成的圆形磁极环。D为三对稀土磁极与其他导磁材料制成的圆形磁极环，余依次类推。图中有星点的为稀土磁极，无点的为其他导磁材料。其他导磁材料的斜角及厚度、宽度与圆弧尺寸大小与稀土磁极的尺寸一致，二者相组合成一同心圆环，套在转子芯外面，用胶或螺钉或其他方式固定在转子芯上，转子芯与转轴固定在一起。本技术与汽油机等动力机组成发电机组时，具有结构紧凑、携带方便、体积小、重量轻、成本低等优点。特别适合无电(停电)城市家庭，边远地区，小型娱乐场所与野外作业用。权利要求1.一种由静止部分的定子，定子线圈，转子及外壳组成的新型永磁同步发电机其特征在于A、转子由稀土磁极、转子芯和转轴制造成轴流式风扇形的圆柱体；B、定子的70-80％槽内内嵌有主绕组线圈，空槽中绕有供动力机点火系统用的低压传感线圈与高压充电线圈。2.根据权利要求1所述的新型永磁同步发电机其特征在于转子的转子芯外固定有稀土永磁制成的闭合圆形磁极环或采用1对以上稀土永磁与导磁材料相间隔制成均匀对称的斜形闭合圆形磁极环。3.根据权利要求1或2所述的新型永磁同步发电机，其特征在于闭合圆形磁极环上的斜形磁极斜角尺寸为电枢齿的一个齿距。4.根据权利要求1所述的新型永磁同步发电机，其特征在于定子电枢空槽中低压传感线圈安在动力机活塞到达上死点前18°-24°电度角时的发电机空槽中。5.根据权利要求1所述的新型永磁同步发电机，其特征在于发电机转子部分直接安装在动力机风扇端盖面的转轴上，定子部分直接固定在动力机冷却风扇的端盖上。6.根据权利要求1所述的新型永磁同步发电机，其特征在于转子的转子芯用非导磁材料制成。专利摘要本技术提供了一种新型永磁同步发电机，它可直接与动力机组成发电机组。它由定子，转子，机壳组成。转子设计成轴流式风扇形圆柱体。转子芯上均匀对称固定一对以上抑制齿谐波电动势对输出电压波形产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由静止部分的定子，定子线圈，转子及外壳组成的新型永磁同步发电机其特征在于：Ａ、转子由稀土磁极、转子芯和转轴制造成轴流式风扇形的圆柱体；Ｂ、定子的７０－８０％槽内内嵌有主绕组线圈，空槽中绕有供动力机点火系统用的低压传感线圈与高压充电线圈。２、根据权利要求１所述的新型永磁同步发电机其特征在于：转子的转子芯外固定有稀土永磁制成的闭合圆形磁极环或采用１对以上稀土永磁与导磁材料相间隔制成均匀对称的斜形闭合圆形磁极环。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于波，
申请(专利权)人：成都志达实业总公司，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]