专利名称：一种高效率发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电机，特别涉及一种无刷自激发电机。
中国专利公开号CN2277595Y公开了一种汽车交流发电机，它由定子、转子、机座等组成，其特点是转子部分的极爪的形状由沿截头圆锥体中心轴按圆弧形剖开的截头圆锥体约一半构成，极爪外表面为弧形，相连起来构成转子的外圆，内表面即是截头圆锥体的锥面。由于整个极爪是N极与S极交错，极爪侧面的漏磁大小直接影响发电机的有关性能，如发电机的效率、发热、低速性能等。漏磁大个又取决于极爪间的磁路径长短，路径长漏磁小，路径短漏磁大。如果极爪对数一定的情况下，仅考虑加大磁路径，也就是加大极爪间的距离，那么必然减小极爪的截面积，极爪的截面积减小，则磁通量必然减小，而磁通量减小，又影响发电机的效率等有关性能。磁通量和漏磁这是一对矛盾，目前现有技术无法很好地处理上述矛盾，漏磁系数均在1.3-1.4之间。上述专利由于极爪的形状由沿截头圆锥体中心轴按圆弧形剖开的截头圆锥体约一半，极爪间的漏磁路径短，漏磁大，而且极爪最低点的漏磁不可能减少至零，因此这种发电机效率不高，温升高，低速性能不理想。
本发明的目的是为克服以上现有技术的不足，提供一种漏磁小、磁通量大的发电机。
本发明是以如下方式完成的，它的定子安装在机体上，转子安装在定子内，转子为转轴上安装着极爪(S、N极)，励磁托架及线圈安装在极爪与转轴之间，极爪沿转轴的径向截面为双曲线形。
本发明的极爪径向截面采用双曲线形，在磁通量和漏磁之间找到了两者兼顾的平衡点，有效地解决了这矛盾。双曲线离心率e＞1，张口大小与渐开线斜率有关，极爪间的距离离轴心越近，距离越大，漏磁越小，双曲线断面极爪N-S极的最低点极爪间的漏磁为零，而且各极爪间和极爪最低点的漏磁减少至最低值，同时又使极爪截面积能充分保证磁通量的需要。因此，本发明与现有技术相比具有效率高、功率大、漏磁系数低、转速特性平坦宽阔等优点。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的有效磁通路径图3是图1A-A极爪的径向截面视图；图4是极爪的轴向截面视图；图5是转子的外圆柱表面展开图；下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
参见图1、2、3、4，本发明由机(4)、定子(1)、转子(5)、励磁托架及线圈(3)组成，定子(1)安装在机体(4)内，转子(5)安装在定子(1)内，励磁托架及线圈安装(3)在极爪(2)与转轴(6)之间，转子(5)是转轴(6)上安装着前极爪和后极爪构成，每个S(N)极爪沿转轴的的径向截面为双曲线形。当励磁线圈有电流通过时，所产生的有效主磁通其路径是转子(5)—辅加气隙(7)—托架(3)—辅加气隙(8)—左极爪(9)—主气隙(10)—定子铁心(1)—主气隙(10)—右极爪(2)—转子(5)磁轭构成磁回路。当转子旋转时，磁场从定子绕组掠过产生三相对称电势。发电机的主要漏磁是极爪侧间的漏磁，由于双曲线形极爪侧间的距离离轴心越近，距离越大，漏磁越小，离轴心最近的顶点漏磁近于零。整个极爪侧间的漏磁减小，有限工作主磁通得到充分利用，因此发电机的性能得到改善。
见图5，极爪在转子的外圆柱表面上的形状为正弦形。由于主气隙的磁通分布为正弦形，定子绕组中的感应电势也是接近正弦形，因此，将极爪外表面设计为正弦形，可以使磁通分布更加合理，在端部及内部的漏磁减小至最小，使其电性能更好。另外，极爪表面为正弦形考虑磁通时，可简化成梯形面积考虑，梯形的下底为正弦的底宽，梯形的上底等于正弦底宽的0.273倍，梯形的高就是正弦的幅值。
极爪面对转轴(6)的内表面，其轮廓线为抛物线形。这种形状的极爪具有体积大，能够避免磁饱和，有效地增加极爪中的磁通量。
见图5，本发明的左极爪(9)和右极爪(2)相互交错排列并连接成一体。两者可通过非导磁材料(11)焊接成一体。
具有上述三维一体极爪的本实用新型与现有技术相比1)漏磁系数由1.3-1.4下降至1.06-1.08；2)效率提高10-15％，如3kw发电机效率达92.7％、5kw发电机效率达94％；3)它与输入机械功率成2.8次方，特别适用于风力、海浪发电；4)具有宽特性，转速特性在0.5-1.5倍额定转速范围内都能保持离的效率；5)漏磁少，消耗少必然温升低。
权利要求
1.一种高效率发电机，它的定子1安装在机体4上，转子5安装在定子1内，转子5为转轴6上安装着极爪(S、N极)，励磁托架及线圈3安装在极爪与转轴6之间，其特征在于极爪沿转轴的径向截面为双曲线形。
2.根据权利要求1所述的一种高效率发电机，其特征在于极爪在转子的外圆柱表面上的形状为正弦形。
3.根据权利要求1、2所述的一种高效率发电机，其特征在于极爪面对转轴(6)的表面，其轮廓线为抛物线形。
4.根据权利要求1、2所述的一种高效率发电机，其特征在于左极爪9和右极爪2相互交错排列并连接成一体。
5.根据权利要求4所述的一种高效率发电机，其特征在于左极爪9和右极爪2两者通过非导磁材料11连接成一体。
全文摘要
一种高效率发电机,它的定子1安装在机体4上,转子5安装在定子1内,转子5为转轴6上安装着极爪2、9(S、N极),励磁托架及线圈3安装在极爪与转轴6之间,极爪2、9沿转轴6的径向截面为双曲线形,极爪2、9在转子的外圆柱表面上的形状为正弦形,极爪面对转轴(6)的表面,其轮廓线为抛物线形。本发明具有:1)漏磁系数白1.3－1.4下降至1.06－1.08;2)效率提高10－15%,如3kw发电机效率达92.7%、5kw发电机效率达94%;3)它与输入机械功率成2.8次方,特别适用于风力、海浪发电;4)具有宽特性,转速特性在0.5－1.5倍额定转速范围内都能保持高的效率;5)漏磁少,消耗少必然温升低。
文档编号H02K1/27GK1362777SQ01106819
公开日2002年8月7日 申请日期2001年1月8日 优先权日2001年1月8日
发明者王也平 申请人:湖南东地科技发展有限公司