专利名称：机电一体化永磁外转子发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电机，特别是一种机电一体化的永磁外转子发电机。
背景技术：
现有的发电机技术是用动力机械(汽油机，柴油机，蒸汽机等)驱动发电机转子磁场旋转，和定子绕组的线圈相对运动切割磁力线产生电流发电。动力机械输出的动力机械能量要通过中间媒介装置传递到发电机的转子上，比较流行的机械动力传递装置有皮带， 齿轮，齿条，链条，万向节等等，因为这些传递装置存在，不可避免的要消耗一部分能量，还有发电机本身的转子两端也要安装的轴承也要消耗一部分机械能量，消耗的这些机械能量就降低了整机发电装置的效率，较低的发电效率情况下，要输出额定的电量。根据机械守恒定律判定只能增加动力机械的输出功率，相应的加大了能源消耗。另外从制造成本考虑， 发电机，要配套支架，机壳底座，转子轴承，不仅消耗原材料也加大了制造成本。再从安装角度分析，发电机和驱动的动力机械要精确的保持一定的位置，也增加了发电装置的体积、重量。由于这些传统的动力传递装置存在着不可避免的种种缺点的原因，造成发电设备普遍存在着制造成本高，传递效率低，体积大，安装要求精度高，故障率高，使用寿命短的缺点。
发明内容
本发明就是针对传统发电装置的动力机械输出的机械能，通过机械传动装置给发电机造成机械能量损失提出的改进技术方案，提供一种机电一体化的永磁外转子发电机。本发明是这样构成的机电一体化永磁外转子发电机，由发动机和发电设备合为一体，所述的发电设备由发电机定子和位于发电机定子外围同心的发电机转子组成。在发动机动力轴的轴座上，以发动机动力轴为中心设置有定位孔；在发电机定子上，位于所述定位孔的相对位置设有通孔；固定螺杆通过通孔旋入在定位孔中，将发电机定子固定在轴座上，发动机动力轴位于发电机定子的轴心。所述发电机转子由外转子永磁体和外部的发电机转子外罩组成，发电机转子通过紧固螺钉紧固在发动机动力轴上，使发动机动力轴与发电机转子驱动输入轴为同一轴。本发明实施的技术方案关键是1.巧妙地利用了发电装置匹配的发动机动力输出轴作为发电机转子驱动输入轴。2.利用了发电装置匹配的发动机动力输出轴承作为发电机转子轴承。3.利用了发电装置匹配的发动机壳体作为发电机定子绕组固定支架。4.利用了发电装置匹配的发动机壳体上的螺丝安装孔作为发电机定子固定安装定位孔。5.利用了发电机永磁外转子罩在发电机定制线圈绕组上，替代发电机的防护外壳。
本发明的优点在于1.发动机的动力输出轴与发电机转子驱动轴为同一轴，发电机的转子和驱动的动力机械输出轴直接连接，省去了传统的力矩传递装置(皮带，齿轮，链条，万向节，齿条，传动轴……)，发电机制造简单。2.发动机壳体作为发电机定子的固定座，定子线圈绕组直接固定在发动机机体上；发电机永磁转子外罩位于发电机定子线圈绕组上，作为发电机的防护外壳。省去了轴承和支撑架，省去了定子支架，轴承，和外壳，省去了发电机保护壳体。减少了发电机制造部件，减轻了发电机重量，缩小了发电机体积。由于不用机壳支架，定子绕组线圈绝缘，散热效果好，发电机转子没有轴承也杜绝了轴承运转损坏造成的和定子绕组扫堂摩擦，减少了机械故障隐患的发生，极大的提高了发电装置的工作可靠性。3.发电机转子直接安装固定在发动机动力输出轴上，和发动机动力输出轴同步旋转切割磁力线产生电能，省去了中间动力传递装置，机械传动效率高达近100%，有效的降低了能源消耗。本发明提供了一种高效节能，安装方便，结构紧凑，体积小，重量轻，节约成本，使用简单，维护保养简单，发电效率高，使用寿命长的机电一体的发电装置。
图1是本发明结构的分解示意图；图2是发电机定子的正面视图；图3是发电机转子的正面视图。图中1发动机，2发电机定子，3发电机转子，4发动机动力轴，5轴座，6定位孔，7通孔， 8固定螺杆，9紧固螺钉，10发电机定子线圈绕组，11发电机转子外罩，12外转子永磁体。
具体实施例方式下面结合实施例和附图，对本发明的技术实施方案进行描述参见图1，本发明是这样构成的一种机电一体化永磁外转子发电机，由发动机1 和发电设备合为一体，所述的发电设备由发电机定子2和位于发电机定子2外围同心的发电机转子3组成。在发动机动力轴4的轴座5上，以发动机动力轴4为中心设置有定位孔 6 ；在发电机定子2上，位于所述定位孔6的相对位置设有通孔7 ；固定螺杆8通过通孔7旋入在定位孔6中，将发电机定子2固定在轴座5上。在实际制作时，可利用发电机动力轴中点周围的4个螺丝孔作为定位孔6，该螺丝孔是发动机出厂固定自带的，是为了安装中间动力传递装置法兰盘方便设定的。这样，发动机壳体上的螺丝安装孔成为固定发电机定子2 安装的定位孔6，发动机壳体作为发电机定子2的固定支架。安装后，发动机动力轴5位于发电机定子2的轴心。发电机转子3通过紧固螺钉9紧固在发动机动力轴4上，使发动机动力轴4与发电机转子驱动输入轴为同一轴。参见图2，是发电机定子2的视图。发电机定子2上设有定位孔4。与现有技术一样，发电机定子2上也缠绕着发电机定子线圈绕组10。参见图3，是发电机转子3的视图。发电机转子3由外转子永磁体12和外部的发电机转子外罩11组成。发电机转子外罩11位于外转子永磁体12和发电机定子线圈绕组10外，作为发电
4机的防护外壳。由于发电机定子线圈绕组10直接固定在发动机1的机体上，利用永磁外转子套住做防护罩。由图1和图2所示的具体实施例中，所述的定位孔6、发电机定子2上的通孔7和固定螺杆8均各为4个。发电机定子2固定安装在发动机1壳体上以后，发电机定子2和发动机动力轴4的相对位置是同心圆并且安装孔径和位置相互对应。本发明机电一体化永磁外转子发电机的工作原理是启动发动机运行后，发动机动力输出轴上的同轴永磁发电机外转子也同步旋转，由于定子线圈固定在发动机壳体上， 并且和同轴的永磁外转子的磁场相对运动。定子线圈上的漆包线形成了相对切割磁力线的运动，根据法拉利电磁理论，定子线圈绕组上就产生了一定当量的电动势，在定子绕组终端接一定的负载电阻，就会有相对应的电流通过，电流通过做的功，就是发电以上描述说明了本发明的技术方案实施的效果是机械动力和发电机成为一个整体，中间没有任何动力传动装置，发电机也不能脱离发动机单独存在。这个特点和传通的发电装置有根本的区别，传通的发电装置，发电机是一个独立的个体，不依赖发动机转子和定子也能够相对应的在待切割磁力线的位置，本发明的发电机定子和转子是两个独立的分体部件，不依赖发动机壳体安装就不能组合成定子线圈固定在待切割磁力线的位置，不把定子和转子安装在发动机上，就不能称为发电机。概括的说就是发电机和发动机是一体不可分离的，本发明的最大特点就是机电一体化。
权利要求
1.一种机电一体化永磁外转子发电机，其特征在于由发动机和发电设备合为一体组成。
2.根据权利要求1所述的机电一体化永磁外转子发电机，其特征在于所述的发电设备由发电机定子和位于发电机定子外围同心的发电机转子组成；在发动机动力轴的轴座上，以发动机动力轴为中心设置有定位孔；在发电机定子上，位于所述定位孔的相对位置设有通孔；固定螺杆通过通孔旋入在定位孔中，将发电机定子固定在轴座上，发动机动力轴位于发电机定子的轴心。
3.根据权利要求1、2所述的机电一体化永磁外转子发电机，其特征在于所述发电机转子由外转子永磁体和外部的发电机转子外罩组成，发电机转子通过紧固螺钉紧固在发动机动力轴上，使发动机动力轴与发电机转子驱动输入轴为同一轴。
4.根据权利要求2所述的机电一体化永磁外转子发电机，其特征在于所述的定位孔、 发电机定子上的通孔和固定螺杆均各为4个。
全文摘要
本发明涉及一种机电一体化的永磁外转子发电机，由发动机和发电设备合为一体；在发动机动力轴的轴座上，以发动机动力轴为中心设置有定位孔；在发电机定子上，位于所述定位孔的相对位置设有通孔；固定螺杆通过通孔旋入在定位孔中，将发电机定子固定在轴座上；发电机转子通过紧固螺钉紧固在发动机动力轴上，使发动机动力轴与发电机转子驱动输入轴为同一轴。本发明省去了传统的力矩传递装置，省去了轴承和支撑架，制造简单，有效的降低了能源消耗，提供了一种高效节能，安装方便，结构紧凑，体积小，重量轻，节约成本，发电效率高，使用寿命长的机电一体化的新型发电装置。
文档编号H02K1/27GK102255426SQ20111016782
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者董武祥 申请人:董武祥