专利名称：一种磁极与线圈同为定子的发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械发电装置，进一步是磁极与线圈(含铁芯)同为定子，而转子上无线圈，只是用来导通磁路，使通过线圈的磁通量大小、方向随之改变，产生感生电动势的发电机。
背景技术：
现有发电机通常采用线圈与磁极相对运动，切割磁力线产生电流。具有发电量大，制造技术成熟等优点。缺点是，转子结构复杂，且质量大，体积大。在工作时，产生的机械阻力大、涡流大、升温高。铁芯开槽，漏磁大。由于输出电流或励磁电流要通过电刷，会产生很大的火花消耗，并极容易造成事故。
实用新型内容本实用新型目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种磁极与线圈同为定子的发电机，其磁极、线圈(含铁芯)固定，线圈集中环绕在铁芯上，特别是转子结构简单、无线圈、无电刷，产生机械阻力较小。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的—种磁极与线圈同为定子的发电机，包括有壳体，壳体内固定设置有磁极、含铁芯线圈，线圈集中环绕在铁芯上，线圈两端与壳体外部接线柱相连；其特征在于磁极、线圈(含铁芯)同为定子，同性磁极相对于线圈(含铁芯)的两侧，即为双N极或双S极；所述的磁极至少为2组，线圈(含铁芯)至少为2组，并且永磁铁和铁芯为圆弧形状，它们间隔相连组成一个环状体，作为定子固定在壳体内；转子为铁磁性金属片或铁磁性金属块，设置于环状体内，固定在主轴上，可随主轴在环状体内转动。本实用新型的目的可进一步通过以下技术方案实现所述的铁芯为“H”或“U”字形，铁芯两端凸起，线圈集中环绕在两凸起之间；铁芯凸起端的截面大小与转子凸起端截面大小相等或相近，并且定子凸起端与转子凸起端为圆弧面相配合。所述的磁极、线圈可以设置2组或4组或6组或8组；与之相对应，转子形状为“ I ”字形或“十”字形或“ * ”字形或“米”字形。所述的定子中有四个铁芯，凸起端为八个，平均间隔45°角，组成一个环形状；所述的转子为“十”字形体，有四个凸起端，平均间隔90°，与定子中的凸起端相对应，转子在定子的凸起端围成的环状内转动。所述的转子及铁芯采用多层铁磁性材料叠加制成。三个单体机同轴相连，并且各单机内“十”转子相对交错120°角度，形成三相同步发电机的结构。本实用新型根据“磁感线(磁通量)总是集中于磁阻最小的路径，自然形成闭合回路”的原理进行设计的。本实用新型中磁极、线圈(含铁芯)固定，形成定子；同性磁极相对于线圈(含铁芯)的两侧，磁性相抗；转子位于铁芯凸起部之间。由于同性磁极相对于线圈铁芯的两侧，磁性相抗使磁通不能形成回路，只能在转子的引导下才能形成回路。转子为“十”字形体的情况下，工作时，转子每转动45°角，能使通过铁芯磁通路径的方向改变一次，穿过线圈产生感生电动势。每转动90°产生一个正弦电动势，一周产生四个正弦电动势。本实用新型具有以下有益效果磁极、线圈(含铁芯)同为定子；转子结构简单、质量轻、体积小，且无线圈、无须电刷，无漏磁。在工作时，产生的机械阻力小、润流小、升温低。因此，相对于现有发电机笨重的转子和开槽铁芯的发电机而言，本实用新型转子有明显的节能、高效及功能上的优点。由于线圈和磁极固定，电流可直接输出，不需用电刷，可确保发电机安全运行。本实用新型突破了磁极与线圈相对运动的方式，开辟了发电机新的技术领域。
图I为本实用新型结构原理示意图；图I中1为铁芯,2为线圈,3为接线柱,4为磁极(永磁铁或电磁铁),5为转子,6为主轴，7为壳体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的说明。实施例如图I所不,一种磁极与线圈同为定子的发电机,包括有圆筒状的壳体7,壳体7内固定设置有磁极4，铁芯I与线圈2。所述线圈集中环绕在上铁芯I上，且线圈2接头直接通向壳体7外部与接线柱3相连接。所述的磁极4，分别位于铁芯I的两侧。重要的是同性磁极相对于铁芯I两侧，对于某个线圈2来说是双N极或双S极。壳体内设置磁极4 (永磁铁)为四个,线圈2 (含铁芯I)为四个,并且磁极4 (永磁铁)与线圈2 (含铁芯I)为圆弧形状，它们间隔连接组成环状定子。所述的定子中有四个铁芯1，凸起端为八个，平均间隔45°角。组成一个环形体。所述的转子5为“十”字形体，有四个凸起端，平均间隔90°。转子在定子的八个凸起端之间转动。所述的转子5的四个凸起端，只能与定子中的四个凸起端相对应，每转动45°角再与另外四个相对应。工作时，主轴6的外端(壳体外)与外部动力连接，所述主轴6与转子5 —起转动。如图I中，当转子5转动O — 45°时，转子5的四个凸起端，离开原来定子的四个凸起端，再与另外四个相对应。这时，定子上的磁通路径要发生一次变化，使通过铁芯上磁通路径的方向发生一次改变。这样不断地转动转子，使得通过四个线圈的磁通量大小和方向随时间不断地发生改变，线圈中产生持续的感生交变电动势。每转动90°线圈产生一个正弦电动势，360 能产生4个电动势。(本例相当于现有技术四对磁极的状况)。电流可通过接线柱3向外输出。四个线圈在工作时，可串联也可并联，输出电压可以成倍调整。本实施例中，壳体内可以固定设置多组磁极和线圈(含铁芯)，如2组、4组、6组、8组；与之相对应，转子形状为“I”字形或“十”字形、字形、“米”字形等；与之相对应。所述的实施例为单相发电机，如三个单相机同轴，三个转子“十”字相对交错120°，就组成了三相同步发电机的结构。 以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种磁极与线圈同为定子的发电机，包括有壳体，壳体内固定设置有磁极、含铁芯线圈，线圈集中环绕在铁芯上，线圈两端与壳体外部接线柱相连；其特征在于磁极、线圈同为定子，同性磁极相对于线圈的两侧；所述的磁极至少为2组，线圈至少为2组，并且永磁铁和铁芯为圆弧形状，它们间隔相连组成一个环状体，作为定子固定在壳体内；转子为铁磁性金属片或铁磁性金属块，设置于环状体内，固定在主轴上，可随主轴在环状体内转动。
2.根据权利要求I所述的磁极与线圈同为定子的发电机，其特征在于所述的铁芯为“H”或“U”字形，铁芯两端凸起，线圈集中环绕在两凸起之间；铁芯凸起端的截面大小与转子凸起端截面大小相等或相近，并且定子凸起端与转子凸起端为圆弧面相配合。
3.根据权利要求I所述的磁极与线圈同为定子的发电机，其特征在于所述的磁极、线圈可以设置2组或4组或6组或8组；与之相对应，转子形状为“I”字形或“十”字形或“ * ”字形或“米”字形。
4.根据权利要求I所述的磁极与线圈同为定子的发电机，其特征在于所述的定子中有四个铁芯，凸起端为八个，平均间隔45°角，组成一个环形状；所述的转子为“十”字形体，有四个凸起端，平均间隔90°，与定子中的凸起端相对应，转子在定子的凸起端围成的环状内转动。
5.根据权利要求I或2或3或4所述的磁极与线圈同为定子的发电机，其特征在于所述的转子及铁芯采用多层铁磁性材料叠加制成。
6.根据权利要求4所述的磁极与线圈同为定子的发电机，其特征在于三个单体机同轴相连，并且各单机内“十”转子相对交错120°角度，形成三相同步发电机的结构。
专利摘要一种磁极与线圈同为定子的发电机，涉及机械发电装置，包括有壳体，壳体内固定设置有磁极、含铁芯线圈，线圈集中环绕在铁芯上，线圈两端与壳体外部接线柱相连；磁极、线圈同为定子，同性磁极相对于线圈的两侧；所述的磁极至少为2组，线圈至少为2组，并且永磁铁和铁芯为圆弧形状，它们间隔相连组成一个环状体，作为定子固定在壳体内；转子为铁磁性金属片或铁磁性金属块，设置于环状体内，固定在主轴上，可随主轴在环状体内转动。本实用新型的有益效果是由于转子是铁磁性金属，不带线圈，因而它结构简单、体积小、机械阻力小，相对于现有笨重转子和开槽铁芯的发电机而言，具有明显的节能、高效等优点。
文档编号H02K1/14GK202737707SQ201220430709
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者张新东 申请人:张新东