专利名称：大间距深槽凸极式发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电力系统，特别是一种大间距深槽凸极式发电机。
背景技术：
1821年法拉第发现通电导线能绕永久磁铁旋转，发明了永磁电机。1857年英国的惠斯通用电磁铁代替永久磁铁，发明了电励磁方式，开创了电励磁电机的新纪元。但以上电机都只是能量转换的工具。现有的凸极式发电机的电枢铁心及电枢绕组都做得很密，为的是在有限的空间中尽量多地切割磁力线。转子旋转时，定子和转子的吸力曲线变化很小。由于本人发明了能抵消发电机定子和转子有较大波动曲线的吸力的磁力平衡器，密集式电枢和磁极将会被大间距深槽电枢和磁极所淘汰。本发明正是基于磁力平衡器的斥力特性，采用大间距深槽凸极的电枢和磁极，使凸极式发电机定、转子的吸力曲线变化大，吸力可以被斥力抵消，从而可以实现无需外部动力的电动发电。
发明内容
本发明是这样实现的一种大间距深槽凸极式发电机，主要包括电枢绕组(I)、电枢铁心(2)、励磁绕组(3)、磁极铁心(4)和转轴、机座、端盖、出线盒、轴承、风扇、整流器、自动励磁调节器，其特征是电枢铁心有3个或3个以上的大间距深槽凸极，磁极铁心有2个或2个以上的大间距深槽凸极；电枢铁心固定在转轴上、磁极铁心固定在机座或端盖上，或者，电枢铁心固定在机座或端盖上、磁极铁心固定在转轴上；电枢绕组由嵌放在电枢铁心槽内的线圈按单相输出或三相输出的接线方法连接而成，磁场绕组由嵌放在磁极铁心槽内的线圈连接而成。所述发电机为无刷同步发电机或有刷同步发电机。无刷同步发电机的励磁电源由励磁发电机提供，无刷同步发电机由主发电机和励磁发电机二部份组成，主发电机与励磁发电机是同轴的，主发电机的电枢固定在机座或端盖上、磁极铁心及励磁绕组设在转轴上，励磁发电机的电枢设在转轴上、磁极铁心及励磁绕组固定在机座或端盖上，通过主转子的剩磁切割主定子线圈产生感应电动势发出微弱的电压，经过外部整流后形成直流电压供给励磁发电机定子励磁绕组，励磁发电机转子电枢切割磁力线产生电流，经整流成直流电后又供给主发电机转子磁场绕组，然后切割主定子线圈产生感应电动势得到额定电压，或者，无刷同步发电机由主发电机、励磁发电机和永磁发电机三部份组成，主发电机与励磁发电机、永磁发电机是同轴的。有刷发电机设有电刷装置和集电环，电刷装置由电刷、刷握、刷杆、刷杆座、弹簧等组成。无刷发电机的励磁发电机与主发电机的结构相同或类似，也是采用大间距深槽凸极的电枢铁心和磁极铁心。所述发电机为单相交流发电机或三相交流发电机。三相交流发电机的电枢绕组布 线结构每个绕组由一个绕圈组成，3个相同的绕组在电枢铁心的槽内按空间间隔120度放置，或者，在120度机械角度里有若干个槽，均匀分布有三相线圈，另外两个120度里同样各自分布有三相线圈，3相绕组按星形接法或三角形接法将三相绕组尾端连在一起引出即中性线，3相绕组的引出端为相线。电枢铁心的大间距深槽凸极有两种单绕组凸极和多绕组凸极。单绕组凸极只有一个绕组，多绕组凸极由若干小线槽和若干小凸极组成，即一个大凸极中包含有多个小凸极，在多绕组凸极中有多个绕组。多绕组凸极一般由2个小线槽和3个小凸极组成，三个多绕组凸极可以嵌放三组三相绕组。铁心用软铁材料制成，一般用硅钢片叠压而成，电枢绕组和励磁绕组用漆包线绕制而成，如漆包铜线、漆包铝线、漆包合金线等。电枢铁心为整体式铁心或相间式铁心。整体式铁心是由硅钢片叠压而成的一个连续整体；相间式铁心由若干个独立的铁心和卡环组成的一个相间式整体，若干个独立的铁心对称或平均分布在卡环上，再固定成一个整体。定子相间式铁心的背轭用导磁环制成。
发电机电枢切割磁力线时，电枢与磁极的吸力是双向的，电枢的凸极与磁极的凸极接近、电枢的凸极离开磁极的凸极，所产生的吸力分别是顺时针方向和逆时针方向的，两者大小相当、方向相反，但两者并不能自己相互抵消，需要用磁力平衡器的双向磁场斥力才能将这对吸力抵消。发电机的电枢与磁极的双向吸力可用曲线来表达，将连续产生的同方向的最大吸力点、最小吸力点和反方向的最大吸力点、最小吸力点连结起来即为波浪形，电枢相邻凸极的间距不同及槽深不同、磁极相邻凸极的间距不同及槽深不同、磁场强度的不同和转子旋转的速度不同都会导致双向吸力产生的波形不同，可以是正弦波，也可以不是正弦波，波的高度表示斥力的大小，波的宽度表示波长。磁力平衡器的定子磁铁与转子磁铁相斥的斥力是双向的，当两者靠近时，互相阻止对方靠近，当两者离开时，互相推开对方。这个双向的斥力与发电机切割磁力线时双向的吸力是相反的，因此磁力平衡器产生的双向斥力可以用来平衡特定拓扑结构的发电机切割磁力线时产生的双向吸力。发电机切割磁力线产生的吸力波与磁力平衡器产生的斥力波的特性有所不同，磁力平衡器的磁铁间距越密，产生的斥力波高度越小，最大的斥力越来越小，最小的斥力也是越来越小的，而发电机的电枢凸极和磁极凸极越密，切割磁力时产生的最大吸力是不变的，最小的吸力却越来越大。磁力平衡器产生的斥力用于平衡发电机切割磁力线产生的吸力，若两者的波形完全一致，则表示斥力与吸力可以完全相互抵消，两者都要采用大间距深槽凸极才能使吸力波形与斥力波形趋向一致。一般的小型发电机的电枢相邻的凸极之间的间距和磁极相邻的凸极之间的间距在2. 5cm至6cm之间、槽深在3cm至7cm之间，微型发电机的电枢相邻的凸极之间的间距和磁极相邻的凸极之间的间距在Icm至2. 5cm之间、槽深在Icm至3cm之间，大、中型发电机的电枢相邻的凸极之间的间距和磁极相邻的凸极之间的间距则达到6cm以上，槽深达到7cm以上。相邻的凸极之间的间距是指对着气隙的一端的间距。发电机的电枢凸极的数量与磁极凸极的数量相同，也可以不相同，如6/6极、6/4极等。大间距深槽凸极式发电机适宜与凸极式磁力平衡器相配使用，两者的结构相似，容易计算斥力曲线和吸力曲线。
发电机工作时会产生热能，要用风扇、散热片或液冷式冷却装置冷却。发电机一般与磁力平衡器设在同一机壳内，与磁力平衡器的转子共轴，若是有刷发电，还共用电刷和集电环。
图I、图2、图3为本发明第一实施例结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。第一实施例参见图I定、转子截面平面图，图2磁极铁心及励磁绕组结构图，图3电枢铁心 及电枢绕组结构图，一种有刷大间距深槽凸极式三相交流同步发电机，主要包括电枢绕组
(I)、电枢铁心(2)、励磁绕组(3)、磁极铁心(4)和转轴、机座、端盖、出线盒、轴承、风扇、电刷装置、集电环、自动励磁调节器、整流器，其特征是电枢铁心有6个大间距深槽凸极，磁极铁心有6个大间距深槽凸极；电枢铁心固定在机座上、磁极铁心固定在转轴上；电枢绕组由嵌放在电枢铁心槽内的三相线圈按星形接法连接而成，磁场绕组由嵌放在磁极铁心槽内的线圈连接而成。电枢铁心和磁极铁心是用硅钢片叠压而成整体式铁心。电枢对着气隙的一端相邻的凸极之间的间距为10cm，槽深10cm，磁极对着气隙一端相邻的凸极之间的间距为9cm、槽深9cm。电枢铁心风扇和集电环设在转轴上，出线盒设在机座上，自动励磁调节器设在后端盖上，电刷装置固定在后端盖上。发电机的初始励磁电源由蓄电池提供。
权利要求
1.一种大间距深槽凸极式发电机，主要包括电枢绕组(I)、电枢铁心(2)、励磁绕组(3)、磁极铁心(4)和转轴、机座、端盖、出线盒、轴承、风扇、整流器、自动励磁调节器，其特征是电枢铁心有3个或3个以上的大间距深槽凸极，磁极铁心有2个或2个以上的大间距深槽凸极；电枢铁心固定在转轴上、磁极铁心固定在机座或端盖上，或者，电枢铁心固定在机座或端盖上、磁极铁心固定在转轴上；电枢绕组由嵌放在电枢铁心槽内的线圈按单相输出或三相输出的接线方法连接而成，磁场绕组由嵌放在磁极铁心槽内的线圈连接而成。
2.根据权利要求I所述一种大间距深槽凸极式发电机，其特征是所述发电机为无刷同步发电机或有刷同步发电机。
3.根据权利要求2所述一种大间距深槽凸极式发电机，其特征是无刷同步发电机由主发电机和励磁发电机二部份组成，主发电机与励磁发电机是同轴的，或者，无刷同步发电机由主发电机、励磁发电机和永磁发电机三部份组成，主发电机与励磁发电机、永磁发电机是同轴的。
4.根据权利要求2所述一种大间距深槽凸极式发电机，其特征是有刷同步发电机设有电刷装置和集电环。
5.根据权利要求I所述一种大间距深槽凸极式发电机，其特征是所述电枢铁心的大间距深槽凸极为单绕组凸极或多绕组凸极。
6.根据权利要求I或5所述一种大间距深槽凸极式发电机，其特征是电枢铁心为整体式铁心或相间式铁心；整体式铁心是由硅钢片叠压而成的一个连续整体，相间式铁心由若干个独立的铁心和卡环组成的一个相间式整体，若干个独立的铁心对称或平均分布在卡环上，再固定成一个整体；定子相间式铁心的背轭用导磁环制成。
7.根据权利要求I或5所述一种大间距深槽凸极式发电机，其特征是电枢对着气隙的一端相邻的凸极之间的间距和磁极对着气隙的一端相邻的凸极之间的间距在Icm以上、槽深在Icm以上。
全文摘要
本发明涉及一种大间距深槽凸极式发电机，主要包括电枢绕组(1)、电枢铁心(2)、励磁绕组(3)、磁极铁心(4)和转轴、机座、端盖、出线盒、轴承、风扇，其特征是电枢铁心有3个或3个以上的大间距深槽凸极，磁极铁心有2个或2个以上的大间距深槽凸极；电枢铁心固定在转轴上、磁极铁心固定在机座或端盖上，或者，电枢铁心固定在机座或端盖上、磁极铁心固定在转轴上；电枢绕组由嵌放在电枢铁心槽内的线圈按单相输出或三相输出的接线方法连接而成，磁场绕组由嵌放在磁极铁心槽内的线圈连接而成。采用大间距深槽凸极的电枢和磁极，定、转子的吸力曲线变化大，该吸力容易被磁力平衡器的斥力抵消。
文档编号H02K1/14GK102655362SQ201110054199
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者李贵祥 申请人:李贵祥