一种水轮同步发电机的制作方法

本实用新型涉及发电机技术领域，尤其涉及一种水轮同步发电机。

背景技术：

目前的水轮同步发电机中发电机都是由转子、定子、转子、线圈(导体) 和电刷组成，转子在定子内旋转，并通过电刷输入励磁电流，同时，定子铁芯的外径和定子铁芯的厚度之比都是按一定比例进行匹配装配而成，当水轮机带动转子转动，转子上有动能，发电机动能利用不充分，目前水轮同步发电机只设置一个定子，并没有完全使用转子上的动能，能量的利用效率较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种水轮同步发电机，根据本实用新型的发电机能有效增加磁力线切割的有效长度，增强了磁场和磁动势的强度，充分利用了发电机的动能，提高了将动能转化为电能的效率，为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术效果：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种水轮同步发电机，包括主轴、直流电源、发电机转子和环绕在发电机转子上的转子励磁绕组，在该发电机转子外围安装有外围定子，与转子尺寸相同的左定子和右定子，所述左定子和右定子分别设置在发电机转子的左右两侧，其中，左定子、右定子、外围定子与发电机转子呈同轴设置，所述发电机转子设置在主轴上并带动该发电机转子作圆周转动，所述转子励磁绕组的两端分别与所述直流电源的正负极连接。

优选的，所述发电机转子、左定子和右定子呈圆环盘形状，所述外围定子呈环形状且固定在发电机转子的圆周边缘，在靠近发电机转子一侧的左定子的侧面上设置有左导体，在靠近发电机转子一侧的右定子的侧面上设置有右导体，在所述外围定子的内环壁上沿轴向上均匀设置有内环导体。

优选的，所述左定子导体沿左定子的径向均匀设置，所述右定子导体沿右定子的径向均匀设置。

优选的，所述外围定子的外径和厚度之比为6:1～2:1。

本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型水轮同步发电机的外围定子的外径和厚度之比为6:1至2:1，其轴向尺寸短，外径大，具有较高的功率和质量比，转子所受的阻力小，本转子采用圆盘结构，具有轴向气隙磁通，减少了磁通量的损耗，增加了外围定子，同时在外围定子上增加了导体，在发电机体积不便的情况下，增加了磁力线切割的有效长度，增强了磁场和磁动势的强度，充分利用了发电机的动能，从磁场计算公式E＝BLV可知，提高了将动能转化为电能的效率。从而可以做到同样的体积发出更多的电能，或者说发出同样的电能只要更小的体积。

附图说明

图1是本实用新型一种水轮同步发电机结构示意图；

图2是本实用新型的发电机转子和外围定子的侧视图；

图3是本实用新型的左定子和右定子的侧视图。

附图中，1-主轴，2-发电机转子，3-励磁绕组，4-外围定子，5-左定子， 6-右定子，10-间隙或气隙，40-内环导体，50-左导体，60-右导体，

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1所示，根据本实用新型的一种水轮同步发电机，包括主轴1、直流电源、发电机转子2和环绕在发电机转子上2的转子励磁绕组3，在该发电机转子2外围安装有外围定子4，与转子尺寸相同的左定子5和右定子6，所述左定子5和右定子6分别设置在发电机转子的左右两侧，其中，左定子5、右定子6、外围定子4与发电机转子2呈同轴设置，所述发电机转子2设置在主轴1上并带动该发电机转子2作圆周转动，所述转子励磁绕组3的两端分别与所述直流电源的正负极连接，发电机定子2与外围转子4之间形成间隙(气隙)以及左定子5、右定子6和主轴1之间形成间隙10(气隙),为有效提高了能量转换，设置间隙的大小为0.5-3mm；因此通过一个发电机转子2对应有三个定子，分别为外围4和左定子5和右定子6。所述转子励磁绕组3与三个定子的导体对应设置，使得磁力线成空间90度穿过定子导体，从而利用导体充分磁力线切割的有效长度，提高了利用了发电机的动能，减少了磁通量的损耗。

结合图1、图2和图3，所述发电机转子2、左定子5和右定子6呈圆环盘形状，所述外围定子4呈环形状且固定在发电机转子2的圆周边缘，在靠近发电机转子2一侧的左定子5的侧面上设置有左导体50，在靠近发电机转子2一侧的右定子6的侧面上设置有右导体60，在所述外围定子4的内环壁上沿轴向上均匀设置有内环导体40，所述左导体50沿左定子5的径向均匀设置，所述右导体60沿右定子6的径向均匀设置，直流电流经过励磁绕组3，旋转的发电机转子2带动励磁绕组3一起转动，产生变化的磁场使左定子5、右定子6、外围定子4的上的导体切割场使三个定子分别输出电能；由于导体沿径向方向的磁场强度越小，因此为提高两个导体切割磁力线的有效长度和节省导体的材料，所述左导体50的径向长度为定子5的环形宽度d的一半，所述右导体60的径向长度为右定子6的环形宽度d的一半；所述外围定子4 的边缘与左定子5的边缘、右定子6的边缘平齐，所述外围定子4的外径和厚度之比为6:1～2:1，优选为2:1或3:1，使发电机具有较高的功率和质量比，发电转子所受的阻力较小。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。