一种高速永磁发电机的制作方法

本实用新型涉及发电机技术，特别涉及一种高速永磁发电机。

背景技术：

永磁发电机是指由热能转变的机械能转化为电能的发电装置。永磁发电机与励磁发电机的最大区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的。永磁体在电机中既是磁源，又是磁路的组成部分。永磁体的磁性能不仅与生产厂的制造工艺有关，还与永磁体的形状和尺寸、充磁机的容量和充磁方法有关，具体性能数据的离散性很大。而且永磁体在电机中所能提供的磁通量和磁动势还随磁路其余部分的材料性能、尺寸和电机运行状态而变化。此外，永磁发电机的磁路结构多种多样，漏磁路十分复杂而且漏磁通占的比例较大，铁磁材料部分又比较容易饱和，磁导是非线性的。这些都增加了永磁发电机电磁计算的复杂性，使计算结果的准确度低于电励磁发电机。因此，必须建立新的设计概念，重新分析和改进磁路结构和控制系统；必须应用现代设计方法，研究新的分析计算方法，以提高设计计算的准确度；必须研究采用先进的测试方法和制造工艺。

高速发电机指的是速度超过10000r/min或线速度超过200m/s的发电机。现有技术中的永磁同步发电机在速度超过10000r/min或线速度超过200m/s时，存在运行稳定性不够的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种运行稳定性好的高速永磁发电机。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种高速永磁发电机，包括定子、绕组、转子、转轴和至少两个的分块式的永磁体，所述定子为两端开口的中空结构，所述定子的内周面设有凹槽，所述绕组设于所述凹槽内，所述转子设于定子的中空结构内，所述转轴沿转子的轴向贯穿所述转子，至少两个的永磁体分别按照S极、N极交替的方式贴置于所述转子的外周面上，至少两个的永磁体沿转子的轴向延伸且围绕转子的周向间隔分布，所述凹槽包括沿槽底至槽口方向依次连接设置的第一槽部、第二槽部和第三槽部，所述第一槽部的横向截面为半圆形，所述第二槽部的横向截面为梯形，梯形的第二槽部的底面朝向第一槽部，所述第三槽部的横向截面为喇叭状，喇叭状的第三槽部的面积大的开口端与第二槽部连接，喇叭状的第三槽部的面积小的开口端形成所述凹槽的槽口，所述凹槽的槽口朝向所述转子；所述定子的外径为转子的外径的2-2.5倍，所述定子的内径为转子的内径的3-4倍。

进一步的，所述定子的外径为250-260mm，所述转子的外径为100-130mm，所述定子的内径为120-130mm，所述转子的内径为30-40mm。

进一步的，所述定子的外径为250mm，所述转子的外径为120mm，所述定子的内径为120mm，所述转子的内径为30mm。

进一步的，半圆形的所述第一槽部的半径、梯形的第二槽部的高、喇叭状的第三槽部的高之间的比值为1:2:1。

进一步的，半圆形的所述第一槽部的半径为6mm，梯形的第二槽部的高为12mm，喇叭状的第三槽部的高为6mm。

进一步的，所述凹槽的槽口的宽与喇叭状的第三槽部的面积大的开口端的宽的比值为1:2。

进一步的，所述凹槽的槽口的宽为3mm，喇叭状的第三槽部的面积大的开口端的宽为6mm。

进一步的，还包括机体，所述定子、绕组、转子、转轴和至少两个的分块式的永磁体分别设于所述机体内。

本实用新型的有益效果在于：

设计上述包括第一槽部、第二槽部和第三槽部的凹槽，并且，所述定子的外径为转子的外径的2-2.5倍，所述定子的内径为转子的内径的3-4倍，由于此电机转速较高，功率较大，在运转过程中，定转子铁心的饱和速度会比一般转速的电机快很多，本实用新型通过上述设计，控制定转子铁心磁密，可将磁密空载在1.5T以内，使得高速永磁发电机的整体结构稳定性得到提高，当发电机在速度超过10000r/min或线速度超过200m/s时，可提高整机的平稳性，保证电机高效稳定地运行。

附图说明

图1为本实用新型实施例的高速永磁发电机的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的高速永磁发电机的转子的横向剖面图；

图3为本实用新型实施例的高速永磁发电机的凹槽的结构示意图。

标号说明：

1、定子；2、绕组；3、转子；4、转轴；5、永磁体；6、凹槽；61、第一槽部；62、第二槽部；63、第三槽部；7、机体。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：设计上述包括第一槽部、第二槽部和第三槽部的凹槽，并且配合定子和转子的内外径比例设计，以提高整机高速运行下的平稳性。

请参照图1-3，一种高速永磁发电机，包括定子1、绕组2、转子3、转轴4和至少两个的分块式的永磁体5，所述定子1为两端开口的中空结构，所述定子1的内周面设有凹槽6，所述绕组2设于所述凹槽6内，所述转子3设于定子1的中空结构内，所述转轴4沿转子3的轴向贯穿所述转子3，至少两个的永磁体5分别按照S极、N极交替的方式贴置于所述转子3的外周面上，至少两个的永磁体5沿转子3的轴向延伸且围绕转子3的周向间隔分布，所述凹槽6包括沿槽底至槽口方向依次连接设置的第一槽部61、第二槽部62和第三槽部63，所述第一槽部61的横向截面为半圆形，所述第二槽部62的横向截面为梯形，梯形的第二槽部62的底面朝向第一槽部61，所述第三槽部63的横向截面为喇叭状，喇叭状的第三槽部63的面积大的开口端与第二槽部62连接，喇叭状的第三槽部63的面积小的开口端形成所述凹槽6的槽口，所述凹槽6的槽口朝向所述转子3；所述定子1的外径为转子3的外径的2-2.5倍，所述定子1的内径为转子3的内径的3-4倍。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：

设计上述包括第一槽部、第二槽部和第三槽部的凹槽，并且，所述定子的外径为转子的外径的2-2.5倍，所述定子的内径为转子的内径的3-4倍，由于此电机转速较高，功率较大，在运转过程中，定转子铁心的饱和速度会比一般转速的电机快很多，本实用新型通过上述设计，控制定转子铁心磁密，可将磁密空载在1.5T以内，使得高速永磁发电机的整体结构稳定性得到提高，当发电机在速度超过10000r/min或线速度超过200m/s时，可提高整机的平稳性，保证电机高效稳定地运行。

进一步的，所述定子1的外径为250-260mm，所述转子3的外径为100-130mm，所述定子1的内径为120-130mm，所述转子3的内径为30-40mm。

由上述描述可知，优选的，所述定子的外径为250-260mm，所述转子的外径为100-130mm，所述定子的内径为120-130mm，所述转子的内径为30-40mm；可进一步提高整机在高速运转下的平稳性。

进一步的，所述定子1的外径为250mm，所述转子3的外径为120mm，所述定子1的内径为120mm，所述转子3的内径为30mm。

由上述描述可知，更为优选的，所述定子的外径为250mm，所述转子的外径为120mm，所述定子的内径为120mm，所述转子的内径为30mm；可获得较佳的整机运行平稳性。

进一步的，半圆形的所述第一槽部61的半径、梯形的第二槽部62的高、喇叭状的第三槽部63的高之间的比值为1:2:1。

进一步的，半圆形的所述第一槽部61的半径为6mm，梯形的第二槽部62的高为12mm，喇叭状的第三槽部63的高为6mm。

进一步的，所述凹槽6的槽口的宽与喇叭状的第三槽部63的面积大的开口端的宽的比值为1:2。

进一步的，所述凹槽6的槽口的宽为3mm，喇叭状的第三槽部63的面积大的开口端的宽为6mm。

由上述描述可知，优选的，半圆形的所述第一槽部的半径、梯形的第二槽部的高、喇叭状的第三槽部的高之间的比值为1:2:1，此时，所述凹槽的槽口的宽与喇叭状的第三槽部的面积大的开口端的宽的比值为1:2，更为优选的，半圆形的所述第一槽部的半径为6mm，梯形的第二槽部的高为12mm，喇叭状的第三槽部的高为6，所述凹槽的槽口的宽为3mm，喇叭状的第三槽部的面积大的开口端的宽为6mm。

进一步的，还包括机体7，所述定子1、绕组2、转子3、转轴4和至少两个的分块式的永磁体5分别设于所述机体7内。

请参照图1-3，本实用新型的实施例一为：

本实施例的高速永磁发电机，包括定子1、绕组2、转子3、转轴4和至少两个的分块式的永磁体5，所述定子1为两端开口的中空结构，所述定子1的内周面设有凹槽6，所述绕组2设于所述凹槽6内，所述转子3设于定子1的中空结构内，所述转轴4沿转子3的轴向贯穿所述转子3，至少两个的永磁体5分别按照S极、N极交替的方式贴置于所述转子3的外周面上，至少两个的永磁体5沿转子3的轴向延伸且围绕转子3的周向间隔分布，所述凹槽6包括沿槽底至槽口方向依次连接设置的第一槽部61、第二槽部62和第三槽部63，所述第一槽部61的横向截面为半圆形，所述第二槽部62的横向截面为梯形，梯形的第二槽部62的底面朝向第一槽部61，所述第三槽部63的横向截面为喇叭状，喇叭状的第三槽部63的面积大的开口端与第二槽部62连接，喇叭状的第三槽部63的面积小的开口端形成所述凹槽6的槽口，所述凹槽6的槽口朝向所述转子3；所述定子1的外径为转子3的外径的2-2.5倍，所述定子1的内径为转子3的内径的3-4倍。所述定子1的外径为250mm，所述转子3的外径为120mm，所述定子1的内径为120mm，所述转子3的内径为30mm。半圆形的所述第一槽部61的半径为6mm，梯形的第二槽部62的高为12mm，喇叭状的第三槽部63的高为6mm。所述凹槽6的槽口的宽为3mm，喇叭状的第三槽部63的面积大的开口端的宽为6mm。

综上所述，本实用新型提供的高速永磁发电机具有高速运转下仍能保证其运行平稳性的优点。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。