五相发电机及发电系统的制作方法

本实用新型涉及电机领域，具体而言，涉及五相发电机及发电系统。

背景技术：

目前，大部分整流中频发电机仍设计成传统三相发电机，很少有五相中频发电机，而且由于极数多，槽数少，五相中频发电机难以达到正弦波发电机水平。所谓正弦波发电机是指发出的每相发出的中频电压的电压波形正弦性畸变率小于1％，且不论星形接法还是多边形接法，发电机绕组中都不产生谐波环流，输出电压正弦性好。目前，国内尚无五相永磁正弦波中频发电机。因此，研发五相永磁正弦波中频发电机，具有实际的社会意义和经济意义，很有必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种五相发电机，其每相电压的输出波形畸变率不大于1％，工作稳定，能满足消费者的需求。

本实用新型的另一目的在于提供一种发电机系统，其每相电压的输出波形畸变率不大于1％，工作稳定，能满足消费者的需求。

本实用新型提供一种技术方案：

一种五相发电机，包括转子、定子和线圈，所述定子设置于所述转子内部，并且所述转子能相对所述定子转动，所述转子的内周壁上设置有16个N级永磁体和16个S级永磁体，并且16个所述N级永磁体和16个所述S级永磁体交错等间距设置，所述定子外侧设置有30个绕线槽，30个所述绕线槽等间距设置，所述线圈通过所述绕线槽绕设于所述定子上并形成五相互为72°电角度的定子绕组。

进一步地，每相所述定子绕组包括第一缠绕段和第二缠绕段，所述第一缠绕段的一端与所述第二缠绕段的一端连接，并且所述第一缠绕段和所述第二缠绕段中的所述线圈绕设相邻两个所述绕线槽内。

进一步地，每相所述定子绕组的所述第一缠绕段和所述第二缠绕段中的所述线圈均绕设于连续的6个所述绕线槽中，并且，每相所述定子绕组还包括连接部，所述第一缠绕段和所述第二缠绕段通过所述连接部电连接，所述连接部跨过4个所述绕线槽。

进一步地，所述连续的6个所述绕线槽包括3个绕线槽组，每个所述绕线槽组包括两个相邻的所述绕线槽，所述线圈在每个所述绕线槽组中沿第一方向绕设，并且三个所述绕线槽组中的所述线圈依次电连接形成所述第一缠绕段，所述线圈在每个所述绕线槽组中沿第二方向绕设，并且三个所述绕线槽组中的所述线圈依次电连接形成所述第二缠绕段，所述第一方向与所述第二方向相反。

进一步地，A端自第一绕线槽引出，B端自第七绕线槽引出，C端自第十三绕线槽引出，D端自第十九绕线槽引出，E端自第二十五绕线槽引出，A’端自第十五绕线槽引出，B’端自第二十一绕线槽引出，C’端自第二十七绕线槽引出，D’端自第三绕线槽引出，E’端自第九绕线槽引出。其中，五相所述定子绕组中所述第一缠绕段远离所述第二缠绕段的一端分别标记为所述A端、所述B端、所述C端、所述D端和所述E端，五相所述定子绕组中所述第二缠绕段远离所述第一缠绕段的一端分别标记为所述A’端、所述B’端、所述C’端、所述D’端和所述E’端，30个所述绕线槽依次标记为所述第一绕线槽至第三十绕线槽。

进一步地，所述A’端、所述B’端、所述C’端、所述D’端和所述E’端相互连接连接，所述A端、所述B端、所述C端、所述D端和所述E端分别用于输出电能。

进一步地，所述A’端、所述B’端、所述C’端、所述D’端和所述E’端相互连接并引出以用于输出电能。

进一步地，所述A端、所述A’端、所述B端、所述B’端、所述C端、所述C’端、所述D端、所述D’、所述E端和所述E’端依次电连接，并且所述A端与所述E’端电连接，所述A端、所述B端、所述C端、所述D端和所述E端分别用于输出电能。

进一步地，所述绕线槽的延伸方向与所述定子的轴线形成夹角。

一种发电系统，包括五相发电机。所述五相发电机包括转子、定子和线圈，所述定子设置于所述转子内部，并且所述转子能相对所述定子转动，所述转子的内周壁上设置有16个N级永磁体和16个S级永磁体，并且16个所述N级永磁体和16个所述S级永磁体交错等间距设置，所述定子外侧设置有30个绕线槽，30个所述绕线槽等间距设置，所述线圈通过所述绕线槽绕设于所述定子上并形成五相互为72°电角度的定子绕组。

相比现有技术，本实用新型提供的五相发电机及发电机系统的有益效果是：

本实用新型提供的五相发电机及发电机系统通过在定子的外侧开设30个绕线槽，并且在转子的内周壁上设置有16个N级永磁体和16个S级永磁体，并且16个N级永磁体和16个S级永磁体交错等间距设置，另外，线圈通过绕线槽绕设于定子上并形成五相互为72°电角度的定子绕组。在转子相对定子转动时，转子带动16个N级永磁体和16个S级永磁体转动并于转子内部形成旋转磁场，绕设于定子上的线圈则在磁通量改变的情况下产生电流，以对外输出电流。其中，本实用新型提供的五相发电机及发电机系统每相电压的输出波形畸变率不大于1％，工作稳定，能满足消费者的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的第一实施例提供的其中一个定子绕组的绕线结构示意图；

图2为本实用新型的第一实施例提供的五相定子绕组的第一接线示意图；

图3为本实用新型的第一实施例提供的五相定子绕组的第二接线示意图；

图4为本实用新型的第一实施例提供的五相定子绕组的第三接线示意图。

图标：100-绕线槽；200-定子绕组；210-第一缠绕段；220-第二缠绕段；230-连接部。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

第一实施例

本实施例中提供了一种五相发电机，其每相电压的输出波形畸变率不大于1％，工作稳定，能满足消费者的需求。

其中，五相发电机包括转子、定子和线圈。其中，转子的内周壁上设置有16个N级永磁铁和16个S级永磁体，并且16个N级永磁铁和16个S级永磁体交错等间距设置，以使得转子的内部形成永磁场。另外，请参阅图1，定子的外侧开设有30个绕线槽100，30个绕线槽100等间距设置。另外，线圈通过绕线槽100绕设于定子上并形成五相互为72°电角度的定子绕组200。

在本实施例中，30个绕线槽100的延伸方向均与定子的轴线形成夹角，即每个绕线槽100均为斜槽，并且每个绕线槽100的一端相对于绕线槽100的另一端偏于的距离等于绕线槽100的宽度。另外，30个绕线槽100分别标记为第一绕线槽至第三十绕线槽，图1中每个绕线槽100上的编号与第一绕线槽至第三十绕线槽分别对应。

其中，转子能相对定子转动，以使得转子带动16个N级永磁铁和16个S级永磁体共同旋转，并在转子的内部形成旋转磁场，绕设于定子上的线圈则通过磁场旋转时产生的磁通量变化产生感应电流，并对外输出电流。其输出的中频电压波形好，每相电压的输出波形畸变率不大于1％，能达到中频电压正弦波水平，工作稳定，能满足消费者的需求。

其中，每相定子绕组200包括第一缠绕段210和第二缠绕段220，第一缠绕段210的一端与第二缠绕段220的一端连接，并且第一缠绕段210和第二缠绕段220中的线圈绕设于相邻两个绕线槽100内。即，在本实施例中，线圈通过绕设在相邻的两个绕线槽100形成的凸起上以形成第一缠绕段210和第二缠绕段220，另外，第一缠绕段210和第二缠绕段220连接并相距一定的距离以形成定子绕组200。

进一步地，每相定子绕组200的第一缠绕段210和第二缠绕段220中的线圈均绕设于连续的6个绕线槽100中，即，其中，第一缠绕段210和第二缠绕段220中的线圈分别通过绕设于6个绕线槽100中的每两个相邻的绕线槽100形成的凸起上。

在本实施例中，上述每6个连续的绕线槽100均包括3个绕线槽组，每个绕线槽组均包括两个相邻设置的绕线槽100，其中，线圈在每个绕线槽组中沿第一方向绕设，并且3个绕线槽组中的线圈依次连接形成第一缠绕段210；同理，线圈在每个绕线槽组中沿第二方向绕设，并且3个绕线槽组中的线圈依次连接形成第二缠绕段220。即，在30个绕线槽100中其中具有6个连续的绕线槽100形成3组绕线槽组，线圈在该3组绕线槽组中的每个绕线槽组中以第一方向绕设形成第一缠绕段210；在30个绕线槽100的另外6个连续的绕线槽100形成另外的3组绕线槽组，线圈在该3组绕线槽组中以第二方向绕设形成与上述第一缠绕段210相对应的第二缠绕段220。另外，第一方向和第二方向相反，即，如果第一方向为顺时针方向则第二方向为逆时针方向，反之，如果第一方向为逆时针方向则第二方向为顺时针方向。

进一步地，在本实施例中，定子绕组200还包括连接部230，第一缠绕段210和第二缠绕段220通过连接部230连接，并且连接部230跨过4个绕线槽100。即，第一缠绕段210和第二缠绕段220之间间隔4个绕线槽100，并且第一缠绕段210中的线圈和第二缠绕段220中的线圈通过连接部230连接以形成定子绕组200。

其中，在本实施例中，每相定子绕组200分别为一根导线绕设而成，其中，导线通过绕设于两个绕线槽100之间形成的凸起上形成第一缠绕段210和第二缠绕段220，在跨过4个绕线槽100形成连接部230。

五相定子绕组200中的线圈的两端分别标记为A端、A’端和B端、B’端和C端、C’端和D端、D’端和E端、E’端。需要说明的是，在本实施例中，五相中第一缠绕段210远离第二缠绕段220的一端分别标记为A端、B端、C端、D端和E端，五相中第二缠绕段220远离第一缠绕段210的一端分别标记为A’端、B’端、C’端、D’端、E’端。

A端自第一绕线槽引出，A’端自第十五绕线槽引出，B端自第七绕线槽引出，B’端自第二十一绕线槽引出，C端自第十三绕线槽引出，C’端自第二十七绕线槽引出，D端自第十九绕线槽引出，D’端自第三绕线槽引出，E端自第二十五绕线槽引出，E’端自第九绕线槽引出。

其中，在第一绕线槽至第六绕线槽中以第一方向绕设形成的第一缠绕段210和在第十一绕线槽至第十六绕线槽中以第二方向绕设形成的第二缠绕段220相对应连接并形成其中一相定子绕组200，并且该定子绕组200的两端分别标记为A端和A’端，如图1。

同理，在第七绕线槽至第十二绕线槽中以第一方向绕设形成的第一缠绕段210和在第十七绕线槽至第二十二绕线槽中以第二方向绕设形成的第二缠绕段220相对应连接并形成其中一相定子绕组200，并且该定子绕组200的两端分别标记为B端和B’端。

在第十三绕线槽至第十八绕线槽中以第一方向绕设形成的第一缠绕段210和在第二十三绕线槽至第二十八绕线槽中以第二方向绕设形成的第二缠绕段220相对应连接并形成其中一相定子绕组200，并且该定子绕组200的两端分别标记为C端和C’端。

在第十九绕线槽至第二十四绕线槽中以第一方向绕设形成的第一缠绕段210和在第二十九绕线槽至第四绕线槽中以第二方向绕设形成的第二缠绕段220相对应连接并形成其中一相定子绕组200，并且该定子绕组200的两端分别标记为D端和D’端。

在第二十五绕线槽至第三十绕线槽中以第一方向绕设形成的第一缠绕段210和在第五绕线槽至第九绕线槽中以第二方向绕设形成的第二缠绕段220相对应连接并形成其中一相定子绕组200，并且该定子绕组200的两端分别标记为E端和E’端。

另外，本实施例中，五相定子绕组200相互连接以形成五相发电机。其中，五相定子绕组200的接线方式可以是星形接法。例如，如图2，A’端、B’端、C’端、D’端和E’端相互连接，并且A端、B端、C端、D端和E端引出并分别用于输出电能，即为五线输出。或者，如图3，A’端、B’端、C’端、D’端和E’端相互连接并且引出以用于输出电能，与此同时，A端、B端、C端、D端和E端同样引出并分别用于输出电能，即为六线输出。

或者，请参阅图4，五相定子绕组200还可以采用五边形接法的方式连接形成五相发电机。即，A端、A’端、B端、B’端、C端、C’端、D端、D’、E端和E’端依次连接，并且A端与E’端连接，A端、B端、C端、D端和E端均引出并分别用于输出电能。

本实施例中提供的五相发电机通过在定子的外侧开设30个绕线槽100，并且在转子的内周壁上设置有16个N级永磁体和16个S级永磁体，并且16个N级永磁体和16个S级永磁体交错等间距设置，另外，线圈通过绕线槽100绕设于定子上并形成五相互为72°电角度的定子绕组200。在转子相对定子转动时，转子带动16个N级永磁体和16个S级永磁体转动并于转子内部形成旋转磁场，绕设于定子上的线圈则在磁通量改变的情况下产生电流，以对外输出电流。其中，本实用新型提供的五相发电机及发电机系统每相电压的输出波形畸变率不大于1％，工作稳定，能满足消费者的需求。

第二实施例

本实施例中提供了一种发电系统，其采用了第一实施例中提供的五相发电机，并且发电系统每相电压的输出波形畸变率不大于1％，工作稳定，能满足消费者的需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。