一种高效率线圈绕组定子及具有该绕组定子的发电机的制作方法

本实用新型属于发电设备技术领域，特别涉及一种高效率线圈绕组定子及具有该绕组的发电机。

背景技术：

目前，常规的发电机主要由转子与定子组成，定子铁芯内的磁通是在不停的变化，为防止涡流损耗，定子铁芯采用多层硅钢片叠成，硅钢片涂绝缘漆相互绝缘，最后在定子铁芯的两端用压圈与穿心螺杆压紧定子铁芯，在定子铁芯和转子铁芯的开槽内均分别叠绕有定子绕组和转子绕组。定子绕组包括位于定子铁芯之间的直线部分和位于定子铁芯两端的弯绕部分，在电机启动和运行过程中产生的振动使得弯绕部分与定子铁芯之间产生相对运动，从而损坏绕组表面的绝缘材料和绝缘漆造成绕组绝缘水平下降，甚至损坏电机。

另一方面，在发电机运行过程中，弯绕部分也会受到电磁力作用而使其变形振动，相邻的绕组之间的相间绝缘产生位移或者磨损，极易产生相间短路；同时，弯绕部分的绕组长时间暴露在机壳内，也容易造成粉尘、气流冲击等摩擦也会带来危险。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种高效率线圈绕组定子及具有该绕组的发电机；为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种高效率线圈绕组定子，包括主定子铁芯和副定子铁芯，所述主定子铁芯和副定子铁芯交替紧靠设置，所述主定子铁芯和副定子铁芯均是由多层硅钢片沿前后方向叠加而成，多层硅钢片由穿心螺杆压紧而成为一整体，所述硅钢片呈长条形，以主硅钢片的长边方向为竖直方向，以主硅钢片的宽边方向为左右方向，在硅钢片顶部一体成型设有连接端部，所述连接端部的宽度大于硅钢片的宽度，从而在主定子铁芯与相邻两个副定子铁芯之间形成定子绕组容纳空间，定子绕组缠绕在主定子铁芯上，定子绕组与相邻两个副定子铁芯之间均设有间隙。

优选的，将主定子铁芯的硅钢片称为主硅钢片，在主硅钢片的左侧边和右侧边上自上而下依次设有多个用于固定定子绕组的嵌装槽，在主硅钢片底部设有沿周向向外延伸的挡片。

优选的，连接端部设有通孔，从而在主定子铁芯和副定子铁芯的连接端部均形成用于穿过固定螺栓的安装穿孔。

一种具有如上所述的高效率线圈绕组定子的发电机，将高效率线圈绕组定子简称为绕组定子，包括机架，在机架上转动连接有沿竖直方向设置的主转轴，在主转轴上固定有转盘，在转盘上绕周向均匀嵌装有多个激励磁体，在转盘正上方设有支撑板，主转轴与支撑板转动连接，所述支撑板通过四角处的支撑杆固定在机架上；绕组定子固定在支撑板底部，且主定子铁芯和副定子铁芯在同一圆周线上交替紧靠设置而形成圆形绕组定子，圆形绕组定子与转盘同轴设置，圆形绕组定子的位置与激励磁体的位置相对应，圆形绕组定子与激励磁体之间设有间隙。

优选的，所述支撑杆为螺纹杆，在支撑板上方和下方的螺纹杆上均螺纹连接有调节螺母。

优选的，在支撑板底部设有与转盘同轴设置的固定连接环，在固定连接环上绕周向均匀设有多个固定孔，主定子铁芯和副定子铁芯的连接端部的安装穿孔与固定孔相对应并在其贯穿固定螺栓而将圆形绕组定子固定在固定连接环上。

优选的，在主转轴上固定有环形支架，在环形支架边缘处绕周向均匀设有多个风叶，所述风叶的位置与绕组定子的位置相对应。

一种具有如上所述的高效率线圈绕组定子的发电机，将高效率线圈绕组定子简称为绕组定子，包括机架，在机架上转动连接有沿竖直方向设置的主转轴，在主转轴上固定有转盘，在转盘圆周侧壁上绕周向均匀嵌装有多个激励磁体，在机架上设有与转盘同轴设置的环形支撑架，所述环形支撑架直径大于转盘直径，绕组定子固定在环形支撑架上，且主定子铁芯和副定子铁芯交替紧靠设置在形支撑架上而形成圆形绕组定子，圆形绕组定子与转盘同轴设置，圆形绕组定子的位置与激励磁体的位置相对应，圆形绕组定子与激励磁体之间设有间隙，主定子铁芯和副定子铁芯的主硅钢片的长边方向沿着径向设置。

优选的，所述主定子铁芯和副定子铁芯的穿心螺杆螺纹连接在环形支撑架上。

优选的，副定子铁芯上设有两个穿心螺杆，副定子铁芯的连接端部设有一个穿心螺杆，主定子铁芯的连接端部设有一个穿心螺杆。

本实用新型所具有的有益效果为：（1）该高效率线圈绕组定子中定子绕组前后两端处的弯绕部分曲率半径较大，而且与主定子铁芯之间固定牢固无需安装专门支撑定子绕组端部的其他零部件，从而整体结构更加紧凑，也避免了在电机启动和运行过程中定子绕组与主定子铁芯之间发生相对运动的问题，保证了定子绕组的绝缘性水平，提高了发电机的运行安全性。另一方面由于弯绕部分曲率半径较大因此在发电过程中切割磁感线运动的速度较小甚至为零，因此受到的电磁力作用很小，定子绕组端部几乎没有振动、变形提高了寿命；弯绕部分切割磁感线运动的速度较小对发电参数的影响也小，大大减小了谐波干扰。

（2）该发电机为开放式盘形结构形式与常规发电机的结构不同，整体零部件少，结构紧凑，散热效果好，绕组定子的安装、拆卸、位置调整比较灵活方便，其中相邻两个副定子铁芯1对位于其中间的主定子铁芯起到隔离和夹固的作用使得整体更加牢固，保证运行过程的安全；另一方面主定子铁芯和副定子铁芯还具有具体实施例1中所具有的优点。

附图说明

图1为具体实施例1中高效率线圈绕组定子的结构示意图；

图2为具体实施例2中具有绕组定子的发电机的结构示意图；

图3为具体实施例3中具有绕组定子的发电机的结构示意图；

图4为图3中沿A-A线的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步描述。

具体实施例1：

如图1所示，一种高效率线圈绕组定子，包括主定子铁芯103和副定子铁芯108，所述主定子铁芯103和副定子铁芯108交替紧靠设置，呈直线并排或者呈圆形并排设置均可，所述主定子铁芯103和副定子铁芯108均是由多层硅钢片沿前后方向叠加而成，多层硅钢片由穿心螺杆107压紧而成为一整体，所述硅钢片呈长条形，以主硅钢片的长边方向为竖直方向，以主硅钢片的宽边方向为左右方向，在硅钢片顶部一体成型设有连接端部101，所述连接端部101的宽度大于硅钢片的宽度，从而在主定子铁芯103与相邻两个副定子铁芯108之间形成定子绕组容纳空间，定子绕组105缠绕在主定子铁芯103上，定子绕组105与相邻两个副定子铁芯108之间均设有间隙。图1中的定子绕组105是示意性地画出了单匝，实际中可以是多砸或者多组，同时，定子绕组105与相邻两个副定子铁芯108之间的间隙也可以根据实际需要调整设计。

为了描述方便，将主定子铁芯103的硅钢片称为主硅钢片，在主硅钢片的左侧边和右侧边上自上而下依次设有多个用于固定定子绕组105的嵌装槽104，在主硅钢片底部设有沿周向向外延伸的挡片106，同时在主硅钢片顶部也可以向设有沿周向向外的挡片以对定子绕组105进行支撑和固定。

在使用时将主定子铁芯103和副定子铁芯108交替紧靠固定在一起，也可以在主定子铁芯103和副定子铁芯108的连接端部101通过连接板进一步固定在一起。具体地，连接端部101设有通孔，从而在主定子铁芯103和副定子铁芯108的连接端部101均形成用于穿过固定螺栓102的安装穿孔。为了加固主定子铁芯103的牢固性也可以在主定子铁芯103上设置两个穿心螺杆。

该高效率线圈绕组定子中定子绕组105前后两端处的弯绕部分曲率半径较大，而且与主定子铁芯103之间固定牢固无需安装专门支撑定子绕组端部的其他零部件，从而整体结构更加紧凑，也避免了在电机启动和运行过程中定子绕组105与主定子铁芯103之间发生相对运动的问题，保证了定子绕组105的绝缘性水平，提高了发电机的运行安全性。另一方面由于弯绕部分曲率半径较大因此在发电过程中切割磁感线运动的速度较小甚至为零，因此受到的电磁力作用很小，定子绕组105端部几乎没有振动、变形提高了寿命；弯绕部分切割磁感线运动的速度较小对发电参数的影响也小，大大减小了谐波干扰。

具体实施例2：

如图1和图2所示，一种具有具体实施例1中所述的高效率线圈绕组定子的发电机，为了便于描述，将具体实施例1中高效率线圈绕组定子简称为绕组定子，该发电机包括机架208，在机架208上转动连接有沿竖直方向设置的主转轴206，在主转轴206上固定有转盘207，在转盘207上绕周向均匀嵌装有多个激励磁体205，在转盘207正上方设有支撑板201，主转轴206与支撑板201转动连接，所述支撑板201通过四角处的支撑杆209固定在机架208上；绕组定子固定在支撑板201底部，且主定子铁芯103和副定子铁芯108在同一圆周线上交替紧靠设置而形成圆形绕组定子，圆形绕组定子与转盘207同轴设置，圆形绕组定子的位置与激励磁体205的位置相对应，圆形绕组定子与激励磁体205之间设有间隙。

在支撑板201底部设有与转盘207同轴设置的固定连接环202，在固定连接环202上绕周向均匀设有多个固定孔204，所述定子铁芯103和副定子铁芯108的连接端部101的安装穿孔与固定孔204相对应并在其贯穿固定螺栓203而将绕组定子固定在固定连接环202上。其中，根据实际需要可以绕周向固定合适数量和合适位置的定子铁芯103和副定子铁芯108，以满足发电量要求，直交流电要求，根据相应位置定子铁芯103和副定子铁芯108之间定子绕组105的连接方式，也可以实现三相交流电的发电要求。

本发电机本身就具有较大的散热空间，进一步还可以在主转轴206上固定有环形支架（图中未示出），在环形支架边缘处绕周向均匀设有多个风叶，所述风叶的位置与绕组定子的位置相对应，从而在主转轴206转动的同时对绕组定子进一步加快散热。

该发电机在工作时，发电的机械动力源带动主转轴206转动，从而在绕组定子所在位置的圆周上形成转动磁场，进而定子绕组105切割磁感线进行发电。

该发电机为开放式盘形结构形式与常规发电机的结构不同，整体零部件少，结构紧凑，散热效果好，主定子铁芯103和副定子铁芯108的安装、拆卸、位置调整比较灵活方便，其中相邻两个副定子铁芯108对位于其中间的主定子铁芯103起到隔离和夹固的作用使得整体更加牢固，保证运行过程的安全；另一方面主定子铁芯103和副定子铁芯108还具有具体实施例1中所具有的优点。

具体实施例3：

如图1、图3和图4所示，一种具有具体实施例1中所述的高效率线圈绕组定子的发电机，为了便于描述，将具体实施例1中高效率线圈绕组定子简称为绕组定子，该发电机包括机架307，在机架307上转动连接有沿竖直方向设置的主转轴305，在主转轴305上固定有转盘303，在转盘303圆周侧壁上绕周向均匀嵌装有多个激励磁体304，在机架307上设有与转盘303同轴设置的环形支撑架306，所述环形支撑架306直径大于转盘303直径，绕组定子固定在环形支撑架306上，且主定子铁芯103和副定子铁芯108交替紧靠设置在形支撑架306上而形成圆形绕组定子，圆形绕组定子与转盘303同轴设置，圆形绕组定子的位置与激励磁体304的位置相对应，圆形绕组定子与激励磁体304之间设有间隙，主定子铁芯103和副定子铁芯108的主硅钢片的长边方向沿着径向设置。

所述主定子铁芯103和副定子铁芯108的穿心螺杆螺纹连接在环形支撑架306上。进一步，所述副定子铁芯108上设有两个穿心螺杆，副定子铁芯108的连接端部设有一个穿心螺杆，主定子铁芯103的连接端部设有一个穿心螺杆。

该发电机在工作时，发电的机械动力源带动主转轴305转动，从而在绕组定子所在位置的圆周上形成转动磁场，进而定子绕组105切割磁感线进行发电。

该发电机为开放式盘形结构形式与常规发电机的结构不同，整体零部件少，结构紧凑，散热效果好，主定子铁芯103和副定子铁芯108的安装、拆卸、位置调整比较灵活方便，其中相邻两个副定子铁芯108对位于其中间的主定子铁芯103起到隔离和夹固的作用使得整体更加牢固，保证运行过程的安全；另一方面主定子铁芯103和副定子铁芯108还具有具体实施例1中所具有的优点。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、 “顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。