高效率嵌套式铁芯绕组发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发电机，尤其涉及一种嵌套式结构、低耗的高效率嵌套式铁芯绕组发电机。
【背景技术】
[0002]常见的西门子发电机，基本上都是由励磁转子，旋转二极管，主机转子以及固定在机壳上的定子组成。励磁转子产生的电能通过旋转二极管，以直流电的形式传输给主机转子，主机转子就会以电磁铁的形式，使固定在机壳上的定子绕组做切割磁感线的运动，从而产生电能。这种机构虽然使发电机的能量转换有所改善，但由于它的励磁转子和主机转子是分开的，这就造成了很大的空间浪费。除此之外，由于它只有一个励磁转子，主机转子的能量转化率就会受到限制。
【发明内容】
[0003]针对目前西门子发电机空间浪费以及转化率较低的技术问题，本实用新型提供了一种电机空间利用率高且发电效率高的高效率嵌套式铁芯绕组发电机。
[0004]具体技术方案为:高效率嵌套式铁芯绕组发电机，包括机壳、底座、转轴、嵌套式铁芯绕组机构、嵌套式磁铁组机构和外部铁芯绕组，机壳固定设置于底座上，转轴贯穿机壳中心位置且转轴两端与底座转动连接，嵌套式铁芯绕组机构、嵌套式磁铁组机构和外部铁芯绕组均设置于机壳内部，嵌套式铁芯绕组机构由左嵌套式铁芯绕组、右嵌套式铁芯绕组和普通铁芯绕组组成，普通铁芯绕组固定套设在转轴上，左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组位于普通铁芯绕组和转轴之间，左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组对称设置于普通铁芯绕组左右两端的内侧面上，嵌套式磁铁组机构由左嵌套式磁铁组和右嵌套式磁铁组组成，左嵌套式磁铁组和右嵌套式磁铁组固定设置于机壳上，且左嵌套式磁铁组对应设置于左嵌套式铁芯绕组与转轴之间，右嵌套式磁铁组对应设置于右嵌套式铁芯绕组与转轴之间，外部铁芯绕组固定于机壳内壁并与普通铁芯绕组对应设置；嵌套式铁芯绕组机构上设置有二极管整流桥，左嵌套式铁芯绕组上的两个电能输出端分别与右嵌套式铁芯绕组上的两个电能输出端并联形成第一电能输出端和第二电能输出端，第一电能输出端和第二电能输出端分别与二极管整流桥的两个输入端连接，二极管整流桥的两个输出端与普通铁芯绕组的两个输入端连接。
[0005]所述左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组通过螺钉或螺栓固定在普通铁芯绕组上。
[0006]所述左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组结构相同，均由铁芯和铜线组成，铜线缠绕于铁芯的侧面及其靠近转轴的内侧端面上。
[0007]所述左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组上的铜线绕组总数相同。
[0008]所述二极管整流桥由四个硅二极管组成。
[0009]所述左嵌套式磁铁组和右嵌套式磁铁组的结构相同，均由多个磁铁组成，且相邻磁铁的外侧面磁极相反。
[0010]所述左嵌套式磁铁组和右嵌套式磁铁组上的磁铁为钕铁硼强磁铁。
[0011]本实用新型使用方便，制造成本低，可推广性强。
[0012]本实用新型设有嵌套式铁芯绕组机构和嵌套磁铁组机构，嵌套式铁芯绕组机构的铁芯呈近似中空的环形结构，由左嵌套式铁芯绕组、右嵌套式铁芯绕组和普通铁芯绕组构成。即在同一块铁芯上有三组铜线绕组，相当于有两个励磁转子和一个主机转子固定在一起，这很好的解决了空间浪费问题。与之对应的嵌套磁铁组机构，则由左嵌套式磁铁组和右嵌套式磁铁组构成。嵌套式磁铁组的位置，正是嵌套式铁芯绕组机构的环形中空位置。嵌套式铁芯绕组固定在发电机轴上，发电机轴转动时，带动嵌套式铁芯绕组转动。两个嵌套式铁芯绕组上的铜线相对于两个嵌套式磁铁组做切割磁感线的运动，从而产生电能。左嵌套式铁芯绕组的两个铜线输出端，分别与右嵌套式铁芯绕组的两个铜线输出端相连。由于两个绕组的铜线绕组数相同，所以它们的并联能产生双倍电流。嵌套式铁芯绕组产生的双倍电能则通过固定在嵌套式铁芯绕组上的四个硅二极管整流(省去制造旋转二极管的麻烦)，以直流电的形式传输给普通铁芯绕组。普通铁芯绕组就会以电磁铁的形式转动，使固定在机壳上的外部铁芯绕组的铜线做切割磁感线的运动，从而产生更大的电能，提高转化率。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型结构示意图；
[0014]图2为本实用新型嵌套式铁芯绕组机构示意图；
[0015]图3为本实用新型电路连接示意图；
[0016]图4为本实用新型左嵌套式铁芯绕组结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1、图2和图4所示，高效率嵌套式铁芯绕组发电机，包括机壳1、底座2、转轴3、嵌套式铁芯绕组机构、嵌套式磁铁组机构和外部铁芯绕组10，机壳I固定设置于底座2上，转轴3贯穿机壳I中心位置且转轴3两端与底座2转动连接，嵌套式铁芯绕组机构、嵌套式磁铁组机构和外部铁芯绕组10均设置于机壳I内部，嵌套式铁芯绕组机构由左嵌套式铁芯绕组4、右嵌套式铁芯绕组5和普通铁芯绕组6组成，普通铁芯绕组6固定套设在转轴3上，左嵌套式铁芯绕组4和右嵌套式铁芯绕组5位于普通铁芯绕组6和转轴3之间，左嵌套式铁芯绕组4和右嵌套式铁芯绕组5通过螺钉或螺栓固定在普通铁芯绕组6左右两端的内侧面上，左嵌套式铁芯绕组4和右嵌套式铁芯绕组5结构相同，均由铁芯11和铜线12组成，铜线12缠绕于铁芯11的侧面及其靠近转轴3的内侧端面上，而普通铁芯绕组6只在其铁芯的外圆侧面上缠绕有铜线，左嵌套式铁芯绕组4和右嵌套式铁芯绕组5上的铜线12绕组总数相同，使左嵌套式铁芯绕组4和右嵌套式铁芯绕组5在做切割磁感线运动时产生的电压相同。嵌套式磁铁组机构由左嵌套式磁铁组7和右嵌套式磁铁组8组成，左嵌套式磁铁组7和右嵌套式磁铁组8固定设置于机壳I上，且左嵌套式磁铁组7对应设置于左嵌套式铁芯绕组4与转轴3之间，右嵌套式磁铁组8对应设置于右嵌套式铁芯绕组5与转轴3之间，左嵌套式磁铁组7和右嵌套式磁铁组8的结构相同，均由多个磁铁组成，且相邻磁铁的外侧面磁极相反，左嵌套式磁铁组7和右嵌套式磁铁组8上的磁铁为钕铁硼强磁铁，能够产生较强的磁场，提高发电效率。外部铁芯绕组10固定于机壳I内壁并与普通铁芯绕组6对应设置；嵌套式铁芯绕组机构上设置有二极管整流桥9，二极管整流桥9由四个硅二极管组成。
[0018]当转轴3转动时，带动嵌套式铁芯绕组机构转动，从而使左嵌套式铁芯绕组4和右嵌套式铁芯绕组5分别与左嵌套式磁铁组7和右嵌套式磁铁组8发生相对转动，使左嵌套式铁芯绕组4和右嵌套式铁芯绕组5内产生电能，如图3所示，左嵌套式铁芯绕组4上的两个电能输出端分别与右嵌套式铁芯绕组5上的两个电能输出端并联形成第一电能输出端和第二电能输出端，第一电能输出端和第二电能输出端分别与二极管整流桥9的两个输入端连接，二极管整流桥9将左嵌套式铁芯绕组4和右嵌套式铁芯绕组5产生的交流电转变为直流电，二极管整流桥9的两个输出端与普通铁芯绕组6的两个输入端连接，二极管整流桥9将其产生的直流电输送至普通铁芯绕组6内，普通铁芯绕组6以电磁铁的形式随转轴3转动，从而与外部铁芯绕组10发生相对运动，使外部铁芯绕组10内产生电能，外部铁芯绕组10通过其输出端与外部用电设备连接，为外部用电设备提供电能。
【主权项】
1.高效率嵌套式铁芯绕组发电机，其特征在于:包括机壳、底座、转轴、嵌套式铁芯绕组机构、嵌套式磁铁组机构和外部铁芯绕组，机壳固定设置于底座上，转轴贯穿机壳中心位置且转轴两端与底座转动连接，嵌套式铁芯绕组机构、嵌套式磁铁组机构和外部铁芯绕组均设置于机壳内部，嵌套式铁芯绕组机构由左嵌套式铁芯绕组、右嵌套式铁芯绕组和普通铁芯绕组组成，普通铁芯绕组固定套设在转轴上，左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组位于普通铁芯绕组和转轴之间，左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组对称设置于普通铁芯绕组左右两端的内侧面上，嵌套式磁铁组机构由左嵌套式磁铁组和右嵌套式磁铁组组成，左嵌套式磁铁组和右嵌套式磁铁组固定设置于机壳上，且左嵌套式磁铁组对应设置于左嵌套式铁芯绕组与转轴之间，右嵌套式磁铁组对应设置于右嵌套式铁芯绕组与转轴之间，外部铁芯绕组固定于机壳内壁并与普通铁芯绕组对应设置；嵌套式铁芯绕组机构上设置有二极管整流桥，左嵌套式铁芯绕组上的两个电能输出端分别与右嵌套式铁芯绕组上的两个电能输出端并联形成第一电能输出端和第二电能输出端，第一电能输出端和第二电能输出端分别与二极管整流桥的两个输入端连接，二极管整流桥的两个输出端与普通铁芯绕组的两个输入端连接。2.如权利要求1所述的高效率嵌套式铁芯绕组发电机，其特征在于:所述左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组通过螺钉或螺栓固定在普通铁芯绕组上。3.如权利要求1或2所述的高效率嵌套式铁芯绕组发电机，其特征在于:所述左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组结构相同，均由铁芯和铜线组成，铜线缠绕于铁芯的侧面及其靠近转轴的内侧端面上。4.如权利要求3所述的高效率嵌套式铁芯绕组发电机，其特征在于:所述左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组上的铜线绕组总数相同。5.如权利要求1所述的高效率嵌套式铁芯绕组发电机，其特征在于:所述二极管整流桥由四个硅二极管组成。6.如权利要求1所述的高效率嵌套式铁芯绕组发电机，其特征在于:所述左嵌套式磁铁组和右嵌套式磁铁组的结构相同，均由多个磁铁组成，且相邻磁铁的外侧面磁极相反。7.如权利要求6所述的高效率嵌套式铁芯绕组发电机，其特征在于:所述左嵌套式磁铁组和右嵌套式磁铁组上的磁铁为钕铁硼强磁铁。
【专利摘要】高效率嵌套式铁芯绕组发电机，包括机壳、底座、转轴、嵌套式铁芯绕组机构、嵌套式磁铁组机构和外部铁芯绕组，机壳固定设置于底座上，转轴贯穿机壳中心位置且转轴两端与底座转动连接，嵌套式铁芯绕组机构、嵌套式磁铁组机构和外部铁芯绕组均设置于机壳内部，嵌套式铁芯绕组机构由左嵌套式铁芯绕组、右嵌套式铁芯绕组和普通铁芯绕组组成，普通铁芯绕组固定套设在转轴上，左嵌套式铁芯绕组和右嵌套式铁芯绕组位于普通铁芯绕组和转轴之间。
【IPC分类】H02K16/02, H02K1/12
【公开号】CN204681223
【申请号】CN201520174360
【发明人】赵绪, 潘爱琼
【申请人】郑州科技学院
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年3月26日