[實用新型]一種高效率外轉子軸流式微型發電機

有效

• 申請號: 201120255444.1
• 申請日: 2011-07-19
• 公開（公告）號: CN202142919U
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 楊曉哲;屈軍軍;郭海鵬
• 申請（專利權）人: 陜西恒鑫精密紡織機械有限公司
• 主分類號: H02K1/22
• 分類號: H02K1/22;H02K11/00
• 代理公司: 寶雞市新發明專利事務所 61106
• 代理人: 席樹文

技術領域

本實用新型屬于發電設備技術領域，涉及軍民兩用人力手搖或腳蹬發電機以及部分摩托車發電機的改進。

背景技術

手搖發電機和腳踩發電機可作為電臺附件，通過手搖或腳蹬為電臺的蓄電池組進行充電。也可在無其它電源的環境下，為手機、定位儀、北斗終端手持機等通信產品及相關電子產品做配套應急電源，為其蓄電池組進行充電。還可以配合LED燈或節能燈，進行應急照明或家庭照明。

通過市場分析得知，隨著近幾年地震等自然災害的頻繁發生，國家加大了地震等自然災害的應急預防投入，而穩定可靠的應急供電設備在救災應急中具有舉足輕重的作用，尤其是中、小功率的便攜式手搖發電機和腳蹬發電機越來越受到人們的關注。采用人力進行發電，發電機效率就非常關鍵，在手搖發電機和腳踩發電機中采用的均是外轉子軸流式微型發電機，該發電機由轉子和定子組成，其中轉子由轉子座、轉子軸、磁體和轉子軸承組成，定子由定子座、鐵芯、定子線包和定子軸承組成，具體如圖(1-3)所示。發電機定子固定不動，工作時，轉子在齒輪組的帶動下高速旋轉，定子線包切割磁力線進行發電。經過不斷的研究發現，在轉子內的磁體所形成的磁場部分延伸出轉子端面，形成了漏磁場，如圖(4)所示，該部分磁場不受定子線包切割。然而，定子座作為塊狀金屬卻進入到了漏磁場中，并且隨著轉子的旋轉連續切割磁力線，在定子座中形成了渦電流，如圖(5)所示。該電流引起定子座及發電機發熱，不僅耗費了人力，還大大降低了發電機的效率和壽命。

發明內容

本實用新型目的是設計一種高效率外轉子軸流式微型發電機，通過設法屏蔽漏磁場，使定子座不再切割漏磁場，消除定子座中的渦電流，從而提高發電機效率，降低操作者體力消耗。

具體地說，一種高效率外轉子軸流式微型發電機，該發電機由轉子和定子組成，其中轉子由轉子座、轉子軸、磁體和轉子軸承組成，定子由定子座、鐵芯、定子線包和定子軸承構成；轉子座通過過盈配合安裝固定在轉子軸上，隨轉子軸轉動；磁體按照“S”級和“N”級間隔交替固定在轉子座內表面；定子通過定子座安裝固定在發電機殼體上，定子線包繞在鐵芯上并一起固定在定子座上，其特征是在磁體端面設有屏蔽漏磁場消除定子座中渦電流的裝置。

本實用新型有益效果：運用本實用新型提供的方案，徹底消除了轉子端面以外的漏磁，定子座不再切割漏磁場，不再形成渦電流。這樣一來，發電機不再因渦電流發熱，提高了發電機效率和壽命，降低了操作者體力消耗。

附圖說明

圖1為現有外轉子軸流式微型發電機結構示意圖。

圖2為現有外轉子軸流式微型發電機轉子結構示意圖。

圖3為現有外轉子軸流式微型發電機定子結構示意圖。

圖4為現有外轉子軸流式微型發電機漏磁場示意圖。

圖5為現有外轉子軸流式微型發電機渦電流示意圖。

圖6為本實用新型金屬環結構示意圖。

圖7本實用新型結構示意圖(增加隔磁環的外轉子軸流式微型發電機結構)。

圖8為本實用新型凸沿轉子座結構示意圖。

圖9為本實用新型結構示意圖(采用凸沿轉子座的外轉子軸流式微型發電機結構)。

具體實施方式

一種高效率外轉子軸流式微型發電機，該發電機由轉子和定子組成，其中轉子由轉子座1、轉子軸2、磁體3和轉子軸承4組成，定子由定子座5、鐵芯6、定子線包7和定子軸承8構成；轉子座1通過過盈配合安裝固定在轉子軸2上隨轉子軸2轉動，磁體3按照“S”級和“N”級間隔交替粘貼固定在轉子座1內表面；定子通過定子座5安裝固定在發電機殼體上，定子線包7繞在鐵芯6上并一起固定在定子座5上，其特征是在磁體3端面設有屏蔽漏磁場消除定子座中渦電流的裝置。

如圖6所示，所述的漏磁場屏蔽裝置為磁體3端面加蓋的一個導磁的金屬環9。金屬環9為采用硅鋼片或其它導磁材料沖裁的一個內外徑適合轉子的金屬隔磁環，并依靠磁體磁力將隔磁環吸附在轉子磁體端面上。構成的發電機結構如圖7所示。

如圖8所示，所述的漏磁場屏蔽裝置為位于轉子座1上的凸沿10。構成的發電機結構如圖9所示。

通過分析發現，磁體按照“S”級和“N”級按一定間距交替粘貼在轉子座內表面上，只要給轉子內磁體端面加蓋一個導磁的金屬環，就可將漏磁短路，直接使磁力線通過金屬環回到磁體內，消除轉子端面以外的漏磁場。根據發電機和電工材料特點，該隔磁環材料最好選用與鐵芯一致的硅鋼片，隔磁效果最好。通過諸多實驗對比，采用隔磁環后發電機漏磁基本消除，發電機效率和壽命明顯提高，人搖動或腳踩時，節省了體力。

同理，如圖8所示，若將轉子座加工成帶凸沿的結構，按圖9，雖然磁體粘貼難度加大，作用雖沒有隔磁環效果好，但凸沿10也能起到屏蔽漏磁場的作用。基于以上優點，特申請將該種采用隔磁環和凸沿轉子結構，屏蔽漏磁場，提高發電機效率的方法在涉及軍民兩用人力手搖或腳踩發電機領域給予保護。