[發明專利]具有牛角式鐵芯的外轉子發電機

在審

• 申請號: 201810801217.0
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN110739824A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 黃思倫
• 申請（專利權）人: 黃思倫
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24;H02K1/27;H02K1/12
• 代理公司: 11314 北京戈程知識產權代理有限公司
• 代理人: 程偉

具有牛角式鐵芯的外轉子發電機，包括一沿軸向延伸的樞軸；復數個平行配置的盤式外轉子，分別包括一基體及偶數個永久磁鐵，基體中心垂直固設于樞軸，且相鄰的永久磁鐵以同極性相對方式均勻排列，盤式外轉子的永久磁鐵的相異磁極則彼此相對；欄桿式定子，包括復數個長條狀鐵芯，分別平行上述軸向均勻排列分布于一個以樞軸為心的圓管，并以兩極分別對應前述永久磁鐵，鐵芯數目大于永久磁鐵一倍且低于二倍。

技術領域

一種外盤式發電機，尤其是一種具有牛角式鐵芯的外轉子盤式發電機。

背景技術

常見的永磁式發電機9，如圖1所示，是把永久磁鐵91設置在外圍作為轉子，而將電樞線圈93設置在核心的定子處，無論是電流經過電樞線圈因電阻而發熱，或是在換相過程中發生電流跳接時的驟熱，都難以輕易散出；尤其轉子處的高熱回傳至主動軸，長久使用下，會逐漸導致主動軸的變形，尤其受限于內外層包覆式的結構設計，使得面對輸入扭力變更、安裝空間限制等問題時，其應變的彈性也減少了。另方面，由于發電機主要是依賴線圈切割磁力線，造成磁動生電的作用，磁力線的分布在發電效率中占有決定性的影響。因為空氣的磁阻甚高，如果永磁裝置和線圈中的鐵芯，在封閉回路中所占途徑比例越低，經過的空氣區域越長，磁阻將大幅升高，磁通因而分散，可以被切割而產生作用的磁力線密度也隨之降低。

一種公知盤式發電機8，如圖2所示，雖揭露有盤式外轉子81的結構，但對上述的發熱及耗能問題并無適當解答。此外，永久磁鐵和線圈83的數目未曾妥善匹配，也將導致磁回路無法均勻作用，在每一作用周期中，都可能造成出力忽大忽小的轉動不均勻狀況。尤其是磁力線的封閉回圈中，大量行經空氣作為介質，更使磁力線密度被分散，產生電能效率不彰。因此，如何妥善利用線圈和永久磁鐵的互動，使得動能所引起的磁感應，可以被有效轉換為電能輸出儲存，也需要良好的結構設計，使得磁鐵和鐵芯間的磁阻降低。

如何讓永久磁鐵的磁極和鐵芯的間隙縮小，并且構成適當的磁回路，讓磁通量集中在預期通路中而避免發散，形成發電線圈組和永久磁鐵有效率地交互作用，藉此提升發電機的能量轉換效率，就是本發明所要解決的問題。

發明內容

本發明的一目的，在于提供一種具有牛角式鐵芯的外轉子發電機，藉由定子鐵芯與轉子永久磁鐵的數目比例，確保空氣間隙有效縮減，磁通路順暢，達到減少發熱及降低耗能的功效。

本發明另一目的，在于提供一種具有牛角式鐵芯的外轉子發電機，利用牛角式鐵芯間的狹縫狹小，達到降低磁阻，保持磁通路順暢，讓發電效率提升的功效。

本發明再一目的，在于提供一種具有牛角式鐵芯的外轉子發電機，藉由盤式外轉子的結構使具有發電線圈繞組的定子不被包覆，易于散熱而順利延長發電機組件的壽命。

本發明又一目的，在于提供一種具有牛角式鐵芯的外轉子發電機，藉由每二個彼此平行配置的盤式外轉子之間設置一組欄桿式定子的結構，可以依需要向前述外盤式轉子的兩外側同軸擴充，達到不變更發電機單體的規格設計，而能彈性因應輸出扭力與安裝空間的需求。