[發明專利]一種發電機

在審

• 申請號: 202110058960.3
• 申請日: 2021-01-17
• 公開（公告）號: CN112803622A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 余傳柏;趙春榮
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: H02K1/12
• 分類號: H02K1/12;H02K1/18;H02K1/27
• 代理公司: 南寧東之智專利代理有限公司 45128
• 代理人: 杜啟杰

本發明公開了一種發電機。其結構如下：N個定子、N+1個轉子和轉軸構成，其中，定子主要包括定子固定板和若干個定子繞組構成，每個定子繞組均由鐵芯和螺旋纏繞在鐵芯外表面上的絕緣導線構成；轉子包括轉盤和若干個永磁體構成，其中轉子永磁體均勻分布在轉盤外邊緣，且永磁體的形狀與定子鐵芯相同，位置相對應；兩個轉子平行位于一個定子的兩側，通過轉軸與轉子轉盤連動，全程切割磁力線，產生感應電動勢。本發明公開了一種全新結構的發電機，工藝簡便，可模塊化組合設計，且采用較少硅鋼片等材料，達到效率高的同時，結構簡單、省材，鐵芯發熱少，在軍用無人機等領域有較好的應用前景。

技術領域

本發明涉及發電機領域，具體的來說是涉及一種發電機。

背景技術

發電機是指將其他形式的能源轉換成電能的機械設備，它由汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動，將氣流、燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發電機，再由發電機通過電磁效應轉換為電能。發電機的種類有很多種，從原理上分為同步發電機、異步發電機、單相發電機、三相發電機等。

傳統的發電機主要由位于中心的轉子、環繞轉子設置的定子、端蓋和軸承等部件組成。定子是發電機的靜止部分，由定子鐵芯、定子繞組和機座等部分組成。其中定子鐵芯固定在機座上，并由表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在定子鐵芯的內圓有均勻分布的槽，用以定子的電線繞組，這些絕緣導線繞組形成的線圈，按一定規律分別嵌于定子內槽。轉子是發電機的旋轉部分，由轉子鐵芯、轉子繞組和轉軸等部分組成。轉子鐵芯是發電機磁路的一部分，由外圓周上均勻分布轉子線槽的硅鋼片疊壓而成，并固定在轉軸上。轉子鐵芯的線槽中放置轉子繞組。

以傳統的三相發電機為例，為了產生切割磁場而使不同相位繞組輪流切割磁力線，定子繞組和轉子繞組僅有一相處于工作狀態，單位時間內只有部分線圈繞組能有效的切割磁力線，使發電機的功率密度比和效率都相對較低；且傳統發電機制造工藝較復雜，耗材較多，發電機整體較大、較重。

因此，我們亟需設計制造一種結構簡單、工藝簡便、省材且效率高的發電機，以便高效利用和開發應用。特別在軍用無人機等領域，高效且重量輕發電機，有望獲得較好的應用前景。

發明內容

本發明需要解決的是傳統發電機制造工藝較復雜，耗材較多，發電機整體較大、較重的問題，提供一種節能單相交流發電機，經全橋整流后為直流輸出的發電機。

本發明通過以下技術方案解決上述問題：

一種發電機，包括定子和轉子，N個定子和N+1個轉子根據要求模塊化組合設計，組成發電機核心部件，其中，定子包括定子固定板和定子繞組；其中每個定子繞組均由鐵芯和螺旋纏繞在鐵芯外表面的絕緣導線構成；上述每個定子繞組的鐵芯與定子固定板的表面相垂直固定；所有定子繞組在定子固定板上以轉軸為中心、呈圓周狀等距分布；上述每個定子上的定子繞組相互之間呈串聯、并聯或串并聯組合相連接。

轉子包括轉子轉盤和永磁體構成；轉子轉盤平面與定子固定板平面相平行，且兩個轉子轉盤分別平行位于定子固定板的外側；每個轉盤的中心貫穿固定在轉軸上，且轉軸的中心線與轉盤的中垂線重合，轉軸與轉盤連動；每個轉子轉盤的內側面相互間隔地安裝有相同個數的永磁體，且永磁體的N極和S極相間隔分布；永磁體在轉盤上以轉軸為中心、呈圓周狀等間距分布；每個轉子轉盤上的永磁體個數相等，位置相對應，在對應的同一位置的兩個永磁體，內側端一個為N極，另一個為S極，以形成一個可旋轉的軸向磁場。

上述方案中，優選的是定子繞組個數為R，R＞3，能夠根據設計要求改變鐵芯的大小和繞組密度。

上述方案中，優選的是定子繞組中的鐵芯選用硅鐵棒或硅鋼片疊加制作，鐵芯形狀為圓柱體、方柱體或扇形截面柱。

上述方案中，優選的是定子繞組是串聯、并聯或串聯與并聯組合。

上述方案中，優選的是轉子轉盤中永磁體個數與定子繞組個數相同或2倍，且所有轉子轉盤的永磁體個數相同。