[发明专利]一种发电机

说明书

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，特别是涉及一种感应电流产生的洛仑兹力方向 与运转动力方向相对垂直的发电机。

背景技术

现有的发电机主要由定子、转子、端盖、电刷、机座及轴承等部件构成。定 子由机座、定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由 转子铁芯、转子磁极(有磁扼、磁极绕组)、滑环转轴等部件组成。通过轴承、 机座及端盖将发电机的定子、转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，通过 滑环通入一定励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运 动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。

在发电机中，导线做切割磁力线运动时，导线中随导线运动的电荷受洛伦兹 力作用产生定向移动，即产生了电动势；同时，运动电荷受安培力的作用阻碍导 线的运动。这个过程中两个现象的产生都是运动电荷在磁场中受洛伦兹力作用的 结果，完成了机械能向电能的转化。

洛仑兹力是运动电荷在磁场中所受到的力，洛伦兹力的大小是f＝|q|vBsinθ， 其中f是洛伦兹力，q是带电粒子的电荷量，v是带电粒子的速度，B是磁感应强度， θ是v和B的夹角。

发明人在进行本发明时发现，现有的发电机存在以下缺点：在导线做切割磁 力线运动时，感应电流产生的洛仑磁力方向与外力驱动方向是变化的，并不总是 相对垂直，因此会产生额外的损耗，外力驱动能的消耗比较大，能量转化率比较 低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种发电机，以克服现有技术外力驱动能消 耗大，能量转化率低的缺陷。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种发电机，所述发电机包括多组磁极 结构和处于所述磁极结构磁场内的感应绕组，相邻两组磁极结构之间可做相对运 动；

所述磁极结构包括多个磁芯，磁芯与磁芯之间为气隙，相邻磁芯的磁极磁性 相反。

其中，所述磁极结构为磁极盘，所述磁极盘的磁芯固定在磁轭上，所述磁轭 固定在盘式框架上；

所述磁极盘的中心支撑于支撑内圆环，所述支撑内圆环上安装轴承，所述轴 承装在中心轴上，至少一组所述磁极盘可以通过所述轴承绕所述中心轴旋转，所 述中心轴两头固定在发电机边盖上；

所述磁极盘的外边缘支撑于支撑外圆环，所述支撑外圆环固定在发电机机壳 上，所述支撑外圆环外固定有磁极盘齿轮，外部输入的旋转动力通过所述磁极盘 齿轮驱动至少一组所述磁极盘旋转。

其中，所述感应绕组包括磁极盘绕组，所述磁极盘绕组绕在所述磁芯上，所 述磁极盘绕组可以串联、并联或串并联；所述磁芯包括永磁磁芯和/或励磁磁芯， 所述励磁磁芯外还绕有励磁绕组。

其中，所述发电机还包括定子盘，所述定子盘位于两组所述磁极盘之间；所 述定子盘的中心支撑于支撑内圆环，所述定子盘的内支撑内圆环固定在所述中心 轴上；所述定子盘的外边缘支撑于支撑外圆环，所述定子盘的支撑外圆环固定在 发电机机壳上。

其中，所述定子盘包括与所述磁极盘磁芯一一对应的定子盘磁芯，所述感应 绕组包括定子盘绕组，所述定子盘绕组绕在所述定子盘磁芯上，所述定子盘绕组 可以串联、并联或串并联。

其中，所述磁极结构为磁极筒，所述磁极筒的磁芯固定在磁轭上，所述磁轭 固定在筒式框架上，所述发电机包括内磁极筒和外磁极筒；

所述内磁极筒两边的支撑内圆环固定在中心轴上，在所述支撑内圆环往外两 边安装有套管组，所述套管组的内轴承与所述中心轴连接，使所述中心轴与内磁 极筒可以在所述套管组内旋转；

所述套管组的外轴承连接所述外磁极筒的支撑内圆环，使所述外磁极筒可以 绕所述套管组旋转；

所述发电机的边盖上安装有磁极筒齿轮，外部输入的旋转动力通过所述磁极 筒齿轮驱动所述内磁极筒和/或外磁极筒旋转。

其中，所述感应绕组包括磁极筒绕组，所述磁极筒绕组绕在所述磁芯上，所 述磁极筒绕组可以串联、并联或串并联；所述磁芯包括永磁磁芯和/或励磁磁芯， 所述励磁磁芯外还绕有励磁绕组。

其中，所述发电机还包括定子筒，所述定子筒位于所述内磁极筒和外磁极筒 之间；