[发明专利]一种发电机

说明书

本发明公开了一种发电机。其结构如下：N个定子、N+1个转子和转轴构成，其中，定子主要包括定子固定板和若干个定子绕组构成，每个定子绕组均由铁芯和螺旋缠绕在铁芯外表面上的绝缘导线构成；转子包括转盘和若干个永磁体构成，其中转子永磁体均匀分布在转盘外边缘，且永磁体的形状与定子铁芯相同，位置相对应；两个转子平行位于一个定子的两侧，通过转轴与转子转盘连动，全程切割磁力线，产生感应电动势。本发明公开了一种全新结构的发电机，工艺简便，可模块化组合设计，且采用较少硅钢片等材料，达到效率高的同时，结构简单、省材，铁芯发热少，在军用无人机等领域有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及发电机领域，具体的来说是涉及一种发电机。

背景技术

发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机通过电磁效应转换为电能。发电机的种类有很多种，从原理上分为同步发电机、异步发电机、单相发电机、三相发电机等。

传统的发电机主要由位于中心的转子、环绕转子设置的定子、端盖和轴承等部件组成。定子是发电机的静止部分，由定子铁芯、定子绕组和机座等部分组成。其中定子铁芯固定在机座上，并由表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在定子铁芯的内圆有均匀分布的槽，用以定子的电线绕组，这些绝缘导线绕组形成的线圈，按一定规律分别嵌于定子内槽。转子是发电机的旋转部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴等部分组成。转子铁芯是发电机磁路的一部分，由外圆周上均匀分布转子线槽的硅钢片叠压而成，并固定在转轴上。转子铁芯的线槽中放置转子绕组。

以传统的三相发电机为例，为了产生切割磁场而使不同相位绕组轮流切割磁力线，定子绕组和转子绕组仅有一相处于工作状态，单位时间内只有部分线圈绕组能有效的切割磁力线，使发电机的功率密度比和效率都相对较低；且传统发电机制造工艺较复杂，耗材较多，发电机整体较大、较重。

因此，我们亟需设计制造一种结构简单、工艺简便、省材且效率高的发电机，以便高效利用和开发应用。特别在军用无人机等领域，高效且重量轻发电机，有望获得较好的应用前景。

发明内容

本发明需要解决的是传统发电机制造工艺较复杂，耗材较多，发电机整体较大、较重的问题，提供一种节能单相交流发电机，经全桥整流后为直流输出的发电机。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

一种发电机，包括定子和转子，N个定子和N+1个转子根据要求模块化组合设计，组成发电机核心部件，其中，定子包括定子固定板和定子绕组；其中每个定子绕组均由铁芯和螺旋缠绕在铁芯外表面的绝缘导线构成；上述每个定子绕组的铁芯与定子固定板的表面相垂直固定；所有定子绕组在定子固定板上以转轴为中心、呈圆周状等距分布；上述每个定子上的定子绕组相互之间呈串联、并联或串并联组合相连接。

转子包括转子转盘和永磁体构成；转子转盘平面与定子固定板平面相平行，且两个转子转盘分别平行位于定子固定板的外侧；每个转盘的中心贯穿固定在转轴上，且转轴的中心线与转盘的中垂线重合，转轴与转盘连动；每个转子转盘的内侧面相互间隔地安装有相同个数的永磁体，且永磁体的N极和S极相间隔分布；永磁体在转盘上以转轴为中心、呈圆周状等间距分布；每个转子转盘上的永磁体个数相等，位置相对应，在对应的同一位置的两个永磁体，内侧端一个为N极，另一个为S极，以形成一个可旋转的轴向磁场。

上述方案中，优选的是定子绕组个数为R，R＞3，能够根据设计要求改变铁芯的大小和绕组密度。

上述方案中，优选的是定子绕组中的铁芯选用硅铁棒或硅钢片叠加制作，铁芯形状为圆柱体、方柱体或扇形截面柱。

上述方案中，优选的是定子绕组是串联、并联或串联与并联组合。

上述方案中，优选的是转子转盘中永磁体个数与定子绕组个数相同或2倍，且所有转子转盘的永磁体个数相同。