无电刷发电机制造技术

一种无电刷发电机，主要包含铁心、线圈与磁铁，其铁心具有轴向部位与径向部位，线圈缠绕于铁心的轴向部位作为定子结构，磁铁则作为转子，其各磁极均沿径向发出磁场。该磁通量会流经磁阻较小的铁心而由径向转向轴向，可使沿径向发出的磁通通过轴向缠绕的线圈，在磁铁转动时，可使线圈产生磁通变化而生成感应电动势发电。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种无电刷发电机，特别是有关一种无电刷轴向绕线的发电机，使用于轮轴结构中，以无电刷摩擦方式将机械能转成交流电能。利用轮轴结构作为发电机的主要原理，是将由线圈与磁铁所构成的发电元件同轴设置，利用线圈与磁铁所产生相对于轴线的角位移差，而在线圈上产生磁通量变化，藉此在线圈上产生感应电动势，从而生成感应电流。现在的无电刷轮轴发电机结构中，线圈与磁铁的设置位置主要是将线圈固定于轴上作为定子，而将磁铁作为转子，其中线圈面法线可为轴向与径向设置。如台湾地区专利公报公告编号287741的“发电装置”，其发电装置是线圈面法线为轴向设置的实施例，其线圈的形状为齿轮形状，当磁场方向为轴向，N-S极交错排列的转子磁铁转动时，可在线圈上造成磁通量变化(如附图说明图1所示)而产生感应电流；而在线圈面法线为径向的实施例中，当磁场方向为径向的转子磁铁转动时，可在线圈上造成磁通量变化(如图2所示)而产生感应电流。上述的轮轴发电机结构中，由于线圈面并非适合绕线的规则形状，所以如欲产生较高的电压而需要增加线圈的圈数，则在绕线上会产生相当的困难，虽有其他增加线圈圈数的方式，如台湾地区专利公报公告编号264584的“电机机械、尤指轮壳发电机”，其利用印刷电路的方式将预定圈数的导体设在一薄膜上而得到较多的圈数，然而因面积的限制而只能增加少量的圈数，图3所示为现有径向绕线的实施例，其将定子线圈缠绕在沿轴向突出的铁心上，此方式虽可使缠绕圈数增加，但因沿径向方向绕线困难，无法快速完成绕线而会增加制造成本。本技术的目的是提供一种绕线容易、制造简单的无电刷发电机，可在有限的体积下，利用增加的发电单体数成相对增加线圈数，以产生较大的磁通量变化，而得到较大的感应电动势。本技术是这样实现的其包含一铁心，包含一轴向部位及位于轴向部位的两端的径向部位；一线圈，缠绕在该铁心的轴向部位；以及一转子磁铁，与铁心同轴设置，具有若干个磁场指向为径向的磁极与铁心的径向部位相对应，各磁极形成环状N-S极交错排列。当转子磁铁转动，铁心中的磁通产生变化，可使线圈产生感应电动势发电。其中铁心由轴向部位的端点沿径向向外作辐射状延伸，形成若干个径向部位。其中转子磁铁包含两组磁极，该两组磁极分别与铁心在轴向部位两端的径向部位相对应，在任一时刻，同一端的各径向部位所对应到磁极的极性均为相同，且不同端的各径向部位所对应到到磁极的极性为相反。本技术的另一种实现方法是这样的其至少包含一金属套轴；一轮壳线圈，由套设在金属套轴上的绕线套缠绕线圈构成，该绕线套的线圈是轴向绕线；二组导磁片，套设在金属套轴上轮壳线圈的两端；一转子磁铁，与金属套轴同轴设置，且具有若干个磁场指向为径向的磁极与导磁片相对应，各磁极形成环状N-S极交错排列；当转子磁铁转动时，金属套轴中的磁通发生变化，可使线圈产生感应电动势发电。其中导磁片位于金属套轴的上、下端，并由金属套轴的端点沿径向向外作轴辐射状延伸，形成若干个径向部位。其中转子磁铁包含两组磁极，该两组磁极分别与上、下导磁片的径向部位相对应，在任一时刻，同一端的各导磁片所对应到磁极的极性均为相同，且不同端的各导磁片所对应到磁极的极性为相反。其中金属套轴可套接若干组轮壳线圈。其中轮壳线圈两端均套接有导磁片。其中导磁片由金属套轴沿轴向向外作辐射状延伸，形成若干个径向部位。其中转子磁铁包含若干个磁极，分别与各组导磁片的径向部位相对应，在任一时刻，同一组导磁片所对应到磁极的极性均为相同，且任两组相邻的导磁片所对应到磁极的极性为相反。本技术的又一种实现方法是这样的其至少包含一金属套轴；若干组轮壳线圈，由套设于金属轴套上的若干组绕线套缠绕线圈构成，该绕线套的线圈为轴向绕线；若干组导磁片，套设在金属套轴上轮壳线圈的两端；一转子磁铁，与金属套轴同轴设置，具有若干个磁场指向为径向的磁极与导磁片相对应，各磁极形成环状N-S极交错排列；当转子磁铁转动时，金属套轴中的磁通发生变化，可使线圈产生感应电动势发电。其中若干组导磁片由金属套轴沿径向向外作辐射状延伸，形成若干个径向部位。其中转子磁铁可为若干组，且包含若干个磁极，分别与各组导磁片的径向部位相对应，在任一时刻，同一组的导磁片所对应到磁极的极性均为相同，且任两组相邻的导磁片所对应到磁极的极性为相反。本技术主要包含铁心、线圈与磁铁，其铁心具有轴向部位与径向部位，线圈缠绕于铁心的轴向部位作为定子结构，磁铁则作为转子，其各磁极均沿径向发出磁场。该磁通量会流经磁阻较小的铁心而由径向转向轴向，可使沿径向发出的磁通通过轴向缠绕的线圈，在磁铁转动时，可使线圈产生磁通变化而生成感应电动势发电。以下结合附图及实施例，详细介绍本技术。图1是现在使用的无电刷轮轴发电机，其线圈面法线为轴向结构的透视图。图2是现在使用的无电刷轮轴发电机，其线圈面法线为径向结构的透视图。图3是现在使用的无电刷轮轴发电机，其线圈缠绕于径向铁心的定子结构透视图。图4是本技术各元件相对位置及磁通流向示意图；图5是本技术第一实施例的分解透视图；图6是本技术第一实施例中，结合外部机械的剖视图；图7是本技术第二实施例中，线圈与铁心的分解透视图；图8是本技术第三实施例中，套接多组轮壳线圈与导磁片结构的分解透视图；图9是本技术第四实施例中，套接多组轮壳线圈与导磁片结构的分解透视图；图10是本技术第四实施例中，其完整组合的剖视图；图11是本技术第五实施例中的组合剖视图；一般而言，交流发电机的发电原理是利用导体线圈与磁场发生相对运动时，会在线圈上产生磁通量变化，由电磁理论的楞次定律，该磁通量变化会使线圈感应产生一电动势，其关系可以下式表示ϵ=NΔφΔt=NΔ(BAcosθ)Δt]]>其中ε＝感应电动势伏特Φ＝磁通量韦伯B＝磁通密度 韦伯/平方米A＝线圈面积 平方米θ＝线圈面法线与磁场的夹角N＝圈数Δ变化量本技术是利用上述原理，以一机械动力带动转子旋转磁铁，使定子线圈上的磁通产生变化以生成感应电动势而发电。参见图4所示的本技术各元件相对位置及磁通流向示意图，图中显示本技术是由铁心1、线圈2及磁铁3所组成，其铁心1包含有轴向部位11及位于轴向部位11两端的径向部位12，其作用是将由外部磁铁3流入的磁通方向转向，使原为径向流入的磁通可转向而垂直穿过轴向缠绕的线圈2的线圈面。本技术中铁心材质为硅钢片，亦可以其他导磁系数高、容易磁化的材质取代。磁铁3分为上、下两部分31、32，每一部份均包含有若干个磁极，各磁极分别与铁心1的各径向部位12相对应。磁通由上方N磁极311沿径向发出，经气隙4、铁心1再经气隙4’后，沿径向进入下方S磁极322。当上、下端的磁极311、322因转动而改变(上端变S极而下端变N极)时，虚线部分的磁通流向即会反相，此将造成通过线圈的磁通量产生变化，而可在a、b端生成感应电动势发电。参见图5所示的本技术第一实施例的分解透视图，图中显示本技术中铁心1的径向部位121、122分别由轴向部位11的上、下端点沿径向向外作辐射状延伸。磁铁3也分为上、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无电刷发电机，其特征在于：其包含：一铁心，包含一轴向部位及位于轴向部位的两端的径向部位；一线圈，缠绕在该铁心的轴向部位；以及一转子磁铁，与铁心同轴设置，具有若干个磁场指向为径向的磁极与铁心的径向部位相对应，各磁极形成环状Ｎ－Ｓ极交错排列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪陈富英，
申请(专利权)人：洪陈富英，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]