无线转子发电机制造技术

本实用新型专利技术无线转子发电机涉及电机技术领域，是一类将机械能转变为电能的新式磁媒发电机。本发电机采用静止的外置中置端置磁场线圈，其转子以衔铁式一连轴磁导体、隔离式磁导体结构为主体。彻底省掉了转子上的线圈及其集电环和电刷，根除了由此造成的已有发电机的结构复杂、可靠性差、成本高等严重缺点。发电机工作时，静止的磁场装置将转子磁导体磁化为旋转磁极Ｓ′Ｎ′，该旋转磁极磁力线切割静止的电枢线圈导线，产生感应电流。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

无线转子发电机
本专利技术涉及以磁场为媒介的将机械能转变为电能的发电机

技术介绍
1831年伟大科学家法拉第完成了 "转"磁为电的实验，创 造了世界上第一部发电机，至今已经走过了近两个世纪的发展历程。综观己有 磁媒发电机的基本结构，其主要型式只有两大类第一类是旋转电枢式，第二 类是旋转磁场式。实际上无可争议，二者均已发展完善成熟，为人类社会进步 作出了巨大的贡献。但是，二者的发展己近于极限，潜力殆尽，或者说已是穷途末路。特别是 已有的发电机，无论是旋转电枢式发电机还是电磁式旋转磁场式发电机，其转 子上必需有电枢装置或磁场装置，必须有线圈，必须有集电环或無向器、电刷 等电流弓l入或输出部件。长期实践表明，已有发电机90%以±的故障都发生于 这些转子部件上。所以，已有发电机存在着结构复杂、可靠性差、散热困难、 体积大、成本高等一系列严重缺点。事实如此， 一百多年以来，虽经历代业'内 人士长期研究改进，但是基于原理局限，对于上述这些严重缺点， 一直无法根 本解决。而，已有的永磁式旋转磁场式发电机，虽然转子无线圈，可是存在着磁场 不够强大、失磁和输出电压难以调节等缺点；已有的无刷爪极式发电机转子上 也没有线圈，但是，因为其励磁线圈位于机体中心的转子腔内，所以也存在散 热条件差、制造工艺困难等问题。特别是为了让励磁线圈静下来，减少故障， 该式发电机在性能方面作出重大牺牲，由于其主磁路中必须有四道气隙，所以 磁阻剧增，比有刷发电机更加严重地损害了发电机的效率、功率和低速性能。
技术实现思路
本专利技术目的是探索新的发电原理，从根本上另辟新径，在不 损害发电机工作性能的前提下，彻底省掉转子上的电枢线瞎或励磁线圈，及其 集电环和电刷等，根除已有发电机的上述一系列严重缺点，提供一类既能够简 化结构还能够提高性能的，更具发展前途的新式旋转衔铁式发电机。提供新一 类结构和性能都无比优良的新式发电机。本专利技术《无线转子发电机》，由衔铁式磁导体转子，静止的磁场装置，静止 的电枢线圈及其铁芯和机壳等组成，现分述如下(一)磁导体转子。本专利文件中所称的磁导体转子，是指由以下几种磁 导体或它们的组合体，与主轴等组成的发电机转子。这几种磁导体是1. 简式连轴磁导体 一 如图8中(84)所示，用磁性材料(例如硅钢叠片)制作的磁导体，该磁导体与转子主轴作直接机械连结和磁连结。该磁导体可以 一个或多个制作在一起。2. 隔离式磁导体 一 如图8中(85)所示， 一个或多个用磁性材料制成的 磁导体，隔以非磁性材料体(80)(例如灌铸以硬铝)，与转子主轴以及其它构 件作间接机械连结。各个隔离式磁导体之间也隔以非磁性材料。.3. 复式磁导体 一 如图8所示，混合采用一个或多个简式连轴磁导体(84)、 一个或多个隔离式磁导体(85)，和非磁性材料体(80)构成的组合磁导体。其 中(84)与(85)相间布置。4. 带环连轴式磁导体 一 如图3所示，在一个或多个简式连轴磁导体G1) 的一侧或两侧，增加一个或两个用磁性材料制成的导磁环(32)， (33)而成。 该导磁环的功能与电路中的集电环的功能很相似，故以后称之为集磁环。它与 转子上的磁导体直接制作在一起。该集磁环比集电环具有更为理想的功能，它 能够向转子直接输送主磁通。，而无需在输入电流后再在转子上进行电磁转换， 省掉转子上的进行这种电磁转换的、多故障的一系列装置。5. 带环隔离式磁导体 一 如图l所示， 一组带环隔离式磁导体(11)，由其 1C段的一个或多个隔离式磁导体，与其1A段集磁环作磁连结，或者直接制作 在一起而成。该带环隔离式磁导体与转子主轴之间，与另一组带环隔离式磁导 体(12)之间，与转子上其它构件之间都隔以非磁性材料体(10)。图中(12) 的lfe是包括于该组带环隔离式磁导体的集磁环。 .6. 带双环复式磁导体 一 如图2所示，该带双环复式磁导体。是一组带环 连轴式磁导体(21)，隔着非磁性材料体(20)，与一组带环隔离式磁导体(22) 构成的组合体。它们的2B段和2A段分别是各自的集磁环。如果，只看本带双环复式磁导体的中间(2C段)，就是一种不带环的复式磁导体。7.带环连半轴式磁导体—如图4所示， 一组带环连半轴式磁导体(41)， 由其中一个集磁环4A，与其4C段一个或多个连半轴式磁导体制作在一起而成。 该组带环连半轴磁导体与其半轴(201)直接压装在一起。它与另一组带环连半 轴磁导体(42)及其半轴(402)之间，隔以非磁性材料体(40)。图中4B,是 包括于带环连半轴式磁导体(42)的集磁环。上述几种磁导体或其组合体，可以与主轴等构成发电机的转子，包括内 转子、外转子和位于定子侧面的侧转子。转子上的每个磁导体，都有一个临主 气隙的弧形面或平面。(二) 静止磁场装置。本专利文件中所指的静止磁场装置，包括由永磁 体构成的永磁式，由励磁线圈及其铁芯构成的电磁式，由励磁线圈与永磁体构 成的复合式磁场装置。其励磁线圈可以是集中式也可以是分布式绕组。该静止磁场装置还包括外置式(置于转子外面的定子上)、内置式(置于外转子内腔的定子上)、侧置式(置于转子一侧或二侧的定子上)、端置式(置于发电机的 一个或两个端部)磁场装置。内外侧置式磁场装置的构造与已有发电机磁场装置的构造基本相同，它的特征只是在于其磁极与电枢线圈相间布置。而静止的端置式磁场装置是本专利技术的首创。如图5、 6所示，端置磁场装置包括两种结构， 一种是隔离式端置磁 场装置(51)，它与转子主轴轴承之间隔以非磁性材料体(50);另一种是临轴 式端置磁场装置(61)，它与主轴直接相临，与轴承作直接机械连结和磁连结。 这两种磁场装置的外圆部为外磁极N (或S)，内腔部(52)， (62)为内磁极S (或N)，其极性与外磁极极性相异。该端置磁场装置可以兼作发电机端盖。 发电机总装时，端置磁场装置内磁极内腔与带环磁导体转子上的集磁环， 径向内外相对，它们之间的间隙可以远小于发电机的主气隙，等于或者接近于 一般滑动轴承与轴之间的标准配合间隙。(三) 静止的电枢线圈。本专利文件中所指的电枢线圈，是指能够产生单 相、三相或多相感应电动势和电流的线圈。所谓电枢的含义，并不是可以转动 的转子，只是其发电功能相同于旋转电枢发电机的电枢线圈的意思。该静止的电枢线圈可以是集中式绕组，线圈内的凸极式电枢铁芯只有一个 齿，也可以是分布式(同心式、链式)绕组，其多个电枢线圈内的隐极式电枢 铁芯有多个齿。其集中式绕组的一个线圈，或是分布式绕组的近邻同向的几个 线圈(即属于同一个隐极的几个线圈)，称为一极电枢线圈。该电枢线圈可以 置于外定子上，也可以置于内定子上，或者侧定子上。本专利技术《无线转子发电机》的基本结构搭配将上述的各种衔铁式磁导 体转子，各种静止的磁场装置，各种静止电枢线圈和机壳等，适当搭配组合就 可以进行各种型式发电机的整机设计。例如采用简式连轴磁导体转子、隔离 式磁导体转子、或者复式磁导体转子，与外置、内置或者侧置式静止磁场装置 搭档，再配用静止的电枢线圈、机壳和端盖等，组成的外磁极、内磁极、侧磁 极式磁导体转子发电机的各种机型。又例如采用双带环隔离式磁导体转子(由 两组带环隔离式磁导体组成)、带环连轴式磁导体转子、带双环复式磁导体转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
将机械能转变为电能的磁媒发电机，该发电机包括磁场装置及转子、电枢线圈及定子铁芯、端盖和机壳，其特征在于：ａ．转子主要由无线圈的衔铁式磁导体构成，该磁导体可以是筒式连轴磁导体、隔离式磁导体、复式磁导体、带环隔离式磁导体、带环连轴式磁导体、带环复式磁导体，或带环连半轴式磁导体，也可以是这些磁导体的组合；ｂ．衔铁式磁导体转子，配用静止磁极线圈于两电枢中间布置的磁场装置，或者配用端置式静止磁场装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕崇圭，吕西侠，魏世杰，肖彤，蓝虹，
申请(专利权)人：吕西侠，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]