永磁直流有刷发电机制造技术

本发明专利技术是一种永磁直流有刷发电机，主要特点是设置在发电机壳体内圆周面上的永磁体呈多组、多块同极组合排列，每块永磁体呈瓦形体，其内凹面呈二侧凸起的波浪形结构；在同一位置的端面上每组的多块永磁体呈同极组合，多组永磁体以Ｎ．Ｓ极间隔排列；所说换向器分成由线脚部和磨擦接触部组成的两段式可拆卸结构。本发明专利技术的初始扭矩小，只需能转动就能发电，换向器的保养维护或更换方便，能提高发电机的整体寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电机，是一种永磁直流有刷发电^L。
技术介绍
当前，随着人们对节能减排，节约地球资源的认识和呼声越来越高, 由此，也越来越重视对风能的利用。在各级政府的支持下，经技术人员坚 持不懈的努力，风能发电技术得到了长足的发展与进步。众所周知，现有 技术中加工永磁材料广泛釆用定向充磁法，排列在发电机壳体上的永磁体每块制成呈瓦形结构，瓦形永磁体的内表面呈平滑状的圆弧面，这样的瓦 形平滑状永磁体与嵌有相应绕组线圈的铁芯相组合，其磁势阻力较大，则 发电机的初始启动扭矩就大，发电机在1级-2级风力条件下就转动不起 来。在实际工作中发现，现有风力发电厂(站)在3级-4级风力时有高 达60%的发电机停转不发电，导致全年的风能发电利用率不到300个小 时，造成了高额的风能电价。本专利技术人根据对永磁体磁性能新用途的研究 发现，根据发电机的特点对永磁体的结构及排列方式作出新的设计，是解 决低风速条件下发电机运转问题的主要途径之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种永磁直流有刷发电机，使其在一、二级风力 作用下也能驱动发电，以提高风能的有效发电时间值和降低产出电价比。本专利技术的另 一 目的是使发电机的重要部件-换向器能实现方便地维护 保养或调换，以提高发电机的使用寿命。实现上述目的的本专利技术的技术构思是，把组合排列在发电机壳体上的 瓦形永磁体设置成波浪形永磁磁场结构，以减小磁阻力面积，达到减小初 始输入扭矩的目的。本专利技术的具体方案是，包括有一发电机壳体、主甜、 嵌有绕组的铁芯、电刷、换向器及设置在发电机机壳内圆周上的永磁体。 所说嵌有绕组线圈的铁芯固装在主轴上，绕组线圈的线头固接在换向器 上，换向器固安在主轴的一端头上，换向器的外圆周面与电刷啮合。设置 在发电机壳体内圆周面上的永磁体呈多组、多块同极组合排列，每块永磁 体呈瓦形体，在同一位置的端面上每组的多块永磁呈同极组合，多组永磁体以N.S极间隔排列；固装在发电机主轴上的铁芯的外周缘上，按轴向 开有与永磁体匹配和与换向器啮合的电刷轴线相重合匹配的多道嵌线槽、 其内以永磁体匹配的循环绕组线圏。如此所说的本专利技术的永磁体设计成瓦 形体结构，其永久磁能的磁分布为半环形弧形线两端呈具有高强磁场点 和弱磁场区间，使其永磁体的形成波浪式的齿磁波场型来减小永磁能对铁 芯的压阻力，当绕组线圈铁芯在外力驱动下由电刷导电时产生电枢电磁 势，此时的永磁体的强磁场点就会对铁芯起到吸力作用与排拆作用，使其 初始输入转矩减小，从而能迅速迅速旋转发电。本专利技术中的换向器是分成由线脚部和磨擦接触部组成的两段式结构， 与电刷紧密接合的磨擦接触部呈可拆式结构。换向器的线脚部包含一可固 定在发电机主轴上的轴座和多根嵌置在该轴座上的勾爪型接线脚，磨擦接 触部包含一可固定在轴座上的连接环和多根嵌置在该连接环上的直片型 接线脚,每一直片型接线脚可紧密地插嵌入与之相对应的勾爪型接线脚的 嵌槽中.由此结构见，本专利技术中的换向器，其与电刷紧密接触的磨擦接触 部-连接环可以拆下来更换。本专利技术中，与换向器外圆周面紧密接合的电 刷可以有一组、二组、三组等多组。本专利技术可以根据不同输入转速的需要和发电电压与发电量的需要与 电刷轴线相重合需要,来设计设置在发电机壳体内圆周面上的永磁体与永 磁体的磁能级强度和设置的嵌线槽数。本专利技术中，排列在电机壳体内周面 上的多组永磁体可以有二组、四组、六组、八组，每组永磁体可以有二、 三、四或六块瓦形永磁体组成。如上所述，由于本专利技术配置排列的永磁体和嵌线槽绕组线圏与电刷轴线相重合的新匹配设计，本专利技术具有如下所述主要优点本专利技术中的磁场 结构存在"连续的"高强磁场点和弱磁场区间，当绕组线圈铁芯在外力驱 动下由电刷导电时产生电枢电磁势,此时的永磁体的强磁场点就会对铁芯 起到吸力作用与排拆作用，使得本专利技术的初始扭矩小，只需能转动就能发 电，使得本专利技术发电性能特性硬，电压、电流随转速提高而一路升值。此 '外，本专利技术功率大小按应用需要可以任意设计设定，并且在发电时超出额 定功率值时不会发热。而且，由于本专利技术中的换向器设计成二段式结构，则当与电刷紧密接合的换向器磨擦接触部因磨损而影响影响时，可以方便 地拆下来更换，方便了发电机的保养维护，提高发电机的整体寿命。附图说明图1为本专利技术一个实施例的正向剖视示意图。图2为图1的B-B截面示意图。 图3为图1的A-A截面示意图。图4为本专利技术中瓦形永磁体的一种结构形式。 图5为本专利技术中瓦形永磁体的另一种结构形式。 图6为本专利技术中换向器实施例的正向剖视示意图具体实施例方式本专利技术的一个较佳实施例如附图所示。以下结合附图所示实施例对本 专利技术作具体说明由图1见，本实施例包括有一发电机壳体3、主轴l、嵌有绕组线圈 6的铁芯4、电刷8、换向器9及设置在发电机壳体内週周上的永磁体5。 铁芯4固装在主轴1上，绕组线圏6的线头固接在换向器9上，换向器9 的外圆周面与电刷8紧密接合。本专利技术由多块呈瓦形体的永磁体5排列布 置在发电机壳体3的内圆周面上。由图2见，本实施例中设置在发电机壳 体3内圆周面上的永磁体5有四组(在其它实施例中可以是二组、六组或 八组)，每组有二块瓦形永磁体，每块瓦形永磁体其内凹面呈二侧凸起如图4或图5所示的方波形13或锯齿形14波浪形结构。在同一位置的端面 上每组的二块永磁体呈同极组合，四组永磁体以N.S极间隔排列。由图3见，换向器9固装在主轴1的端头上，换向器9的外圆周面与 电刷8紧密接合。本实施例中设有二组(对称二支电刷构成一组)电刷8， 每支电刷均通过导线与接线柱12相连接。本实施例中，每支电刷8均以 一盘簧11顶紧在换向器9的外圆周面上。图中7为发电机的后端盖。请 同时参阅图6，由图6见，本实施例中的换向器呈由线脚部15和磨擦接 触部18组成的两段式结构，线脚部15包含一轴座19和多根嵌置在该轴 座19上的勾爪型接线脚16,磨擦接触部18包含一用以镶接在轴座19上 的连接环18和多根嵌置在该连接环18上的直片型接线脚17，每一直片 型接线脚18紧密地插嵌入与之相对应的勾爪型接线脚16的嵌槽中。电刷 8紧密地接合在磨擦接触部18外圆周上。权利要求1，一种永磁直流有刷发电机，包括有一发电机壳体、主轴、嵌有绕组线圈的铁芯、电刷、换向器及设置在发电机壳体内圆周上的永磁体；铁芯固装在主轴上，绕组线圈的线头固接在换向器上，换向器的外圆周面与电刷紧密接合，其特征在于设置在发电机壳体内圆周面上的永磁体呈多组、多块同极组合排列，每块永磁体呈瓦形体，其内凹面呈二侧凸起的波浪形结构；在同一位置的端面上每组的多块永磁体呈同极组合，多组永磁体以N.S极间隔排列；所说换向器分成由线脚部和磨擦接触部组成的两段式结构，与电刷紧密接合的磨擦接触部呈可拆式结构。2，根据权利要求l所述永磁直流有刷发电机，其特征在于棑列在电机壳体内周面上的多组永磁体可以有二组、四组、六组或八组， 每组永磁体可以有二、三、四或六块瓦形永磁体组成。3，根据权利要求1或.2所述永磁直流有刷发电机，其特征在于所说瓦形体永磁体内凹面呈二侧凸起的方波形、锯齿形结构。4,根据权利要求1或2所述永磁直流有刷发电机，其特征在于 换向器的线脚部包含一轴座和多根嵌置其上的勾爪型接线脚，磨擦接 触部包含一连接环和多根嵌置其上的直片型接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁直流有刷发电机，包括有一发电机壳体、主轴、嵌有绕组线圈的铁芯、电刷、换向器及设置在发电机壳体内圆周上的永磁体；铁芯固装在主轴上，绕组线圈的线头固接在换向器上，换向器的外圆周面与电刷紧密接合，其特征在于：设置在发电机壳体内圆周面上的永磁体呈多组、多块同极组合排列，每块永磁体呈瓦形体，其内凹面呈二侧凸起的波浪形结构；在同一位置的端面上每组的多块永磁体呈同极组合，多组永磁体以Ｎ．Ｓ极间隔排列；所说换向器分成由线脚部和磨擦接触部组成的两段式结构，与电刷紧密接合的磨擦接触部呈可拆式结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永明，
申请(专利权)人：盐城合能机电科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]