一种高效率发电机.pdf

摘要
申请专利号：	CN01106819.1	申请日：	2001.01.08
公开号：	CN1362777A	公开日：	2002.08.07
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)变更项目:申请人变更前权利人:湖南东地科技发展有限公司申请人地址:湖南省长沙市建湘南路154号邮政编码:410005变更后权利人:王也平申请人地址:湖南省长沙市韶山南路22号铁道校区财务办转王也平邮政编码:410075登记生效日:2006.7.21\|\|\|实质审查的生效\|\|\|地址不明的通知收件人:湖南东地科技发展有限公司文件名称:期限届满前通知书\|\|\|公开
IPC分类号：	H02K21/22; H02K1/27	主分类号：	H02K21/22; H02K1/27
申请人：	湖南东地科技发展有限公司;
发明人：	王也平
地址：	410005湖南省长沙市建湘南路154号
优先权：
专利代理机构：		代理人：
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

一种高效率发电机,它的定子1安装在机体4上,转子5安装在定子1内,转子5为转轴6上安装着极爪2、9(S、N极),励磁托架及线圈3安装在极爪与转轴6之间,极爪2、9沿转轴6的径向截面为双曲线形,极爪2、9在转子的外圆柱表面上的形状为正弦形,极爪面对转轴(6)的表面,其轮廓线为抛物线形。本发明具有:1)漏磁系数白1.3－1.4下降至1.06－1.08;2)效率提高10－15%,如3kw发电机效率达92.7%、5kw发电机效率达94%;3)它与输入机械功率成2.8次方,特别适用于风力、海浪发电;4)具有宽特性,转速特性在0.5－1.5倍额定转速范围内都能保持高的效率;5)漏磁少,消耗少必然温升低。

权利要求书

1、一种高效率发电机，它的定子1安装在机体4上，转子5安装在
定子1内，转子5为转轴6上安装着极爪(S、N极)，励磁托架及线圈3
安装在极爪与转轴6之间，其特征在于：极爪沿转轴的径向截面为双曲线
形。
2、根据权利要求1所述的一种高效率发电机，其特征在于：极爪在
转子的外圆柱表面上的形状为正弦形。
3、根据权利要求1、2所述的一种高效率发电机，其特征在于：极
爪面对转轴(6)的表面，其轮廓线为抛物线形。
4、根据权利要求1、2所述的一种高效率发电机，其特征在于：左极
爪9和右极爪2相互交错排列并连接成一体。
5、根据权利要求4所述的一种高效率发电机，其特征在于：左极爪
9和右极爪2两者通过非导磁材料11连接成一体。

说明书

一种高效率发电机

本发明涉及一种发电机，特别涉及一种无刷自激发电机。

中国专利公开号CN2277595Y公开了一种汽车交流发电机，它由定子、
转子、机座等组成，其特点是转子部分的极爪的形状由沿截头圆锥体中心
轴按圆弧形剖开的截头圆锥体约一半构成，极爪外表面为弧形，相连起来
构成转子的外圆，内表面即是截头圆锥体的锥面。由于整个极爪是N极与
S极交错，极爪侧面的漏磁大小直接影响发电机的有关性能，如发电机的
效率、发热、低速性能等。漏磁大个又取决于极爪间的磁路径长短，路径
长漏磁小，路径短漏磁大。如果极爪对数一定的情况下，仅考虑加大磁路
径，也就是加大极爪间的距离，那么必然减小极爪的截面积，极爪的截面
积减小，则磁通量必然减小，而磁通量减小，又影响发电机的效率等有关
性能。磁通量和漏磁这是一对矛盾，目前现有技术无法很好地处理上述矛
盾，漏磁系数均在1.3-1.4之间。上述专利由于极爪的形状由沿截头圆锥
体中心轴按圆弧形剖开的截头圆锥体约一半，极爪间的漏磁路径短，漏磁
大，而且极爪最低点的漏磁不可能减少至零，因此这种发电机效率不高，
温升高，低速性能不理想。

本发明的目的是为克服以上现有技术的不足，提供一种漏磁小、磁通
量大的发电机。

本发明是以如下方式完成的，它的定子安装在机体上，转子安装在定
子内，转子为转轴上安装着极爪(S、N极)，励磁托架及线圈安装在极爪
与转轴之间，极爪沿转轴的径向截面为双曲线形。

本发明的极爪径向截面采用双曲线形，在磁通量和漏磁之间找到了
两者兼顾的平衡点，有效地解决了这矛盾。双曲线离心率e＞1，张口大小
与渐开线斜率有关，极爪间的距离离轴心越近，距离越大，漏磁越小，双
曲线断面极爪N-S极的最低点极爪间的漏磁为零，而且各极爪间和极爪最
低点的漏磁减少至最低值，同时又使极爪截面积能充分保证磁通量的需
要。因此，本发明与现有技术相比具有：效率高、功率大、漏磁系数低、
转速特性平坦宽阔等优点。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的有效磁通路径：

图3是图1A-A极爪的径向截面视图；

图4是极爪的轴向截面视图；

图5是转子的外圆柱表面展开图；

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

参见图1、2、3、4，本发明由机(4)、定子(1)、转子(5)、励
磁托架及线圈(3)组成，定子(1)安装在机体(4)内，转子(5)安装
在定子(1)内，励磁托架及线圈安装(3)在极爪(2)与转轴(6)之间，
转子(5)是转轴(6)上安装着前极爪和后极爪构成，每个S(N)极爪
沿转轴的的径向截面为双曲线形。当励磁线圈有电流通过时，所产生的有
效主磁通其路径是：转子(5)—辅加气隙(7)—托架(3)—辅加气
隙(8)—左极爪(9)—主气隙(10)—定子铁心(1)—主气隙(10)
—右极爪(2)—转子(5)磁轭构成磁回路。当转子旋转时，磁场从定
子绕组掠过产生三相对称电势。发电机的主要漏磁是极爪侧间的漏磁，由
于双曲线形极爪侧间的距离离轴心越近，距离越大，漏磁越小，离轴心最
近的顶点漏磁近于零。整个极爪侧间的漏磁减小，有限工作主磁通得到充
分利用，因此发电机的性能得到改善。

见图5，极爪在转子的外圆柱表面上的形状为正弦形。由于主气隙
的磁通分布为正弦形，定子绕组中的感应电势也是接近正弦形，因此，将
极爪外表面设计为正弦形，可以使磁通分布更加合理，在端部及内部的漏
磁减小至最小，使其电性能更好。另外，极爪表面为正弦形考虑磁通时，
可简化成梯形面积考虑，梯形的下底为正弦的底宽，梯形的上底等于正弦
底宽的0.273倍，梯形的高就是正弦的幅值。

极爪面对转轴(6)的内表面，其轮廓线为抛物线形。这种形状的极
爪具有体积大，能够避免磁饱和，有效地增加极爪中的磁通量。

见图5，本发明的左极爪(9)和右极爪(2)相互交错排列并连接成
一体。两者可通过非导磁材料(11)焊接成一体。

具有上述三维一体极爪的本实用新型与现有技术相比：1)漏磁系数
由1.3-1.4下降至1.06-1.08；2)效率提高10-15％，如3kw发电机效率
达92.7％、5kw发电机效率达94％；3)它与输入机械功率成2.8次方，特
别适用于风力、海浪发电；4)具有宽特性，转速特性在0.5-1.5倍额定
转速范围内都能保持离的效率；5)漏磁少，消耗少必然温升低。