[发明专利]一种磁极与线圈同为定子的发电机

说明书

技术领域

本发明涉及机械发电装置，特别是采用了磁极与线圈（含铁芯）同为定子的结构形式。重要的是转子上无线圈，只是用来导通磁路，使通过线圈的磁通量大小、方向随之改变，产生感生电动势的机械装置。

背景技术

现有发电机通常采用线圈与磁极相对运动，切割磁力线产生电流。具有发电量大，制造技术成熟等优点。缺点是，转子结构复杂，且质量大，体积大。在工作时，产生的机械阻力大、涡流大、升温高。铁芯开槽，漏磁大。由于输出电流或励磁电流要通过电刷，会产生很大的火花消耗，并极容易造成事故。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种磁极、线圈（含铁芯） 固定，线圈集中环绕在铁芯上，特别是转子结构简单、无线圈、无电刷，产生械阻力较小的一种磁极与线圈同为定子的发电机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种磁极与线圈同为定子的发电机，包括有壳体，壳体内固定设置有磁极、含铁芯线圈，线圈集中环绕在铁芯上，线圈两端与壳体外部接线柱相连；其特征在于：磁极、线圈（含铁芯）同为定子，同性磁极相对于线圈（含铁芯）的两侧，即为双N极或双S极；所述的磁极至少为2组，线圈（含铁芯）至少为2组，并且永磁铁和铁芯为圆弧形状，它们间隔相连组成一个环状体，作为定子固定在壳体内；转子为铁磁性金属片或铁磁性金属块，设置于环状体内，固定在主轴上，可随主轴在环状体内转动。

本发明的目的可进一步通过以下技术方案实现：

所述的铁芯为“H”或“U”字形，铁芯两端凸起，线圈集中环绕在两凸起之间；铁芯凸起端的截面大小与转子凸起端截面大小相等或相近，并且定子凸起端与转子凸起端为圆弧面相配合。

所述的磁极、线圈可以设置2组或4组或6组或8组；与之相对应，转子形状为“I”字形或“十”字形或“＊”字形或“米”字形。

所述的定子中有四个铁芯，凸起端为八个，平均间隔45°角，组成一个环形状；所述的转子为“十”字形体，有四个凸起端，平均间隔90°，与定子中的凸起端相对应，转子在定子的凸起端围成的环状内转动。

所述的转子及铁芯采用多层铁磁性材料叠加制成。

三个单体机同轴相连，并且各单机内“十”转子相对交错120°角度，就形成了三相同步发电机的结构。

本发明根据“磁感线（磁通量）总是集中于磁阻最小的路径，自然形成闭合回路”的原理进行设计的。本发明中：磁极、线圈（含铁芯）固定，形成定子；同性磁极相对于线圈（含铁芯）的两侧，磁性相抗；转子位于铁芯凸起部之间。由于同性磁极相对于线圈铁芯的两侧，磁性相抗使磁通不能形成回路，只能在转子的引导下才能形成回路。工作时，转子每转动45°角，能使通过铁芯磁通路径的方向改变一次，穿过线圈产生感生电动势。每转动90°产生一个正弦电动势，一周产生四个正弦电动势。

本发明具有以下有益效果：本发明的磁极、线圈（含铁芯）同为定子；转子结构简单、质量轻、体积小，且无线圈、无须电刷，无漏磁。在工作时，产生的机械阻力小、涡流小、升温低。因此，相对于现有发电机笨重的转子和开槽铁芯的发电机而言，本发明转子有明显的节能、高效及功能上的优点。由于线圈和磁极固定，电流可直接输出，不需用电刷，可确保发电机安全运行。本发明突破了磁极与线圈相对运动的方式，开辟了发电机新的技术领域。

附图说明

图1为本发明结构原理示意图；

图1中：1为铁芯，2为线圈，3为接线柱，4为磁极（永磁铁或电磁铁），5为转子，6为主轴，7为壳体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例：

如图1所示，一种磁极与线圈同为定子的发电机，包括有圆筒状的壳体7，壳体7内固定设置有磁极4，铁芯1与线圈2。所述线圈集中环绕在上铁芯1上，且线圈2接头直接通向壳体7外部与接线柱3相连接。所述的磁极4，分别位于铁芯1的两侧。重要的是同性磁极相对于铁芯1两侧，对于某个线圈2来说是双N极或双S极。

壳体内设置磁极4（永磁铁）为四个，线圈2（含铁芯1）为四个，并且磁极4（永磁铁）与线圈2（含铁芯1）为圆弧形状，它们间隔连接组成环状定子。

所述的定子中有四个铁芯1，凸起端为八个，平均间隔45°角。组成一个环形体。

所述的转子5为“十”字形体，有四个凸起端，平均间隔90°。转子在定子的八个凸起端之间转动。