[发明专利]大输出高效率单相多极的发电机

说明书

提供了一种大输出高效率单相多极的发电机，所述发电机的输出可以增大，材料的量可以减少，并且具有简单的结构。发电机(10)具有转子(12)和定子(14)，所述转子(12)具有m或2·m(m：不小于2的偶数)个磁极部分(18)，所述磁极部分(18)布置为沿着圆周方向交替地具有不同的极性；所述定子(14)具有m·n(n：3或4)个齿状部(22)，所述齿状部(22)沿着与转子(12)相对的方向突出，所述齿状部(22)沿着圆周方向以等空隙形成。所述定子(14)具有沿着圆周方向在等间隔处缠绕齿状部(22)的m个定子线圈(26)。每个定子线圈(26)缠绕相邻的n‑1个齿状部(22)。利用这种简单的结构，发电机(10)的输出可以增大，并且其材料的量可以减少。

技术领域

本发明涉及一种大输出高效率单相多极的发电机，其具有包括磁极的转子和包括定子线圈的定子，更具体而言，本发明涉及发电机的结构改进。

背景技术

已知这样的发电机：其具有固定至输入轴的转子以及与转子间隔设置的定子。所述转子具有由磁体形成的磁极，所述磁体设置为沿着转子的圆周方向交替地具有不同的磁性。并且，定子具有与转子的磁体相对的突出形成的齿状部和缠绕齿状部的定子线圈。在这样构造的发电机中，通过作用在由转子的旋转而产生的旋转磁场和定子线圈之间的电磁感应而在定子线圈中感应产生电压，这使得电流流动并且产生电力。

在由发电机产生的电力为多相交流电的情况下，用于不同相的定子线圈通常沿着圆周方向依次等间隔地进行设置。从定子线圈产生了相同大小的电动势，并且取得具有均匀分布的相位的多相交流电的电力。例如，就三相交流电发电机而言，得到其间具有120°的相位差的三相交流电的电力。就五相交流电发电机而言，得到其间具有72°的相位差的五相交流电的电力。

下文所示的专利文件1公开了具有这样的转子的旋转电动机：在所述转子中，沿着圆周方向等间隔地形成有沿着轴向方向延伸的多个保持孔，并且将磁体分别设置于所述孔。

下文所示的专利文件2公开了这样的三相交流电发电机：其具有圆柱形转子和定子，在所述圆柱形转子的内周设置有永磁体，所述定子设置为与所述转子的内周间隔开。所述定子具有设置为径向向外突出的齿状部以及缠绕该齿状部的定子线圈。在该发电机中，通过由于转子的旋转而引起的永磁体与定子线圈之间的电磁感应来产生电力。

引用列表

专利文献

专利文件1：日本专利公开第2000-228838号

专利文件2：日本专利公开第2004-166381号。

发明内容

技术问题

如上所述，在常规的三相交流电发电机中，定子线圈设置为使得可以获得三相交流电的电力，以使得由不同相产生的电动势的大小彼此相等，并且相位之间的差为120°。基于这种布置，可以通过使转子在高速旋转范围(例如，1600、2000、3500或4000rpm)内旋转来产生三相交流电的电力，以便满足发电机的输出特性要求。然而，当转子在如上所述的线圈结构的发电机内旋转时，由于结构的原因，必定会出现大磁阻、大扭矩，增加热量的产生，从而降低了发电机的输出电力，并且有可能损坏发电机或者缩短发电机的寿命。

可以通过仅仅改变线圈绕线结构增加定子线圈的数量便能使转子既能用原有的高速旋转也能在低速旋转范围(例如，1000rpm或者更低)内旋转来抑制上述的热量产生。然而，常规的三相交流电发电机的线圈布置存在以下问题：定子线圈的结构致使磁阻增大，由此使得转子无法低耗能轻松旋转或者不易达到期望的旋转速度，导致无法获得期望的输出电力。

本发明的目标在于提供这样一种大输出高效率的发电机：其结构简单并且能够设计用于增大输出电力并且降低输入驱动动力能耗，并减少了用于定子线圈的导体材料的量。

解决问题的方案