專利名稱：側極式無刷直流恒壓發電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發電機，特別是一種側極式無刷直流恒壓發電機。 技術背景根據百度百科對無刷直流發電機的定義無刷直流發電機由無刷交流發電機與半導體整流器組成，是輸出直流電的發電機整流器組合裝置。即現有直流發電機要么通過電刷和換向器輸出直流電，要么通過整流器輸出直流電。本實用新型采用無刷雙側極結構，用散熱卡環將定子環形磁極與定子環形電樞接成一個整體，定子磁極產生軸向磁通，雙側極在定子電樞的兩側旋轉，通過電樞的磁通的方向始終保持不變，定子電樞直接產生恒定電壓的直流電，無需電刷、換向器或整流器，結構
簡單、可靠。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種能直接輸出恒壓直流電的側極式無刷直流恒壓發電機。由于側極式無刷直流恒壓發電機無需電刷、換向器和整流器，結構簡單可靠、耐用，成本低、效率高等優點，可用于替代現有的汽車用爪極式交流發電機。本實用新型是這樣實現的一種側極式無刷直流恒壓發電機，定子部份主要包括環形磁極、環形電樞、散熱卡環O)、機座(8)、端蓋(9)和接線盒(12)，轉子部份主要包括前側極(1)、后側極(7)、轉軸(11)和風扇(13)，其特征是環形磁極由勵磁繞組C3)和環形磁軛(4)組成，通以直流電產生軸向磁通；環形電樞由電樞繞組( 和環形鐵心(6)組成；環形電樞和環形磁極用散熱卡環連接成一個環形定子，環形電樞設在外層，散熱卡環設在中層，環形磁極設在內層，或者，環形磁極設在外層，散熱卡環設在中層，環形電樞設在內層；環形定子的內孔直徑略大于轉軸的直徑，轉軸從中無接觸穿過；前側極和后側極固定在轉軸上、分別位于磁極和電樞的前后兩側。發電機的工作原理定子磁極通以直流電產生軸向磁場，磁通從磁極的N極發出， 經過側極、電樞，從另一側極回到磁極的S極，形成完整的磁路，原機帶動轉子旋轉時，側極在磁極和電樞的兩端旋轉，電樞感應到電動勢且產生恒壓直流電。所述前側極和后側極為盤式側極或爪式側極。前側極和后側極用軟鐵材料制成，
如電工純鐵等。盤式側極為平盤式側極或凹盤式側極，側極上設有通風散熱孔。凹盤式側極的外緣向一側凸出，盤體為徑向，外緣為軸向。平盤式側極的兩個側面都是平的，兩個側面的面積相同，或者，一個側面比另一個側面稍大。若盤式側極為凹盤，則與之相對的電樞鐵心或磁軛的端面設有凹環，凹盤的凸緣被電樞鐵心或磁軛的端面的凹環半包圍，凹盤的凸緣與電樞鐵心或磁軛的端面的凹環之間留有氣隙，這種設計可以減少漏磁。爪式側極的爪為直爪或彎爪或平斜爪或彎斜爪。彎爪是指爪式側極的爪先朝徑向延伸、再朝軸向彎曲90度，平斜爪是指爪式側極的爪從徑向看是平的，不是彎的，但又朝切向傾斜一定的角度，彎斜爪是指爪式側極的爪從徑向看是朝軸向彎曲90度角的，但又朝切向傾斜一定的角度。若采用彎爪式側極或彎斜爪式側極，則與之相對的電樞鐵心或磁軛的端面設有凹環，側極的彎爪或彎斜爪被電樞鐵心或磁軛的端面的凹環半包圍，側極的彎爪或彎斜爪與電樞鐵心或磁軛的端面的凹環之間留有氣隙，這種設計可以減少漏磁。爪式側極的中間(又稱根部)可設柱狀磁軛。一個爪式側極至少有兩個爪，爪式側極的爪朝徑向放射狀對稱凸出。考濾到通風散熱的需要，爪式側極的極根要足夠深，以免影響散熱。電樞鐵心用軟鐵材料制成，如電工純鐵、硅鋼、鐵氧體、非晶合金等。電樞鐵心為環形鐵心，環形鐵心的兩端有凸緣、中間凹陷，整體平面呈“工”字形，電樞繞組嵌放在環形鐵心的中間凹陷位置。電樞鐵心的端面是平的，或者，電樞鐵心的端面設有凹環。電樞鐵心可以鑄造成一個整體，也可以分解成2至3個部件，用焊接、緊配等方法連接成一個環形整體。 若環形電樞設在內層，電樞鐵心做成一個整體，與電樞繞組設在一起，或者，電樞鐵心分成兩部份，一部份與電樞繞組設在一起，另一部份與轉軸設在一起，兩部份電樞鐵心之間留有氣隙。磁極的磁軛也是用軟鐵材料制成，一般用電工純鐵鑄造。磁軛為環形磁軛，環形磁軛的兩端有凸緣、中間凹陷，整體平面呈“工”字形，勵磁繞組嵌放在環形磁軛的中間凹陷位置。磁軛的端面是平的，或者，磁軛的端面設有凹環。環形磁軛可以鑄造成一個整體，也可以分解成2至3個部件，用焊接、緊配等方法連接成一個環形整體。若環形磁極設在內層， 環形磁軛做成一個整體，與勵磁繞組設在一起，或者，環形磁軛分成兩部份，一部份與勵磁繞組設在一起，另一部份與與側極設在一起，固定在轉軸上，兩部份磁軛之間留有氣隙。散熱卡環用非鐵磁性材料制成，如鋁合金、不銹鋼、鋼化玻璃等導熱性能優良的材料，散熱卡環上設有若干通風散熱孔或凹槽。如果散熱卡環用金屬材料制造，那么卡環與磁軛或鐵心的連接處應涂上絕緣漆。散熱卡環作為磁極與電樞的中間夾層，夾層設一個或兩個散熱卡環，采用雙卡環較省材料，采用單卡環裝配較簡單。電樞鐵心、磁軛與卡環用卡位連接或鍵連接或銷連接或螺紋連接或焊接的方法固定，也可以用絕緣膠水黏接固定。勵磁繞組和電樞繞組用漆包線繞制而成，如漆包銅線、漆包鋁線、漆包合金線等。接入發電機的勵磁電流為直流電，磁極產生的磁場是恒定磁場。發電機工作時也會產生熱能，發電機一般用風扇、散熱片散熱，也可以用液冷式冷卻裝置散熱。風扇設一個或兩個，風扇固定在轉軸上。端蓋上設有進風口和出風口。接線盒設在機殼上。
圖1、圖2、圖3、圖4為本實用新型第一實施例結構示意圖。圖5、圖6、圖7、圖8為本實用新型第二實施例結構示意圖。圖9、圖10、圖11、圖12、圖13為本實用新型第三實施例結構示意圖。圖14、圖15、圖16為本實用新型第四實施例結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述。第一實施例
4[0022]參見圖1發電機整體結構平面示意圖，圖2定子磁極、電樞、卡環分解合成圖，圖3 轉子結構示意圖，圖4轉、定子結構合成圖。一種側極式無刷直流恒壓發電機，主要包括前側極(1)、散熱卡環(2)、勵磁繞組(3)、環形磁軛(4)、電樞繞組(5)、環形鐵心(6)、后側極 (7)、機座(8)、端蓋(9)、軸承(10)、轉軸(11)、接線盒(12)、風扇(13)和帶輪(14)。環形磁軛上繞有勵磁繞組，組成一個環形磁極，通以直流電產生軸向磁通；環形鐵心上繞有電樞繞組，組成一個環形電樞；環形電樞與環形磁極之間用兩個散熱卡環連接成一個環形的整體，固定在機座上，環形電樞設在外層，散熱卡環設在中層，環形磁極設在內層；環形磁軛的內孔直徑略大于轉軸的直徑，轉軸從中無接觸穿過；前側極和后側極為直爪式側極，直爪式側極上平均分布有6個直爪；前側極和后側極固定在轉軸上、分別位于環形定子的前后兩側，直爪式側極的根部對著磁軛的端面，直爪式側極的6個直爪對著電樞鐵心的端面，直爪式側極的根部與磁軛的端面之間和直爪式側極的直爪與電樞鐵心的端面之間留有氣隙。散熱卡環用鋁合金制成，散熱卡環上平均分布有18個通風散熱孔；散熱卡環與磁軛、電樞鐵心用環氧樹脂粘接；爪式側極、磁軛和電樞鐵心用電工純鐵鑄造而成，勵磁繞組和電樞繞組用漆包銅線繞制而成；風扇固定在轉軸上，風扇位于前端蓋的內側；前端蓋設有進風口，后端蓋設有出風口 ；轉軸通過軸承定位于前端蓋和后端蓋；接線盒設在機座上；轉軸的一端設有帶輪。虛線及箭頭表示磁路及磁通的方向。第二實施例參見圖5發電機整體結構平面示意圖，圖6定子磁極、電樞、卡環分解合成圖，圖7 側極、轉軸合成圖，圖8轉、定子結構合成圖。一種側極式無刷直流恒壓發電機，主要包括前側極(1)、散熱卡環(2)、勵磁繞組(3)、環形磁軛(4)、電樞繞組(5)、環形鐵心(6)、后側極 (7)、機座(8)、端蓋(9)、軸承(10)、轉軸(11)、接線盒(12)、風扇(13)和帶輪(14)。散熱卡環有一個，散熱卡環的內側設有6個凹槽。前側極和后側極為平盤式側極，平盤式側極的兩個側面都是平整的，側極上設有6個通風孔。其余未述部分同第一實施例，不再重復。第三實施例參見圖9發電機整體結構平面示意圖，圖10、圖11、圖12、圖13轉子結構示意圖。 一種側極式無刷直流恒壓發電機，主要包括前側極(1)、散熱卡環O)、勵磁繞組(3)、環形磁軛(4)、電樞繞組(5)、環形鐵心(6)、后側極(7)、機座(8)、端蓋(9)、軸承(10)、轉軸 (11)、接線盒(12)、風扇(1 和帶輪(14)。磁軛由兩部份組成，一部份與勵磁繞組設在一起，另一部份與后側極設在一起，固定在轉軸上，兩部份磁軛之間留有氣隙。其余未述部分同第一實施例，不再重復。第四實施例參見圖14發電機整體結構平面示意圖，圖15環形磁極結構圖，圖16側極結構示意圖。一種側極式無刷直流恒壓發電機，主要包括前側極(1)、散熱卡環( 、勵磁繞組(3)、 環形磁軛(4)、電樞繞組(5)、環形鐵心(6)、后側極(7)、機座(8)、端蓋(9)、軸承(10)、轉軸 (11)、接線盒(12)、風扇(13)和帶輪(14)。盤式側極為凹盤式側極，與之相對的電樞鐵心的端面設有凹環，凹盤的凸緣被電樞鐵心端面的凹環半包圍，凹盤的凸緣與電樞鐵心端面的凹環之間留有氣隙。其余未述部分同第一實施例，不再重復。
權利要求1.一種側極式無刷直流恒壓發電機，定子部份主要包括環形磁極、環形電樞、散熱卡環(2)、機座(8)、端蓋(9)和接線盒(12)，轉子部份主要包括前側極(1)、后側極(7)、轉軸 (11)和風扇(13)，其特征是環形磁極由勵磁繞組C3)和環形磁軛(4)組成，通以直流電產生軸向磁通；環形電樞由電樞繞組(5)和環形鐵心(6)組成；環形電樞和環形磁極用散熱卡環連接成一個環形定子，環形電樞設在外層，散熱卡環設在中層，環形磁極設在內層，或者，環形磁極設在外層，散熱卡環設在中層，環形電樞設在內層；環形定子的內孔直徑略大于轉軸的直徑，轉軸從中無接觸穿過；前側極和后側極固定在轉軸上、分別位于磁極和電樞的前后兩側。
2.根據權利要求1所述一種側極式無刷直流恒壓發電機，其特征是所述所述前側極和后側極為盤式側極或爪式側極；盤式側極為平盤式側極或凹盤式側極，側極上設有通風散熱孔；爪式側極的爪為直爪或彎爪或平斜爪或彎斜爪。
3.根據權利要求1所述一種側極式無刷直流恒壓發電機，其特征是所述電樞鐵心為環形鐵心，環形鐵心的兩端有凸緣、中間凹陷，整體平面呈“工”字形，電樞繞組嵌放在環形鐵心的中間凹陷位置；電樞鐵心的端面是平的，或者，電樞鐵心的端面設有凹環。
4.根據權利要求1所述一種側極式無刷直流恒壓發電機，其特征是所述磁軛為環形磁軛，環形磁軛的兩端有凸緣、中間凹陷，整體平面呈“工”字形，勵磁繞組嵌放在環形磁軛的中間凹陷位置；磁軛的端面是平的，或者，磁軛的端面設有凹環。
5.根據權利要求1或4所述一種側極式無刷直流恒壓發電機，其特征是環形磁軛做成一個整體，與勵磁繞組設在一起，或者，環形磁軛分成兩部份，一部份與勵磁繞組設在一起， 另一部份與側極設在一起，固定在轉軸上，兩部份磁軛之間留有氣隙。
6.根據權利要求1或2或3所述一種側極式無刷直流恒壓發電機，其特征是所述環形電樞是單繞組電樞，電樞繞組是軸向繞組；環形磁極是單繞組磁極，勵磁繞組是軸向繞組。
7.根據權利要求1所述一種側極式無刷直流恒壓發電機，其特征是散熱卡環用導熱性能優良的非鐵磁性材料制成，散熱卡環上設有若干通風散熱孔或凹槽。
專利摘要本實用新型涉及一種側極式無刷直流恒壓發電機，定子部分主要包括環形磁極、環形電樞、散熱卡環(2)、機座(8)、端蓋(9)和接線盒(12)，轉子部分主要包括前側極(1)、后側極(7)、轉軸(11)和風扇(13)。環形磁極由勵磁繞組(3)和環形磁軛(4)組成；環形電樞由電樞繞組(5)和環形鐵心(6)組成；環形電樞和環形磁極用散熱卡環連接成一個環形定子；環形定子的內孔直徑略大于轉軸的直徑，轉軸從中無接觸穿過；前側極和后側極固定在轉軸上、分別位于磁極和電樞的前后兩側。該發電機無需電刷、換向器或整流器，直接輸出恒壓直流電。
文檔編號H02K1/20GK202059306SQ20112018496
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月29日 優先權日2011年5月29日
發明者李貴祥 申請人:李貴祥