外转子混合励磁凸极发电机结构

专利摘要:
一种外转子混合励磁凸极发电机结构，包括转子铁芯、定子铁芯和连接轴套；所述转子铁芯为壳体结构，在所述转子铁芯的底部设置有连接套，所述定子铁芯安装在所述转子铁芯中，所述连接套伸入到所述转子铁芯的轴孔中；在所述转子铁芯的内壁均匀设置有凸极，在所述定子铁芯的外圆周上均匀设置有电枢齿极，每三个所述电枢齿极组成齿组，在所述定子铁心的外圆周均匀开设有加长齿槽，所述加长齿槽和所述齿组交错设置，在相邻矩形槽中放置有磁性相反的永磁励磁体。通过永磁励磁体励磁及电励磁绕组与发电电枢绕组的合理设置，控制发电机内部磁场变化，使在机械能转换电能的过程中，不产生转换影响，减小能量的损耗，提升电机转化效率。
公开号:CN214337666U
申请号:CN202022853753.0U
申请日:2020-12-02
公开日:2021-10-01
发明作者:胡云平；卢廷维；汤大虎
申请人:Chongqing Yuxin Pingrui Electronic Co ltd；
IPC主号:H02K1-24

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及电机领域，具体涉及外转子混合励磁凸极发电机结构。
[n0002] 现如今，开关磁阻励磁凸极电机结构简单，转子上没有任何形式的绕组；因此，具有制造工序少、成本低、工作可靠、维修量小等特点。因此，开关磁阻励磁凸极电机的应用和发展取得了明显的进步，已成功地应用于通用工业、家用电器等各个领域。
[n0003] 传统的开关磁阻励磁电机定子和转子都是凸极齿槽结构，因此开关磁阻发电机又可称为双凸极电机；
[n0004] 转子和定子铁芯由导磁良好的硅钢片压制而成，转子铁芯无绕组，定子凸极上有集中绕组。与普通电机一样，转子、定子之间有很小的气隙，转子可以相对于定子自由旋转，开关磁阻电机根据转子、定子极数不同可以有多种不同相数的结构。凸极电机本身具有可控参数多、非线性等特点,电机气隙磁场和相磁链随转子位置和绕组相电流而持续、周期性变化，没有传统电机的稳定磁路工作点，而是一个动态三维磁空间，随着电机功率的增大，电机的体积将会越来越大,特别对于低速电机，其体积将会变得相当庞大。同时凸极电机行业中内转子为主要结构，凸极电机气隙磁场和相磁链的产生，需要嵌入铁芯齿极间的励磁绕组与转子共同作用产生，通常较大功率的凸极电机在低速状态都要求有较大的励磁电流，才可以有效实现电枢绕组的大功率输出(图1)。较大的励磁电流的产生往往需要给励磁绕组更大空间，电机的体积也就增加了，这也是传统大功率凸极电机体积大的一个主要原因。同时较大的励磁电流也会徒增电机的自身损耗，不利于发电机的效率提升。内转子凸极电机结构加工上多采用嵌线工艺，往往需要先嵌入励磁绕组，再嵌入发电电枢绕组，加工难度较大，效率很低，加工成本较高。内转子型凸极电机机壳多采用铝外壳加工，材料成本较高，同时外面还有散热架，机壳内孔加工就要专用的工具加持，加工难度及成本都相对较高。
[n0005] 本实用新型针对现有技术的不足，提出外转子混合励磁凸极发电机结构，具体技术方案如下：
[n0006] 一种外转子混合励磁凸极发电机结构，其特征在于：包括转子铁芯(1)、定子铁芯(4)和连接轴套(3)；
[n0007] 所述转子铁芯(1)为壳体结构，在所述转子铁芯(1)的底部设置有连接套，所述定子铁芯(4)安装在所述转子铁芯(1)中，所述连接套伸入到所述转子铁芯(1)的轴孔(5)中；
[n0008] 在所述转子铁芯(1)的内壁均匀设置有凸极(2)，在所述定子铁芯(4) 的外圆周上均匀设置有电枢齿极(6)，每三个所述电枢齿极(6)组成齿组，在所述定子铁心的外圆周均匀开设有加长齿槽(8)，所述加长齿槽(8)和所述齿组交错设置；
[n0009] 在所述定子铁芯(4)的轭部上均匀开设有安装槽(9)，在每个所述安装槽 (9)内均放置有永磁励磁体(12)，相邻永磁体的磁性相反。
[n0010] 为更好的实现本实用新型，可进一步为：在所述转子铁芯(1)的底部开设有散热孔。
[n0011] 进一步地：所述安装槽(9)为矩形槽。
[n0012] 进一步地：每个所述安装槽(9)沿所述定子铁芯(4)的径向方向与所述加长齿槽(8)位置相邻设置。
[n0013] 进一步地：相邻所述电枢齿极(6)之间为电枢齿槽(7)，在该电枢齿槽(7) 中设置有发电电枢绕组，在所述加长齿槽(8)中设置有电励磁绕组(11)。
[n0014] 进一步地：在所述定子铁芯(4)底部设置有安装孔。
[n0015] 本实用新型的有益效果为：第一，转子铁芯采用铸铁整体铸造工艺一次成型加工，结构更可靠，加工过程更简单，便于生产效率的提高及成本的节约。
[n0016] 第二，在定子铁芯紧靠矩形槽内弧设置加长齿槽，并在其中绕制电励磁绕组，电励磁绕组不占用发电绕组的位置，便于在较小的体积内发出更大的功率，提高发电机的利用率。
[n0017] 第三，在定子铁芯轭部每间隔3齿冲出矩形槽，在相邻矩形槽中嵌入相反永磁体，增加永磁体励磁方式，这样通过永磁励磁体励磁及电励磁绕组与发电电枢绕组的合理设置，控制发电机内部磁场变化，使在机械能转换电能的过程中，不产生转换影响，减小能量的损耗，提升电机转化效率。
[n0018] 第四、定子铁芯上励磁绕组及电枢绕组的加工都可以采用普通的外绕多极绕线机加工完成，加工过程更简单、可控，大大提高了生产的效率，便于生产成本的节约。
[n0019] 图1为传统凸极电机结构示意图；
[n0020] 图2为本实用新型组装图；
[n0021] 图3为转子铁芯结构图；
[n0022] 图4为定子铁芯结构图；
[n0023] 图中附图说明为，转子铁芯1、凸极2、连接轴套3、定子铁芯4、轴孔5、电枢齿极6、电枢齿槽7、加长齿槽8、安装槽9、发电绕组10、电励磁绕组11、永磁励磁体12、散热孔13。
[n0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[n0025] 本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
[n0026] 如图2至图4所示：一种外转子混合励磁凸极发电机结构，包括转子铁芯1、定子铁芯4和连接轴套3；
[n0027] 在本实施例中，该定子铁芯用矽钢片一次冲压成型，多片铆接在一起，所述转子铁芯1为壳体结构，该转子铁芯采用铸铁整体铸造工艺一次成型加工而成，在所述转子铁芯1的底部设置有连接套，该连接轴套用于同动力轴的可靠连接。
[n0028] 所述定子铁芯4安装在所述转子铁芯1中，所述连接套伸入到所述转子铁芯1的轴孔5中，该轴孔5用于与动力支架配合，实现定子铁芯的安装固定，在所述转子铁芯1的底部开设有散热孔13，该散热孔13配合外部散热风扇，通过散热孔13形成强对流空气，实现电机工作中定子铁芯的散热。
[n0029] 在所述转子铁芯1的内壁均匀设置有凸极2，在该凸极2上无绕组，该凸极2与定子铁芯上的励磁绕组和电枢绕组配合产生励磁电流及发电输出。
[n0030] 在所述定子铁芯4的外圆周上均匀设置有电枢齿极6，每三个所述电枢齿极 6组成齿组，在所述定子铁心的外圆周均匀开设有加长齿槽8，所述加长齿槽8 和所述齿组交错设置；
[n0031] 在所述定子铁芯4的轭部上均匀开设有安装槽9，其中，在本实施例中，所述安装槽9为矩形槽，每个所述安装槽9沿所述定子铁芯4的径向方向与所述加长齿槽8位置相邻设置。
[n0032] 在每个所述安装槽9内均放置有永磁励磁体12，相邻永磁体的磁性相反。
[n0033] 齿组中相邻电枢齿极6之间为电枢齿槽7，在该电枢齿槽7设置有发电电枢绕组，在所述加长齿槽8中设置有电励磁绕组11。
[n0034] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[n0035] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

权利要求:
Claims (6)
[0001] 1.一种外转子混合励磁凸极发电机结构，其特征在于：包括转子铁芯(1)、定子铁芯(4)和连接轴套(3)；
所述转子铁芯(1)为壳体结构，在所述转子铁芯(1)的底部设置有连接套，所述定子铁芯(4)安装在所述转子铁芯(1)中，所述连接套伸入到所述转子铁芯(1)的轴孔(5)中；
在所述转子铁芯(1)的内壁均匀设置有凸极(2)，在所述定子铁芯(4)的外圆周上均匀设置有电枢齿极(6)，每三个所述电枢齿极(6)组成齿组，在所述定子铁心的外圆周均匀开设有加长齿槽(8)，所述加长齿槽(8)和所述齿组交错设置；
在所述定子铁芯(4)的轭部上均匀开设有安装槽(9)，在每个所述安装槽(9)内均放置有永磁励磁体(12)，相邻永磁体的磁性相反。
[0002] 2.根据权利要求1所述外转子混合励磁凸极发电机结构，其特征在于：在所述转子铁芯(1)的底部开设有散热孔。
[0003] 3.根据权利要求2所述外转子混合励磁凸极发电机结构，其特征在于：所述安装槽(9)为矩形槽。
[0004] 4.根据权利要求3所述外转子混合励磁凸极发电机结构，其特征在于：每个所述安装槽(9)沿所述定子铁芯(4)的径向方向与所述加长齿槽(8)位置相邻设置。
[0005] 5.根据权利要求4所述外转子混合励磁凸极发电机结构，其特征在于：相邻所述电枢齿极(6)之间为电枢齿槽(7)，在该电枢齿槽(7)中设置有发电电枢绕组，在所述加长齿槽(8)中设置有电励磁绕组(11)。
[0006] 6.根据权利要求5所述外转子混合励磁凸极发电机结构，其特征在于：在所述定子铁芯(4)底部设置有安装孔。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202022853753.0U|CN214337666U|2020-12-02|2020-12-02|外转子混合励磁凸极发电机结构|CN202022853753.0U| CN214337666U|2020-12-02|2020-12-02|外转子混合励磁凸极发电机结构|