[发明专利]具有由多个可分离段形成的定子和转子圆盘的轴向空气间隙机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电机和电动机的转子和定子部件，并且具体地涉及 用于发电机和/或电动机的转子段和定子段。

背景技术

用于产生直流(DC)和交流(AC)电的很多发电机和很多AC和DC电动 机已经得到发展。一些发电机和电动机包括沿着安装在驱动轴上的转子圆 周定位的永磁铁和沿着环形定子的内侧定位的电线绕线或线圈。使驱动轴 和转子旋转的诸如流动空气或水的外力感应线圈中的电流，从而产生电。 当电流通过线圈时，在永磁铁上产生的磁力导致转子和用作电动机的输出 轴的驱动轴的旋转。

授予Schmidt等人的美国专利申请10/506,931(2005年四月21日公开为 US2005/0082938)公开一种包括环形转子和定子框架的扭矩电动机，所述 转子包括转子框架和安装在所述转子框架上的永磁铁，所述定子框架具有 铁芯和布置在所述铁芯上的电绕线，其特征在于，铁芯和电绕线布置在一 个或多个独立的定子段中，使得每个定子段可拆卸地连接到定子框架。定 子和转子通过轴承连接。然而，Schmidt等人的扭矩电动机限于在每个定子 段中的电绕线和铁芯的电气部件。Schmidt等人的扭矩电动机还限于单片环 形转子，这妨碍具有大直径转子的电气设备的生产、装配和运输。

发明内容

根据本发明的一方面，上述缺点可以通过提供用于发电机和电动机设 备的转子和定子段而得以解决。所述设备包括：一对平行并间隔开的定子 段，每个定子段包括定子绕线；和可滑动地连接到定子段对的转子段，转 子段包括磁铁，并且所述转子段的尺寸被形成为配合在平行并间隔开的定 子段之间。所述设备还可以包括支撑结构，转子段可滑动地连接到支撑结 构，并且定子段连接到支撑结构。

转子段的尺寸可以被形成为配合在定子段之间，而没有接触定子段。 磁铁可以是永磁铁。当转子段在定子段之间时，磁铁可以被定向成磁铁的 北极邻近定子段中的一个，而磁铁的南极邻近定子段中的另一个。当转子 段在定子段之间时，磁铁可以相对于定子绕线以倾斜角成角度。

所述设备可以包括用于可滑动地将转子段连接到支撑结构的轴承。

支撑结构可以包括轮毂。轮毂可以具有内孔，诸如水或空气的流体可 以通过所述内孔。定子段对可以连接到轮毂的外表面。转子段可以可滑动 地连接到轮毂的外表面。轴承可以位于转子段和轮毂的外表面之间。

支撑结构可以包括轮缘。定子段对可以连接到轮缘的内表面的。转子 段可以可滑动地连接到轮缘的内表面。轴承可以位于转子段和轮缘的内表 面之间。

每个转子段可以封装在封装材料中。每个定子段可以被封装在封装材 料中。封装材料可以由塑料、树脂或其它材料(包括适于全密封电子部件 的材料)制成。封装材料可以是低摩擦材料。

定子段可以包括用于将定子段连接到支撑结构的托架。托架的至少一 部分可以封装在封装材料中。托架可以包括分别用于容纳诸如螺栓、销钉、 杆件、钉或螺钉的紧固件的一个或多个孔。

定子段可以包括用于支撑定子绕线的定子芯。定子芯可以包括设置在 定子绕线中的中心突出部。定子芯可以包括设置在定子绕线的任一侧的侧 突出部。定子段可以包括多个定子绕线，而定子芯可以包括设置在多个定 子绕线中的多个间隔开的突出部。定子芯可以由磁性的或铁磁性材料制 成。定子芯可以具有弯曲表面。定子芯可以具有沿着直线边缘以直角连接 的平坦表面。

定子绕线可以具有两个端子端。定子段可以包括分别连接到端子端的 一对端子。定子段对中的一个定子段的一个定子绕线可以在其一个端子处 电连接到定子段对中的另一个定子段的一个定子绕线的一个端子端。

定子段可以包括电连接到定子绕线的输出电气部件。输出电气部件可 以设置在封装材料中。输出电气部件可以是电容器。电容器可以是交流(AC) 电容器。AC电容器可以可操作以补偿发电机的输出功率因子。电容器可 以是直流(DC)电容器。DC电容器可以可操作以减少整流的电压波形的脉 动。输出电气部件可以是二极管。定子段可以包括连接到定子绕线的一对 二极管，从而整流定子段的AC输出。定子段可以包括两个二极管对，所 述两个二极管对被布置成形成用于整流AC输出的二极管电桥而产生DC输 出。二极管对可以设置在封装材料中。