[实用新型]一种高效率外转子轴流式微型发电机

说明书

技术领域

本实用新型属于发电设备技术领域，涉及军民两用人力手摇或脚蹬发电机以及部分摩托车发电机的改进。

背景技术

手摇发电机和脚踩发电机可作为电台附件，通过手摇或脚蹬为电台的蓄电池组进行充电。也可在无其它电源的环境下，为手机、定位仪、北斗终端手持机等通信产品及相关电子产品做配套应急电源，为其蓄电池组进行充电。还可以配合LED灯或节能灯，进行应急照明或家庭照明。

通过市场分析得知，随着近几年地震等自然灾害的频繁发生，国家加大了地震等自然灾害的应急预防投入，而稳定可靠的应急供电设备在救灾应急中具有举足轻重的作用，尤其是中、小功率的便携式手摇发电机和脚蹬发电机越来越受到人们的关注。采用人力进行发电，发电机效率就非常关键，在手摇发电机和脚踩发电机中采用的均是外转子轴流式微型发电机，该发电机由转子和定子组成，其中转子由转子座、转子轴、磁体和转子轴承组成，定子由定子座、铁芯、定子线包和定子轴承组成，具体如图(1-3)所示。发电机定子固定不动，工作时，转子在齿轮组的带动下高速旋转，定子线包切割磁力线进行发电。经过不断的研究发现，在转子内的磁体所形成的磁场部分延伸出转子端面，形成了漏磁场，如图(4)所示，该部分磁场不受定子线包切割。然而，定子座作为块状金属却进入到了漏磁场中，并且随着转子的旋转连续切割磁力线，在定子座中形成了涡电流，如图(5)所示。该电流引起定子座及发电机发热，不仅耗费了人力，还大大降低了发电机的效率和寿命。

发明内容

本实用新型目的是设计一种高效率外转子轴流式微型发电机，通过设法屏蔽漏磁场，使定子座不再切割漏磁场，消除定子座中的涡电流，从而提高发电机效率，降低操作者体力消耗。

具体地说，一种高效率外转子轴流式微型发电机，该发电机由转子和定子组成，其中转子由转子座、转子轴、磁体和转子轴承组成，定子由定子座、铁芯、定子线包和定子轴承构成；转子座通过过盈配合安装固定在转子轴上，随转子轴转动；磁体按照“S”级和“N”级间隔交替固定在转子座内表面；定子通过定子座安装固定在发电机壳体上，定子线包绕在铁芯上并一起固定在定子座上，其特征是在磁体端面设有屏蔽漏磁场消除定子座中涡电流的装置。

本实用新型有益效果：运用本实用新型提供的方案，彻底消除了转子端面以外的漏磁，定子座不再切割漏磁场，不再形成涡电流。这样一来，发电机不再因涡电流发热，提高了发电机效率和寿命，降低了操作者体力消耗。

附图说明

图1为现有外转子轴流式微型发电机结构示意图。

图2为现有外转子轴流式微型发电机转子结构示意图。

图3为现有外转子轴流式微型发电机定子结构示意图。

图4为现有外转子轴流式微型发电机漏磁场示意图。

图5为现有外转子轴流式微型发电机涡电流示意图。

图6为本实用新型金属环结构示意图。

图7本实用新型结构示意图(增加隔磁环的外转子轴流式微型发电机结构)。

图8为本实用新型凸沿转子座结构示意图。

图9为本实用新型结构示意图(采用凸沿转子座的外转子轴流式微型发电机结构)。

具体实施方式

一种高效率外转子轴流式微型发电机，该发电机由转子和定子组成，其中转子由转子座1、转子轴2、磁体3和转子轴承4组成，定子由定子座5、铁芯6、定子线包7和定子轴承8构成；转子座1通过过盈配合安装固定在转子轴2上随转子轴2转动，磁体3按照“S”级和“N”级间隔交替粘贴固定在转子座1内表面；定子通过定子座5安装固定在发电机壳体上，定子线包7绕在铁芯6上并一起固定在定子座5上，其特征是在磁体3端面设有屏蔽漏磁场消除定子座中涡电流的装置。

如图6所示，所述的漏磁场屏蔽装置为磁体3端面加盖的一个导磁的金属环9。金属环9为采用硅钢片或其它导磁材料冲裁的一个内外径适合转子的金属隔磁环，并依靠磁体磁力将隔磁环吸附在转子磁体端面上。构成的发电机结构如图7所示。

如图8所示，所述的漏磁场屏蔽装置为位于转子座1上的凸沿10。构成的发电机结构如图9所示。

通过分析发现，磁体按照“S”级和“N”级按一定间距交替粘贴在转子座内表面上，只要给转子内磁体端面加盖一个导磁的金属环，就可将漏磁短路，直接使磁力线通过金属环回到磁体内，消除转子端面以外的漏磁场。根据发电机和电工材料特点，该隔磁环材料最好选用与铁芯一致的硅钢片，隔磁效果最好。通过诸多实验对比，采用隔磁环后发电机漏磁基本消除，发电机效率和寿命明显提高，人摇动或脚踩时，节省了体力。

同理，如图8所示，若将转子座加工成带凸沿的结构，按图9，虽然磁体粘贴难度加大，作用虽没有隔磁环效果好，但凸沿10也能起到屏蔽漏磁场的作用。基于以上优点，特申请将该种采用隔磁环和凸沿转子结构，屏蔽漏磁场，提高发电机效率的方法在涉及军民两用人力手摇或脚踩发电机领域给予保护。