CN203734485U - 叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的主要目的在于提供一种适用于军民两用的多盘叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机，由多个定子、多个单面转子、双面转子和外壳组成，定子由铁芯、卡片、绕组和卡盘组成，与传统电机比铁芯用量少，加工方便，加工过程节能，利用率达100％，绕组用量少加工简单，卡片和卡盘普通加工件。转子由磁托盘和磁钢组成。双面转子为磁托盘双面粘贴磁钢组成。经过设计磁托盘除附着磁钢外兼顾了飞轮和风扇的作用，由传统轴向发电机：转子-定子-转子的组合形式改为：转子-定子-双面转子-定子-转子的组合形式，达到双定子(含双定子)以上叠拼，同时达到功率的叠加，有效的利用了轴向空间，减小了径向空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电机，特别是一种双定子叠拼的叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机。
背景技术
传统轴向发电机是由前转子-定子-后转子三大部件组成，装于发动机飞轮壳之内。随着输出功率的增加，转子及定子尺寸半径随之增加，径向尺寸越来越大；相对于转子磁钢面积越来越大，对加工、组装带来一定困难；所以传统轴向发电机功率有一定数量限制，传统轴向发电机无法超越这个功率。
发明内容
为解决现有技术中的缺限，本实用新型通过将多定子叠拼，达到功率叠拼的效果，前转子-定子-双面转子-定子-后转子轴向叠拼，通过前后卡盘将定子锁定，然后固定到飞轮壳上，前、后转子作为磁轭，内表面均匀安装磁钢，且其磁钢同极正对，前转子与启动齿圈通过热套结合，代替启动飞轮盘。
具体技术方案如下：
叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于，仅包括前转子、定子、双面转子、定子、后转子和与前转子连接的飞轮壳，其所述定子内的铁芯和绕组被卡盘前后卡住压紧定位通过螺栓与飞轮壳锁合，所述前转子、双面转子与后转子作为磁轭的圆周内表面均有磁钢，且其磁钢同极正对，前端的转子前段热套发动机启动齿圈通过强度螺栓与发动机曲轴锁合；其后段与后端的转子通过强度螺栓锁合。
进一步的，卷绕式铁芯上均匀固定安装非导磁卡片，绕组均布于卡片相对应的凹槽。
进一步的，转子由磁托盘和磁钢组成，磁钢为锥形且均布，其间距为磁钢端面到铁芯端面的2～2.5倍。
进一步的，双面转子由磁托盘前后两平面对应粘贴磁钢组成，磁钢为锥形且均布，且两面对应区域所粘贴磁钢磁极相对，其间距为磁钢端面到铁芯端面的2～2.5倍。
进一步的，前转子、双面转子、后转子通过止口和螺栓锁合，无轴承减少摩擦，同时连接段兼做风扇。
进一步的，每个定子绕组由六段包线构成，其尾端U1/U2、；V1/V2；W1/W2两两相接。
进一步的，绕组用多芯漆包线绞合，绞合成股后外部使用耐温、防火的绝缘材料带叠包。
采用以上技术方案的本实用新型的优势在于：
1、将传统轴向发电机改进，通过定子叠拼达到功率叠加，突破传统轴向发电机无法实现大功率输出的约束。由传统轴向发电机：转子-定子-转子的组合形式改为：转子-定子-双面转子-定子-转子的组合形式，达到双定子以上(含双定子)叠拼，同时达到功率的叠加，如：两个30kW定子叠拼后，功率达到60kW。磁路：轴向-切向-轴向，同等功率情况下，体积比传统发电机缩小了50％以上，重量比传统发电机减少了60％以上；
2、铁芯由原来硅钢片叠铆式改为卷绕式，极大减少加工的废料，同时容易加工；
3、传统发电机内部铁芯利用率极低，本设计铁芯利用率达到100％；
4、本设计所有转子磁轭，锥形磁钢均布，间隙为气隙的2～2.5倍，或间距为磁钢端面到铁芯端面的2倍，使相邻磁钢间漏磁最少，同时磁路损失也最少；
5、铁芯上均匀安装非导磁卡片，绕组均布于卡片相对应凹槽内，外观整齐美观，同时卡片起到导风作用；
6、绕组使用多芯漆包线绞合，绞合成股后外部使用耐温防火的绝缘材料带叠包，双层绝缘保护，同时又易于线圈的加工制作；
7、单个绕组由六段叠包导线制作而成，六根尾端U1/U2、V1/V2、W1/W2两两相接，优点在于可使线圈两端面产生的电势叠加；组成的3相绕组为星形连接，最大程度上提高了绕组利用率和铁芯利用率；
8、转子包括磁托盘和磁钢，磁托盘附着磁钢，两转子锁合中间锁合的磁托盘部分还兼顾了飞轮和风扇的作用，高速旋转中将热量从中心排至四周，并通过周围散热孔带出机体，形成负压从端盖中心进风孔将冷风吸入机体，根据散热要求的不同，可以改变风扇排风量的大小；
9、整机由多个定子、多个单面转子、双面转子和外壳组成，相对于传统发电机零部件数量减少，省掉了传统发电机机组中的联轴器、轴承、风扇、启动齿圈、飞轮盘，提高了发电机组的效率和可靠性；
10、本设计因为整机中没有另外的轴承同时可以很容易确保发动机及发电机转子的同心度，一方面提供了安装效率，另一方面在轴向上也大大缩减了安装空间。
附图说明
图1为本实用新型的总装结构侧视示意图。
图2本实用新型的总结结构剖示图。
图3本实用新型的总装零部件示意图。
图4为本实用新型的定子绕组U、V、W两两连接示意图。
图5为本实用新型对顶磁场示意图。
其中，1-前端转子总成，2-铁芯绕组组合定子，2.1-前定子卡盘，2.2-定子，2.3-后定子卡盘，3-中端转子总成，4-后端转子总成，5-非导磁卡片，6-凹槽，7-飞轮壳。
具体实施方式
为了进一步说明本实用新型，下面结合附图进一步进行说明：
本实用新型描述的叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机，从整体结构设计上，如图1、图2所示，本实用新型由前到后排列转子(见图中前端转子总成1、中端转子总成3、后端转子总成4)的数目在三个或三个以上；由两个或两个以上数目的前后卡盘(见图中前定子卡盘2.1、后定子卡盘2.3)卡住定子2.2构成的铁芯绕组组合定子2；发动机飞轮壳7三大部分组成。如图5，本实用新型采用轴向对顶磁场，磁路方向为：轴向-切向-轴向。如图3，从转子设计上，本实用新型两侧的转子1和转子3和转子4作为磁轭，前后磁钢均布于各自磁轭圆周内表面，间隙为气隙的2～2.5倍，前后磁钢同极正对，转子锁合，中间锁合部分(见图3)起到轴向定位飞轮和风扇的作用。如图4，本发明的定子组合设计，铁芯绕组上均匀安装非导磁卡片5，绕组均布于卡片相对应的凹槽6内，线圈采用六段包线(即先用多芯漆包线绞合，绞合成股后外部使用高耐温防火云母带叠包)进行制作，六根尾端U1/U2、V1/V2、W1/W2两两相接，在两侧磁钢的作用下，线圈两侧产生的电势叠加，最大程度上提高了绕组利用率。卡片和卡盘为普通加工件。所述在启动时，在启动电机故障或者不方便安装启动电机的场合，发电机可代替发动机的启动电机完成发动机的启动，在发电机的定子上安装霍尔元件检测转子位置在对应的位置通入电流，转子旋转发动机启动后切断电流，转入发电机运行方式。
很显然以上是对实施例的具体说明，很明显本实用新型保护范围不仅局限于此，例如螺栓的连接还可用铆接等，凡在本实用新型发明构思下所做的任何改变均在本实用新型保护范围之内。
本实用新型所描述的叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机在各领域均可使用。
Claims (7)
1.叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于，仅包括前转子、定子、双面转子、定子、后转子和与前转子连接的飞轮壳，其所述定子内的铁芯和绕组被卡盘前后卡住压紧定位通过螺栓与飞轮壳锁合，所述前转子、双面转子与后转子作为磁轭的圆周内表面均有磁钢，且其磁钢同极正对，前端的转子前段热套发动机启动齿圈通过强度螺栓与发动机曲轴锁合；其后段与后端的转子通过强度螺栓锁合。
2.根据权利要求1所述的叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于，铁芯上均匀固定安装非导磁卡片，绕组均布于卡片相对应的凹槽，铁芯为卷绕式。
3.根据权利要求1或2所述的叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于，转子由磁托盘和磁钢组成，磁钢为锥形且均布，其间距为磁钢端面到铁芯端面的2～2.5倍。
4.根据权利要求3所述的叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于，双面转子由磁托盘前后两平面对应粘贴磁钢组成，磁钢为锥形且均布，且两面对应区域所粘贴磁钢磁极相对，其间距为磁钢端面到铁芯端面的2～2.5倍。
5.根据权利要求1所述的叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于，前转子、双面转子、后转子通过止口和螺栓锁合，无轴承减少摩擦，同时连接段兼做风扇。
6.根据权利要求4或5所述的叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机，其 特征在于，每个定子绕组由六段包线构成，其尾端U1/U2、；V1/V2；W1/W2两两相接。
7.根据权利要求6所述的叠拼式轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于，绕组用多芯漆包线绞合，绞合成股后外部使用耐温、防火的绝缘材料带叠包。
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