0]所述定子鐵心由硅鋼片疊壓而成；所述轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊壓而成；所述飛輪
(2)為無取向?qū)Т挪牧?；所述N極磁軛(4)和S極磁軛(12)為無取向?qū)Т挪牧希凰雎葆?br>(3)為非導(dǎo)磁螺釘。
[0021 ] 圖中虛線所示為電機總的磁鏈路徑，可以看出，永磁體可提供軸向磁場。
[0022]圖2所示的一種飛輪式永磁起動發(fā)電機N極定子鐵心處的橫向剖視圖。在本實施例中，N極定子鐵心(5)和S極定子鐵心(10)的極數(shù)皆為3n=12，轉(zhuǎn)子鐵心的極數(shù)為2n=8。η在本實施例中取4。
[0023]為了實現(xiàn)N極定子鐵心上的繞組合S極定子鐵心上的繞組之間的良好互補，所述定子極和轉(zhuǎn)子極皆為凸極式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子極寬為定子極寬的1.5倍。
[0024]將N極定子鐵心(5)上的極命名為N極定子極，將S極定子鐵心(11)上的極命名為S極定子極，每個N極定子極和每個S極定子極都繞有一個電樞線圈。沿圓周方向上的線圈可按照相位依次分為A相繞組、B相繞組和C相繞組。
[0025]圖3是本發(fā)明申請的一種飛輪式永磁起動發(fā)電機S極定子鐵心處的橫向剖視圖。對比圖2和圖3可以看出，N極定子鐵心(5)和S極定子鐵心(10)圓周方向上對齊、N極轉(zhuǎn)子鐵心(7)和S極轉(zhuǎn)子鐵心(11)在圓周方向上相差360° /4η=22.5° ;同一圓周方向上的N極定子極上的電樞線圈和S極定子極上的電樞線圈繞制方向相反，可以組成一相電樞繞組；沿圓周方向上的線圈可按照相位依次分為A相繞組、B相繞組和C相繞組。
[0026]圖4是本發(fā)明申請的一種飛輪式永磁起動發(fā)電機兩套繞組互補的示意圖。其互補的原理可以解釋為:傳統(tǒng)磁阻電機的轉(zhuǎn)子極剛靠近定子極時，其磁鏈變化率大；而轉(zhuǎn)子極與定子極幾乎完全嚙合時，其磁鏈變化率小。而本申請的技術(shù)兩個轉(zhuǎn)子極錯開了一定的角度，因此當N極轉(zhuǎn)子極剛剛靠近定子極時，其磁鏈變化率大；而此時S極轉(zhuǎn)子極與相應(yīng)的定子極幾乎完全嚙合，磁鏈變化率小。由于兩個定子極上的繞組為同一相繞組，因此該相繞組總的磁鏈變化率基本不變。也就是N極定子線圈和S極定子線圈在特性上是互補的。
[0027]下面對本發(fā)明提出的起動發(fā)電機進行工作原理的說明。
[0028]本發(fā)明的起動發(fā)電機工作在發(fā)電狀態(tài)時，由于永磁體可提供軸向磁場，因此電樞繞組有磁鏈通過。當外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁路的磁阻發(fā)生變化，因此電樞繞組的磁鏈就會發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。假設(shè)某一狀態(tài)N極定子極上的電樞線圈產(chǎn)生自下往上的磁場，則與此對應(yīng)的S極定子極上的電樞線圈便產(chǎn)生自上往下的磁場，因此N極定子極上的電樞線圈和S極定子極上的電樞線圈繞向相反。
[0029]本發(fā)明的起動發(fā)電機工作在起動狀態(tài)時，也由永磁體提供磁場。由于一相電樞繞組的磁鏈會隨著轉(zhuǎn)子的變化而變化，若給磁鏈增加的一相繞組通以正向電流，給磁鏈減小的一相繞組通以負向電流，則電機會產(chǎn)生正的轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電機正轉(zhuǎn)。
[0030]本發(fā)明提出的起動發(fā)電機磁鏈路徑比較復(fù)雜，有軸向的，有徑向的，還有一點切向的。因此，傳統(tǒng)的方法是利用一個磁導(dǎo)率高的鑄鋼或鑄鐵來導(dǎo)磁，但這種方法渦流損耗較為嚴重。本發(fā)明提出的技術(shù)定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊壓而成，渦流損耗??；在復(fù)雜磁路的地方使用無取向?qū)Т挪牧?，這種新型的導(dǎo)磁路徑有效提高了系統(tǒng)的效率。
[0031]需要指出的是，以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化和替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種飛輪式永磁起動發(fā)電機，其特征在于: 包括軸(I)、飛輪(2)、N極磁軛(4)、定子鐵心、電樞繞組、N極轉(zhuǎn)子鐵心(7)、永磁體(8)、S極轉(zhuǎn)子鐵心(11)和S極磁軛(12)； 所述定子鐵心由極數(shù)皆為3η的N極定子鐵心(5)和S極定子鐵心(10)軸向間隔排列組成，η為大于I的自然數(shù)，N極定子鐵心(5)和S極定子鐵心(10)圓周方向上對齊且中間為沿軸向充磁的圓環(huán)形的永磁體(8),永磁體可提供軸向磁場；Ν極定子鐵心(5)和S極定子鐵心(10)分別固定在N極磁軛(4)和S極磁軛(12)上，N極磁軛(4)和S極磁軛(12)用螺釘⑶固定在殼體(13)上；Ν極磁軛⑷和S極磁軛(12)與軸之間相隔大于6mm的空氣間隙； 轉(zhuǎn)子鐵心由極數(shù)皆為2n或4n的N極轉(zhuǎn)子鐵心(7)和S極定子鐵心(11)軸向間隔排列組成，N極轉(zhuǎn)子鐵心(7)位于N極定子鐵心(5)的圓周外側(cè)，S極轉(zhuǎn)子鐵心(11)位于S極定子鐵心(10)的圓周外側(cè)；N極轉(zhuǎn)子鐵心(7)和S極轉(zhuǎn)子鐵心(11)在圓周方向上相差360° /4n或360° /8n ;所述轉(zhuǎn)子鐵心的圓周外側(cè)固定在發(fā)動機的飛輪(2)的內(nèi)側(cè)；飛輪(2)固定在軸(I)上； 將N極定子鐵心(5)上的極命名為N極定子極，將S極定子鐵心(11)上的極命名為S極定子極，每個N極定子極和每個S極定子極都繞有一個電樞線圈，同一圓周方向上的N極定子極上的電樞線圈和S極定子極上的電樞線圈繞制方向相反，可以組成一相電樞繞組；沿圓周方向上的線圈可按照相位依次分為A相繞組、B相繞組和C相繞組。
2.如權(quán)利要求1所述的一種飛輪式永磁起動發(fā)電機，其特征在于:所述定子極和轉(zhuǎn)子極皆為凸極式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子極寬為定子極寬的1.5倍。
3.如權(quán)利要求1所述的一種飛輪式永磁起動發(fā)電機，其特征在于:所述定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊壓而成；所述飛輪(2)為無取向?qū)Т挪牧?；所述N極磁軛(4)和S極磁軛(12)為無取向?qū)Т挪牧?；所述螺?3)為非導(dǎo)磁螺釘。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種飛輪式永磁起動發(fā)電機，包括軸(1)、飛輪(2)、N極磁軛(4)、定子鐵心、電樞繞組、N極轉(zhuǎn)子鐵心(7)、永磁體(8)、S極轉(zhuǎn)子鐵心(11)和S極磁軛(12)。定子鐵心由極數(shù)皆為3n的N極定子鐵心和S極定子鐵心軸向間隔排列組成，兩個定子鐵心中間為勵磁元件；轉(zhuǎn)子鐵心由極數(shù)皆為2n或4n的N極轉(zhuǎn)子鐵心和S極定子鐵心軸向間隔排列組成，N極轉(zhuǎn)子鐵心和S極轉(zhuǎn)子鐵心圓周方向上相差360°/4n或360°/8n。本發(fā)明的電機的永磁體退磁效應(yīng)小；其磁路路徑短，且大部分磁路經(jīng)過硅鋼片，因此鐵損少；N極定子極上的線圈和S極定子極上的線圈可以有效互補；具有飛輪式外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)且可以起動和發(fā)電運行。
【IPC分類】H02K21-22
【公開號】CN104578655
【申請?zhí)枴緾N201510021060
【發(fā)明人】史立偉, 張學(xué)義, 周波, 郭盈志, 胡景昌, 石金也, 陳濤
【申請人】山東理工大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月16日