[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101013828A [43]公开日2007年8月8日
[21]申请号200610062581.7[22]申请日2006.09.12
[21]申请号200610062581.7
[71]申请人石为民
地址518000广东省深圳市福田区新洲绿景新苑
2栋906
[72]发明人石为民 [74]专利代理机构深圳创友专利商标代理有限公司代理人彭家恩
[51]Int.CI.H02K 1/27 (2006.01)H02K 15/03 (2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 8 页 附图 4 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明涉及一种发电机的制作方法，主要是在
总宽度与铁芯的厚度一致。本发明还公开了采用上
述方法制作的发电机。采用上述技术方案，可提高
率。
200610062581.7权 利 要 求 书第1/1页 1、一种高效发电机的制作方法，其特征在于：在产生旋转磁场的永磁体侧面设置屏蔽环。
2、根据权利要求1所述的高效发电机的制作方法，其特征在于：使所述屏蔽环的宽度与铁芯厚度相等。
3、根据权利要求2所述的高效发电机的制作方法，其特征在于：所述永磁体的上下两侧面与屏蔽环之间具有一定的间隙，用以对旋转磁场磁力线的循环幅度进行约束，使其旋转磁场的磁力线在进入铁芯时低于铁芯的厚度。 4、根据权利要求1-3任意一项所述的高效发电机的制作方法，其特征在于：将屏蔽环设计成双“L”型结构，双“L”型结构的屏蔽环固定在环状永磁体的上下两侧及背面。
5、根据权利要求1-3任意一项所述的高效发电机的制作方法，其特征在于：采用非导磁材料制造发电机机壳，使得线包磁力线可以尽量舒展的循环，而不会受发电机机壳的引导使得磁力线挤压变形。
6、一种高效发电机，包括机壳和永磁体，其特征在于：所述永磁体的侧面固定有屏蔽环。
7、根据权利要求6所述的高效发电机，其特征在于：所述屏蔽环的宽度与铁芯厚度相等。
8、根据权利要求7所述的高效发电机，其特征在于：所述永磁体的上下两侧面与屏蔽环之间具有一间隙，
用以对旋转磁场磁力线的循环幅度进行约束，使其旋转磁场的磁力线在进入铁芯时低于铁芯的厚度。
9、根据权利要求8所述的高效发电机，其特征在于：所述屏蔽环是铁、或铁氧体，所述机壳是采用非导磁材料制作。
10、根据权利要求6-9任意一项所述的高效发电机，其特征在于：所述屏蔽环呈双“L”型结构，双“L”型结构的屏蔽环固定在环状永磁体的上下两侧及背面。
200610062581.7说 明 书第1/8页
高效发电机的制作方法及高效发电机
技术领域
本发明涉及一种提高发电机能量转换效率的发电机的制作方法及由该方法制作的发电机。
背景技术
众所周知，现有发电机的机电能量转换效率很低。其中的一个重要原因在于：当发电机输出电流时，每个线包绕组都会产生一个磁场，而磁场磁力线的循环方向正好与旋转磁场磁力线的运动方向处在同一个
平面上。线包磁场的磁力线与旋转磁场的磁力线相互抵触直接阻碍旋转磁场的旋转运动。图1、图2所示是现有发电机旋转磁场磁力线与线包磁力线相互干扰的示意图。
在当今能源越来越紧缺的情况下，若能提高电机的机电能量转换效率，必将具有相当重要的经济意义和社会意义。
发明内容
本发明的目的意在克服上述现有技术的不足，提出一种能有效提高发电机转换效率的发电机的制作方法及采用该方法制作的高效率的发电机。 实现上述目的的技术方案：
一种高效发电机的制作方法，在产生旋转磁场的永磁体侧面设置屏蔽环，使永磁体产生的旋转磁场磁力线在线包区域之外时被挤压变形以避开线包磁场的磁力线，进一步减少线包磁场的磁力线对旋转磁场产生阻力。 一种高效发电机，包括机壳和永磁体，所述永磁体的侧面固定有屏蔽环，使旋转磁场的端面宽度小于铁芯的厚度，所述永磁体的上下两侧面与屏蔽环之间具有一间隙，用以对旋转磁场磁力线的循环幅度进行约束，使
其旋转磁场的磁力线在进入铁芯时低于铁芯的厚度。
所述屏蔽环材质均为纯铁、或铁氧体。发电机的机壳采用非导磁材料，使得线包磁力线可以尽量舒展的
循环，而不会受发电机机壳的引导使得磁力线挤压变形。
进一步地，所述屏蔽环呈双“L”型结构，双“L”型结构的屏蔽环固定在环状永磁体的上下两侧及背面。
采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于：
根据变压器的工作原理，电磁能量的转换并非一定要切割磁力线，也可以通过电磁感应的方式将电磁能量从初级线圈感应到次级线圈，而且变压器的电磁能量转换的效率甚高。
本发明创造性地将变压器的工作原理引入发电机中，通过减少在线包区域之外旋转磁场切割磁力线的方法，从而减少线包磁场的磁力线对旋转磁场产生的阻力，大幅度地提高了电机的能量转换效率。具体地说： 通过在所述产生旋转磁场的永磁体侧面设置屏蔽环，使永磁体产生的旋转磁场磁力线在线包区域之外时被挤压变形以避开线包磁场的磁力线，进一步减少线包磁场的磁力线对旋转磁场产生阻力。
将屏蔽环设计成双“L”型结构，便于制造和安装，且不影响屏蔽效果。
发电机的机壳采用非导磁材料，使得线包磁力线可以尽量舒展的循环，而不会受发电机机壳的引导使得磁力线挤压变形。
综上所述，针对上述现有技术存在的缺陷，本发明通过合理的调整发电机线包的磁力线的走向和旋转磁
场磁力线的走向，在线包磁力线和旋转磁场磁力线之间，通过屏蔽引导的方式使线包磁场的磁力线和旋转磁场的磁力线之间在线包区域之外不再相互干扰，有效地减少了在线包区域之外原有线包磁场的磁力线对旋转磁场运转的阻力，减少了不必要的能量损耗，从而达到了提高机电能量转换效率的目的。
附图说明
图1是现有发电机的结构立体示意图。
图2是图1所示现有发电机去掉外壳和部分线包后的剖视结构示意图。 图3是图1所示现有发电机的结构平面分布示意图。
图4是图1所示现有发电机的线包磁力线和旋转磁场磁力线的分布示意图。
图5是本发明对图1所示电机改进后的发电机立体结构示意图。图6是图5所示安装屏蔽环结构后，旋转磁场磁力线与线包磁力线相互不干扰的情况示意图。
图7是当图5所示发电机的机壳采用非导磁材料制作后，旋转磁场磁力线与线包磁力线、外壳、底板之间相互关系的分布示意图。 图8是改进前的发电机与本发明的发电机能量转换效率测试装置的结构框图。
具体实施方式：
图1至3所示为现有发电机的结构示意图，包括永磁体1、铁芯2、线包3、机壳7、底板8、主轴9、主套10。环状的永磁体1旋转时产生旋转磁场。线包3绕制在铁芯2的铁芯爪21上，相邻的铁芯爪21之间存在用于安装线包3的过线槽隙5。图3是图1所示现有电机的线包磁力线和旋转磁场磁力线的平面分布示意图。由图1至4可见，现有发电机在输出电流时，旋转磁场磁力线14与线包磁力线15之间在线包3的区域之外相互存在大量的干扰。由于其干扰的存在，线包磁场的磁力线15对旋转磁场磁力线14运转产生较大的阻力，而导致一定的能量损耗。
实施例一、一种高效发电机及其制造方法，如图5所示是对图1所示发电机进行局部改进后的结构示意图。改进之处在于：在环状的永磁体1的上下两侧及背面103固定有屏蔽环6，屏蔽环6呈双“L”型结构，其中永磁体1的上下两侧面(101、102)与屏蔽环6之间具有一间隙104，用以对旋转磁场磁力线的循环幅度进行约束，使其旋转磁场的磁力线在进入铁芯2时低于铁芯2的厚度。屏蔽环6必须是铁、或铁氧体等导磁材料制成。其它结构与图1所示现有结构完全相同。图6给出了设置屏蔽环6后磁力线的分布示意图，图6与图4相比，线包磁场的磁力线16和改进后的
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