盘式永磁风力发电机制造技术

本发明专利技术提供的盘式永磁风力发电机涉及风力发电机。它至少包括外壳、定子、转子、发电机轴和轴承；发电机轴设置在外壳的轴心线位置，它的两端分别通过轴承架设在外壳上，发电机轴的一端伸出壳体外，另一端设置在外壳内；定子由定子线圈托架和定子线圈组成，定子线圈托架采用放射状均布的分布式结构，定子固定在外壳上；转子径向固定在发电机轴上，并与定子相对设置，定子与转子之间留有气隙；其特征在于：定子线圈托架为双层，采用无交叉叠放方式，定子线圈为两组，分别缠绕在定子线圈托架的两个层面上，转子有两只，分别设置在定子的两侧。本发明专利技术具有无摩擦阻力，无噪音，能充分利用磁场，启动风力小，发电量大，结构简单的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电机，特别是轴向磁场发电机。
技术介绍
风力发电是较容易获得的清洁能源之一，现有技术中已经公开了许多种基于风力 能源的轴向磁场发电机。如申请号为200610069654. 5的专利技术专利申请"一种盘式风力发电 机"，它公开了 定子由绕组线圈组成，不含铁磁材料；固定在转子轴上的永磁体是以转子轴 为轴线的回转体，且与固定在上、下壳体内的永磁体相对应，相对面的极性相同，两者间留 有间隙，该回转体的母线是弧线或折线或斜线的技术方案。经研究发现，该技术方案存在如 下缺陷1、根据此专利技术，由于单组线圈在磁极内侧线圈比较拥挤，布线时比较麻烦，功率不 能过大，10KW以上电机盘径会很大，用线量增大、与其它普通电机相当，浪费磁场空间，没有 经济价值；2、根据此专利技术的磁性材料代替轴承的图形设计结构，其加工工艺无法实现，因为 磁性材料的极性是在磁性物体的两端，要么是纵向，要么是横向，其设计结构是异型的，除 非将磁性材料分层好多型块，才能实现，这样就很复杂，因此不可取。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供了一种能充分利用磁场，发电量大的盘式 永磁风力发电机。 本专利技术的技术解决方案是盘式永磁风力发电机，它至少包括外壳、定子、转子、发 电机轴和轴承；发电机轴设置在外壳的轴心线位置，它的两端分别通过轴承架设在外壳上， 发电机轴的一端伸出壳体外，另一端设置在外壳内；定子由定子线圈托架和定子线圈组成， 定子线圈托架采用放射状均布的分布式结构，定子固定在外壳上；转子径向固定在发电机 轴上，并与定子相对设置，定子与转子之间留有气隙；其特征在于定子线圈托架为双层， 采用无交叉叠放方式，定子线圈为两组，分别缠绕在定子线圈托架的两个层面上，转子有两 只，分别设置在定子的两侧。 进一步的说，定子为24 72极，磁体间距为磁极厚度的1. 2 1. 8倍。 进一步的说，转子由转子托架和永磁瓦片组成，永磁瓦片嵌入式安装在转子托架上，永磁瓦片为12 36个极对数，永磁瓦片的厚度为气隙的4 10倍。 进一步的说，所述气隙厚度为1 2毫米。 进一步的说，所述轴承为深沟轴承。 进一步的说，所述轴承为强磁轴承，它由强磁瓦片座1、强磁瓦片座n、若干强磁 瓦片I和若干强磁瓦片II组成；强磁瓦片座I为圆锥台，其锥角大于30度，强磁瓦片I为 扇形，若干强磁瓦片I嵌入式环设在强磁瓦片座I的侧面上；强磁瓦片座II为环形体，其外 侧面为圆柱形，内侧面为与强磁瓦片座I对应的圆锥台形，强磁瓦片II为扇形，若干强磁瓦 片II嵌入式环设在强磁瓦片座II的内侧面上；强磁瓦片座II套设在强磁瓦片座I上，强 磁瓦片I和强磁瓦片II为同极永磁体，强磁瓦片座I设有与发电机轴配合的中心通孔。 进一步的说，所述永磁瓦片、强磁瓦片I和、强磁瓦片II均可采用钕铁硼永磁或釤钴永磁铁材料。 本专利技术具有以下结构特点(l)不需要励磁电路，结构简单，有较高的功率质量比；轴向尺寸短适用于要求薄型安装的场合；电枢绕组两端面直接与气隙接触，有利于电枢绕组散热，运行中允许较大的电负荷。(2)双边结构永磁体轴向对称，对电枢绕组不发生单边磁拉力，因此不会造成电枢变形影响电机的性能。(3)电枢绕组的电感和电阻小，电机运行电阻损耗小，效率高。(4)定子不开槽，电机的设计不需要考虑齿槽效应，电机运行噪音很小，开槽引起的电机震动和转子的高频损耗也都不再存在。除此以外，本专利技术最主要的优点在于采用两个定子、两个转子，即两组发电装置，充分利用磁能量，电机盘径无需做大。由于没有定子铁心硅钢片，在转子与定子之间没有磁吸力，因此其启动扭矩很小，小于0. 7千克米。由于定子线圈的两侧均有磁铁，因此线圈是在饱和磁场中进行切割，电机运转10转以上就能产生12伏以上电压，因此1米/秒的风速就能启动，在3 10米/秒的风速内就能产生人们所需要的强大电量，是同类发电机发电量的2 3倍，经济价值明显。本专利技术采用强磁轴承时，由磁悬浮来承载转子、发电机轴和风动叶片的自重；由于强磁轴承中的强磁瓦片斜向设置，产生了纵向和径向磁悬浮力，使得整个发电机的转动部分完全实现了磁悬浮。强磁轴承采用镶嵌式结构，不仅解决了用低成本制造大型磁悬浮载物的工艺问题，而且使得维修和更换更为方便。本专利技术之盘式永磁风力发电机具有无摩擦阻力，无噪音，能充分利用磁场，启动风力小，发电量大，结构简单，维修方便的优点。附图说明 图1为本专利技术分解示意图。 图2为本专利技术定子线圈托架立体图。 图3为本专利技术定子外壳立体图。 图4为本专利技术使用深沟轴承的电机结构示意图。 图5为本专利技术使用强磁轴承的电机结构示意图。 图6为本专利技术强磁轴承分解图。 图7为本专利技术电机磁场示意图。 图中，1、顶盖，2、转子托架，3、永磁瓦片，4、定子线圈托架，5、定子外壳，6、发电机轴，7、键，8、轴用弹性挡圈，9、底盖，10、螺栓，11、深沟轴承，12、强磁轴承，13、强磁瓦片座I，14、强磁瓦片I， 15、强磁瓦片II， 16、强磁瓦片座II。具体实施例方式实施例一 深沟轴承盘式永磁风力发电机 深沟轴承盘式永磁风力发电机，它由外壳、定子、转子、发电机轴6和深沟轴承11组成。 外壳包括定子外壳5、顶盖1和底盖9，定子外壳5、顶盖1和底盖9采用压铸铝材质，定子外壳5为环形，其内壁中部设有若干"凸"形块，顶盖1和底盖9分别通过若干螺栓10固定在定子外壳5上。 发电机轴6设置在外壳的轴心线位置，它的两端分别通过深沟轴承11架设在顶盖1和底盖9上，发电机轴6的一端伸出顶盖1夕卜，另一端设置在底盖9内，该端顶头设有轴用 弹性挡圈8。 定子由定子线圈托架4和定子线圈组成。定子线圈托架4呈环状，采用放射状均 布的分布式结构，无交叉叠放为双层，定子线圈托架4的侧面中部设置有与定子外壳5"凸" 形块数量、形状匹配的"凹"形块，定子线圈托架4由酚醛塑料压铸成型。定子线圈为两组， 分别缠绕在定子线圈托架4的两个层面上，定子线圈中的漆包线采用铜线或镀银铜线或镀 锡铜线材质，定子线圈托架4内、外径以外部分的绕线必须做成弧形。定子与定子外壳5通 过"凸"形块、"凹"形块啮合固定联接。定子采用72槽数。 转子有两只，分别通过键7径向固定在发电机轴6上，定子的两侧。定子与转子之 间留有气隙，气隙的厚度为l毫米。转子由转子托架2和永磁瓦片3组成。转子托架2采 用铝材质压铸成盘形，转子托架2与永磁瓦片3的接触面压铸有若干区隔筋，用于区隔和镶 嵌永磁瓦片3，转子托架2与永磁瓦片3的非接触面上压铸有若干加强筋。永磁瓦片3呈扇 形，嵌入式安装在转子托架2上。永磁瓦片3为12个极对数，采用钕铁硼永磁材料制造，磁 体间距为磁极厚度的1. 2倍。永磁瓦片3的厚度为气隙厚度的6倍。 实施例二 强磁轴承盘式永磁风力发电机 强磁轴承盘式永磁风力发电机，它由外壳、定子、转子、发电机轴6和强磁轴承12 组成。 外壳包括定子外壳5、顶盖1和底盖9，定子外壳5、顶盖1和底盖9采用压铸铝材 质，定子外壳5为环形，其内壁中部设有若干"凸"形块，顶盖1和底盖9分别通过若干螺栓 10固定在定子外壳5上。 发电机轴6设置在外壳的轴心线位置，它的两端分别通过强磁轴承12架设在顶盖 1和底盖9上，发电机轴6的一端伸出顶盖1夕卜，另一端设置在底盖9内。 强磁轴承1本文档来自技高网...

【技术保护点】
盘式永磁风力发电机，它至少包括外壳、定子、转子、发电机轴和轴承；发电机轴设置在外壳的轴心线位置，它的两端分别通过轴承架设在外壳上，发电机轴的一端伸出壳体外，另一端设置在外壳内；定子由定子线圈托架和定子线圈组成，定子线圈托架采用放射状均布的分布式结构，定子固定在外壳上；转子径向固定在发电机轴上，并与定子相对设置，定子与转子之间留有气隙；其特征在于：定子线圈托架为双层，采用无交叉叠放方式，定子线圈为两组，分别缠绕在定子线圈托架的两个层面上，转子有两只，分别设置在定子的两侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐高华，石磊，徐嘉祺，
申请(专利权)人：大丰华祺能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]