專(zhuān)利名稱(chēng)：雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種 適用于風(fēng)力發(fā)電的磁浮式永磁高效率發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，磁浮式永磁電機(jī)無(wú)內(nèi)通風(fēng)冷卻裝置，由一個(gè)定子和一個(gè)轉(zhuǎn)子組成， 未能及時(shí)散熱，容易造成永磁體提前老化，制約了永磁電機(jī)的效能和使用壽命；而且一個(gè)定 子結(jié)合一個(gè)轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)，只限于發(fā)電功能，難以捕捉氣流在自然界瞬息萬(wàn)變的運(yùn)動(dòng)規(guī)律， 所以普遍存在著低風(fēng)速時(shí)難以啟動(dòng)和高風(fēng)速中輸出電壓不穩(wěn)定、體積大、效益低、占地空間 大、噪音大等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，包括第一定子1設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的外側(cè)，第二定子 3設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的內(nèi)側(cè)，中心與主軸8固定，導(dǎo)線11、10分別連接第一、第二定子的繞組102、 302后穿過(guò)各自的管路引出或與接線盒14連接；主軸8通過(guò)前、后端蓋4、9中設(shè)有的軸向永 磁環(huán)5、永磁環(huán)6、徑向永磁環(huán)7或永磁環(huán)7內(nèi)鎧裝軸承701構(gòu)成的磁浮軸承裝置支撐，螺絲 將轉(zhuǎn)子2固定在上述兩端蓋中間，其中，轉(zhuǎn)子2與第一定子、第二定子之間分別設(shè)有氣隙12 和1201 ；特征是設(shè)有內(nèi)通風(fēng)冷卻裝置由前端蓋4中設(shè)置的過(guò)濾網(wǎng)401、或內(nèi)風(fēng)葉402，后 端蓋9上設(shè)有的風(fēng)葉901組成；當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)端蓋中的風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，空氣通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)401、 磁浮軸承裝置的間隙1301、13從氣隙1201排出，為電機(jī)提供良好的冷卻散熱功能。所述第一定子1的殼體由金屬材料制成一體或分拆兩段加工以后再用螺絲固定 成一體，殼體上端內(nèi)側(cè)沿圓周方向設(shè)置鐵芯101和繞組102，殼體下端的中心圓孔與主軸8 連接，由鍵銷(xiāo)、螺絲或緊固螺母定位固定，殼體側(cè)面以及下端平面設(shè)有若干個(gè)螺孔，供發(fā)電 機(jī)立式或臥式安裝時(shí)使用。所述第二定子3包括由金屬材料制成的輪輻支架，輪輻支架外側(cè)沿圓周方向設(shè) 置鐵芯301和繞組302，輪輻支架內(nèi)側(cè)圓面積中沿圓周方向均勻分布若干個(gè)減重孔，輪輻支 架中心部位設(shè)有帶輪轂的圓孔，主軸8通過(guò)圓孔，由鍵銷(xiāo)、擋圈或緊固螺母固定。所述設(shè)置在第一定子1和第二定子3的鐵芯101、301，由矽鋼片沖壓成形以后，疊 加鉚壓制成，在環(huán)形矽鋼片的內(nèi)側(cè)或外側(cè)沖壓一圈可以崁入線圈繞組102或302的Ω形槽 口，槽口數(shù)量為3a，其中a > 6，構(gòu)成3相或3η相發(fā)電機(jī)，其中η > 1 ；或者由矽鋼片沖壓成 形，疊加鉚壓制成單獨(dú)的圓形體、方形體或多邊形體，在每個(gè)相同形狀、體積的鐵芯外周套 裝繞有線圈的絕緣體框架，將鐵芯和線圈分別沿圓周方向均勻固定在第一定子1的殼體內(nèi) 側(cè)或第二定子3的輪輻支架外層，鐵芯和線圈的數(shù)量為3a，通過(guò)導(dǎo)線復(fù)式連接，構(gòu)成3相或 3n相發(fā)電機(jī)。所述轉(zhuǎn)子2主要由永磁體組成，永磁體選用釹鐵硼、釤鈷或鋁鎳鈷永磁體，形狀為瓦形體或瓦形片，上下兩端設(shè)有供前、后端蓋定位固定的凸子或螺孔，或者在轉(zhuǎn)子中間設(shè)置 圓筒導(dǎo)磁體201，圓筒導(dǎo)磁體兩端設(shè)有若干個(gè)螺孔，瓦形永磁片202兩端帶有L形切口，分 別沿圓周方向，均勻排列在圓筒導(dǎo)磁體的內(nèi)、外圓周兩側(cè)，兩組L_形切口的瓦形永磁片與圓 筒導(dǎo)磁體201吸合，構(gòu)成上下帶有凸子圈的圓環(huán)，供前、后端蓋中的凹槽卡接固定，省去了 使用化學(xué)粘膠劑的工藝過(guò)程。所述轉(zhuǎn)子2中永磁體的數(shù)量參考鐵芯或線圈的數(shù)量設(shè)置，永磁體的排列為磁場(chǎng) 極性，按照S-N-S-N……S的順序，沿圓周方向圓形均勻排列，或者，按S-N-導(dǎo)磁塊-N-S-導(dǎo) 磁塊-S-N-導(dǎo)磁塊-N-S……S的順序，沿圓周方向圓形均勻排列，每?jī)蓧K永磁體中間設(shè)置一 塊<永磁體體積的導(dǎo)磁塊203 ；以節(jié)省永磁體的使用量，提高發(fā)電效率。所述前端蓋4和后端蓋9由隔磁材料制成，主軸8通過(guò)前、后端蓋4、9中的磁浮 軸承裝置支撐，其中，前端蓋4的外側(cè)設(shè)有螺紋或鍵槽以供傳動(dòng)器連接，風(fēng)葉901或內(nèi)風(fēng)葉 402，可以與端蓋聯(lián)體鑄造也可以分體加工以后用螺絲固定在端蓋上。所述主軸8由圓鋼、不銹鋼或無(wú)縫鋼管制成，內(nèi)孔管路供導(dǎo)線通過(guò)，主軸外徑設(shè)有 供磁浮軸承裝置、第一定子1、第二定子3的凸擋靠山，以精確控制上述各部件的定位和氣 隙12、1201的尺寸。所述接線盒14可以是供導(dǎo)線10、11連接的接線端子盒，以便與之相匹配的大型控 制屏制備；或者是盒內(nèi)設(shè)有單片機(jī)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)自動(dòng)跟蹤調(diào)速系統(tǒng)、供第一定子或第二 定子作電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、發(fā)電的控制電路、根據(jù)風(fēng)速自動(dòng)切換的雙路發(fā)電自動(dòng)充電電路、電磁制 動(dòng)電路、過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、漏電、防雷安全保護(hù)電路以及接觸器為主要元件組成的小型雙定 子風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)控制器，或設(shè)有供第一、第二定子作電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、電磁制動(dòng)的雙定 子電動(dòng)機(jī)控制器。根據(jù)使用要求，變更接線盒14的制備電路板或控制器，可以配置成為磁浮式雙 定子電動(dòng)發(fā)電機(jī)、磁浮式雙定子電動(dòng)機(jī)、磁浮式雙定子發(fā)電機(jī)。作為雙定子風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)可以在第一定子1、第二定子3的繞組中或殼體內(nèi)設(shè)置 溫度傳感器、溫度保護(hù)器、霍爾元件，并備置蓄電池和電源逆變轉(zhuǎn)換器以確保配合風(fēng)力發(fā)電 機(jī)的正常使用。有益效果磁浮式永磁發(fā)電機(jī)設(shè)有內(nèi)通風(fēng)冷卻裝置，解決了電機(jī)的散熱問(wèn)題，提 高了永磁電機(jī)的效能和使用壽命，同時(shí)兩個(gè)定子的磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，與相同功率的單定 子發(fā)電機(jī)相比，縮小了體積、降低了量重、成本和噪音，大幅度提高了輸出功率，可外接控制 器，與單片機(jī)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)自動(dòng)跟蹤調(diào)速系統(tǒng)、自動(dòng)控制器配合，以適應(yīng)氣流在自然界瞬 息萬(wàn)變的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，克服了目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)普遍存在的低風(fēng)速時(shí)難以啟動(dòng)和高風(fēng)速中輸出 電壓不穩(wěn)定、效益低、占地空間大、噪音大等問(wèn)題，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。


附圖1，一種雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)縱向剖視示意圖。附圖2，一種可臥式安裝的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)縱向剖視示意圖。附圖3，一種雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)AA剖視示意圖。附圖4，一種永磁不同排列的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)水平剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的任何限制。附圖中1.第一定子、101鐵芯、102.繞組，2.轉(zhuǎn)子、201.圓筒導(dǎo)磁體、202.瓦形永 磁片、203.導(dǎo)磁塊，3.第二定子、301.鐵芯、302.繞組，4.前端蓋、401.過(guò)濾網(wǎng)、402.內(nèi)風(fēng) 葉，5.軸向永磁環(huán)，6.永磁環(huán)，7.徑向永磁環(huán)、701.軸承，8.主軸，9.后端蓋、901風(fēng)葉，10、
11.導(dǎo)線，12、1201氣隙，13、1301磁浮間隙，14.接線盒。實(shí)施例附圖1所示，一種雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)縱向剖視示意圖。將第 一定子1設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的圓周外側(cè)，定子殼體的中心圓孔與主軸8連接，導(dǎo)線11連接定子 繞組以后穿過(guò)殼體中的管路引出；第二定子3設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的圓周內(nèi)側(cè)，中心與主軸8固 定，導(dǎo)線10連接第二定子繞組以后穿過(guò)主軸內(nèi)部的管路引出；主軸8通過(guò)前、后端蓋4、9中 的磁浮軸承裝置支撐，螺絲將轉(zhuǎn)子2固定在上述兩端蓋中間，其中，轉(zhuǎn)子2與第一、第二定子 之間分別設(shè)有氣隙12和1201 ；作為優(yōu)選，轉(zhuǎn)子2中的永磁體為上下設(shè)有凸子的釹鐵硼永磁 體，前端蓋4和后端蓋9選用鋁合金材料，主軸8為不銹鋼管制成。實(shí)施例附圖2所示，一種可臥式安裝的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)縱向剖 視示意圖。本實(shí)施例與附圖1的不同之處是第一定子1的殼體上設(shè)有接線盒14，內(nèi)設(shè)若干 個(gè)與導(dǎo)線10、11連接的接線端子，以供與之相匹配的大型控制屏連接使用；以及在轉(zhuǎn)子2中 間設(shè)置圓筒導(dǎo)磁體201，圓筒導(dǎo)磁體兩端設(shè)有若干個(gè)螺紋孔，每塊瓦形永磁片202兩端帶有 L形切口，均勻排列在圓筒導(dǎo)磁體的內(nèi)外圓周兩側(cè)，兩組L形切口的瓦形永磁片202與圓筒 導(dǎo)磁體201吸合，構(gòu)成上下帶有凸子圈的圓環(huán)，與前、后端蓋中的凹槽卡接后，由螺絲固定。
實(shí)施例附圖3所示，一種雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)AA剖視的示意圖。圖中1.第一定子，2.轉(zhuǎn)子，3.第二定子，6.永磁環(huán)，7.徑向永磁環(huán)，8.主軸，
12.氣隙，13.磁浮間隙。第一定子1和第二定子3的鐵芯，由矽鋼片沖壓成形以后，疊加鉚 壓制成，在環(huán)形矽鋼片的內(nèi)側(cè)或外側(cè)沖壓一圈可以崁入線圈繞組的Ω形槽口，作為優(yōu)選， 槽口數(shù)量為54槽，構(gòu)成3相發(fā)電機(jī)；轉(zhuǎn)子2中的永磁體的磁場(chǎng)極性按照S-N-S-N……S的順 序圓形排列。實(shí)施例附圖4所示，一種永磁塊不同排列的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)水平剖視 的示意圖。本實(shí)施例與附圖3的不同之處在于，永磁體按S-N-導(dǎo)磁塊-N-S-導(dǎo)磁塊-S-N-導(dǎo) 磁塊-N-S……S的順序圓形排列，每?jī)蓧K永磁體中間設(shè)置<永磁體體積的導(dǎo)磁塊203。根據(jù)上述實(shí)施例和工作原理，有些聰明的制造商稍微改變或試圖減少某一另件而 制造的雷同產(chǎn)品，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇之例。
權(quán)利要求
1.一種雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，包括第一定子(1)設(shè)置在轉(zhuǎn)子O)的外側(cè)，第二定 子⑶設(shè)置在轉(zhuǎn)子⑵的內(nèi)側(cè)，中心與主軸⑶固定，導(dǎo)線(111)、(10)分別連接第一、第二 定子的繞組(102)、(302)后穿過(guò)各自的管路引出或與接線盒(14)連接；主軸(8)通過(guò)前、 后端蓋G)、(9)中設(shè)有的軸向永磁環(huán)(5)、永磁環(huán)(6)、徑向永磁環(huán)(7)或永磁環(huán)(7)內(nèi)鎧 裝軸承(701)構(gòu)成的磁浮軸承裝置支撐，螺絲將轉(zhuǎn)子O)固定在上述兩端蓋中間，其中，轉(zhuǎn) 子(2)與第一、第二定子之間分別設(shè)有氣隙(1 和(1201)；特征是設(shè)有內(nèi)通風(fēng)冷卻裝置 由前端蓋中設(shè)置的過(guò)濾網(wǎng)G01)、或內(nèi)風(fēng)葉002)，后端蓋(9)上設(shè)有的風(fēng)葉(901)組 成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，特征是所述第一定子(1)的殼 體由金屬材料制成一體或分拆兩段加工以后再用螺絲固定成一體，殼體上端內(nèi)側(cè)沿圓周方 向設(shè)置鐵芯(101)和繞組(102)，殼體的中心圓孔與主軸(8)連接，由鍵銷(xiāo)、螺絲或緊固螺母 定位固定，殼體側(cè)面以及下端平面設(shè)有若干個(gè)螺孔，供發(fā)電機(jī)立式或臥式安裝時(shí)使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，特征是所述第二定子C3)包括 由金屬材料制成的輪輻支架，輪輻支架外側(cè)沿圓周方向設(shè)置鐵芯(301)和繞組(302)，輪輻 支架內(nèi)側(cè)圓面積中均勻分布若干個(gè)減重孔，輪輻支架中心部位設(shè)有帶輪轂的圓孔，主軸(8) 通過(guò)圓孔，由鍵銷(xiāo)、擋圈或緊固螺母固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，特征是所述設(shè)置在第一定子(1) 和第二定子(3)的鐵芯(101)、(301)，由矽鋼片沖壓成形后，疊加鉚壓制成，在環(huán)形矽鋼片 的內(nèi)側(cè)或外側(cè)沖壓一圈可以崁入線圈繞組(102)或(302)的Ω形槽口，槽口數(shù)量為3a，其 中a> 6，構(gòu)成3相或3η相發(fā)電機(jī)，其中η > 1 ；或者由矽鋼片沖壓成形后，疊加鉚壓制成單 獨(dú)的圓形、方形或多邊形體，在每個(gè)相同形狀鐵芯的外周套裝繞有線圈的絕緣體框架，將鐵 芯、線圈分別沿圓周方向固定在第一定子(1)的殼體內(nèi)側(cè)或第二定子(3)的輪輻支架外層， 鐵芯和線圈的數(shù)量為3a，通過(guò)導(dǎo)線復(fù)式連接，構(gòu)成3相或3η相發(fā)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，特征是所述轉(zhuǎn)子( 主要由永 磁體組成，永磁體選用釹鐵硼、釤鈷或鋁鎳鈷永磁體，形狀為瓦形體或瓦形片，上下兩端設(shè) 有供前、后端蓋定位固定的凸子或螺孔，或者在轉(zhuǎn)子中間設(shè)置圓筒導(dǎo)磁體001)，圓筒導(dǎo)磁 體兩端設(shè)有若干個(gè)螺孔，瓦形永磁片(202)、兩端帶有L形切口，分別沿圓周方向均勻排列 在圓筒導(dǎo)磁體的內(nèi)、外圓周兩側(cè)，兩.L形切口的瓦形永磁片與圓筒導(dǎo)磁體O01)吸合，構(gòu)成 上下帶有凸子圈的圓環(huán)，供前、后端蓋中的凹槽卡接固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，特征是所述轉(zhuǎn)子O)中永磁體的 數(shù)量參考鐵芯或線圈的數(shù)量設(shè)置，永磁體的排列為磁場(chǎng)極性，按S-N-S-N……S的順序，沿 圓周方向均勻排列，或者，按S-N-導(dǎo)磁塊-N-S-導(dǎo)磁塊-S-N-導(dǎo)磁塊-N-S……S的順序，沿 圓周方向均勻排列，每?jī)蓧K永磁體中間設(shè)置一塊<永磁體體積的導(dǎo)磁塊(203)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，特征是所述前端蓋(4)和后端 蓋(9)由隔磁材料制成，主軸⑶通過(guò)前、后端蓋G)、(9)中的磁浮軸承裝置支撐，其中，前 端蓋(4)的外側(cè)設(shè)有螺紋或鍵槽以供傳動(dòng)器連接，風(fēng)葉(901)或內(nèi)風(fēng)葉002)，可以與端蓋 聯(lián)體鑄造或分體加工以后用螺絲固定在端蓋上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，特征是所述主軸(8)由圓鋼、不銹鋼或無(wú)縫鋼管制成，內(nèi)孔管路供導(dǎo)線通過(guò)，外徑設(shè)有供磁浮軸承裝置、第一定子(1)、第二 定子⑶的凸擋靠山，以精確控制上述各部件的定位和氣隙(12)、(1201)的尺寸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，特征是所述接線盒(14)為供導(dǎo) 線(10)、(11)連接的接線端子盒，以便與之相匹配的較大型控制屏制備；或者是盒內(nèi)設(shè)有 單片機(jī)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)自動(dòng)跟蹤調(diào)速系統(tǒng)、供第一定子或第二定子作電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、發(fā)電的控 制電路、根據(jù)風(fēng)速自動(dòng)切換的雙路發(fā)電自動(dòng)充電電路、電磁制動(dòng)電路、過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、漏 電、防雷安全保護(hù)電路以及接觸器為主要元件組成的小型雙定子風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)控制器， 或設(shè)有供第一、第二定子作電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、電磁制動(dòng)的雙定子電動(dòng)機(jī)控制器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙定子磁浮式永磁發(fā)電機(jī)，屬于清潔能源供電系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域；特征是第一定子和第二定子設(shè)置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)、外兩側(cè)，中心與主軸固定，導(dǎo)線連接第一定子、第二定子的繞組后穿過(guò)各自的管路引出或與接線盒連接；主軸通過(guò)前、后端蓋中設(shè)有的磁浮軸承裝置支撐，螺絲將轉(zhuǎn)子固定在上述兩端蓋中間，并設(shè)有內(nèi)通風(fēng)冷卻裝置，當(dāng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)端蓋中的風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，空氣通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)、磁浮軸承裝置的間隙從氣隙排出，為電機(jī)提供良好的冷卻散熱功能；產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部件少、耗材小、重量輕、體積小、成本低、節(jié)能環(huán)保、制作工藝簡(jiǎn)單、易于流水線大批量生產(chǎn)，同時(shí)，發(fā)電效率高，輸出功率穩(wěn)定、運(yùn)行安全、使用壽命長(zhǎng)、適用范圍廣闊。
文檔編號(hào)H02K16/04GK102130551SQ20101004000
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者陳國(guó)寶 申請(qǐng)人:陳國(guó)寶