本實用新型屬于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種薄盤式單邊結(jié)構(gòu)軸向磁通永磁風(fēng)力發(fā)電機。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的薄盤式永磁發(fā)電機其定子鐵芯通常采用疊層硅鋼片和軟磁鐵氧體材料。硅鋼片在直流和交流較低頻率時，具有較高磁通密度和導(dǎo)磁率，隨著頻率的增加，渦流損耗急劇增加；鐵芯材料雖然高頻磁性能優(yōu)良，電阻率大，鐵損低，但存在磁通密度低的缺點。

為了減少由于定轉(zhuǎn)子氣隙不均引起的單邊磁拉力，中國專利公開號為CN202616909u，名稱為“方便氣隙調(diào)節(jié)的風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)”采用了一種能夠方便氣隙調(diào)節(jié)的單氣隙風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)，使得發(fā)電機的氣隙均勻度調(diào)節(jié)操作簡便快捷,有效減少了由于定轉(zhuǎn)子氣隙不均引起的單邊磁拉力，但這種解決方案需要加控制裝置，裝置精度要求高，工作氣隙大，漏磁嚴(yán)重。

為了解決以上問題，中國專利公開號為CN104753276A，名稱為“微風(fēng)啟動的永磁風(fēng)力發(fā)電機”采用了雙邊永磁體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)比單邊永磁體結(jié)構(gòu)的氣隙提高了10%左右，改善了極面下氣隙磁密的均勻性，改善了漏磁問題，提高了發(fā)電電能質(zhì)量，但磁體加工工時及磁體的粘接工時都比單邊永磁體結(jié)構(gòu)有所增加，且雙邊永磁體結(jié)構(gòu)造價高且電樞易發(fā)熱，熱過載能力低，機械損耗大。

因此，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，微風(fēng)啟動，經(jīng)濟安全，發(fā)電效率高，減小單邊磁拉力，適用于小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的單氣隙結(jié)構(gòu)，已經(jīng)是一個值得研究的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，微風(fēng)啟動，經(jīng)濟安全，發(fā)電效率高，減小單邊磁拉力，適用于小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的單氣隙結(jié)構(gòu)的薄盤式單邊結(jié)構(gòu)軸向磁通永磁風(fēng)力發(fā)電機，

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種薄盤式單邊結(jié)構(gòu)軸向磁通永磁風(fēng)力發(fā)電機，包括單定子、單轉(zhuǎn)子和主軸3；所述的單定子包括定子鏤空磁軛10、扇形電樞5和軟磁復(fù)合材料9，組成固定部分；單轉(zhuǎn)子包括永磁體1、背鐵12、上盤外殼2和下盤外殼7，組成旋轉(zhuǎn)部分；

所述的電樞繞組5設(shè)置在定子鏤空磁軛10上方，扇形電樞繞組槽14與定子磁軛鏤空部分13相吻合，軟磁復(fù)合材料9經(jīng)過扇形電樞5插入定子鏤空磁軛10以固定電樞繞組5；定子鏤空磁軛10豎直固定在主軸3上；

所述的定子鏤空磁軛10其材料為軟磁復(fù)合材質(zhì)；所述的軟磁復(fù)合材料9為齒牙型；

所述的電樞繞組5采用不重疊三相對稱單層集中式繞組，形狀為扇形，且極弧系數(shù)相同，繞組的有效導(dǎo)體在空間中呈徑向分布；

所述的永磁體1嵌入在突出的背鐵12中，轉(zhuǎn)子部分的永磁體1和背鐵12與上盤外殼2緊密粘合，轉(zhuǎn)子部分通過第一軸承4和第二軸承6與主軸3相連；

所述的永磁體1為內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)且周向充磁，轉(zhuǎn)子上的永磁體呈N-N相對分布，磁路從永磁體N極出發(fā)，依次經(jīng)過相鄰磁極間的背鐵12、定轉(zhuǎn)子間氣隙11，軟磁復(fù)合材料9、線圈、軟磁復(fù)合材料9、定轉(zhuǎn)子間氣隙11和背鐵12最后回到永磁體S極；此結(jié)構(gòu)充分利用磁能，在一定程度上減小了單邊磁拉力及漏磁；

背鐵12采用導(dǎo)磁材料，設(shè)置在相鄰永磁體1之間，且背鐵高于永磁體1徑向；當(dāng)磁極間突出背鐵的旋轉(zhuǎn)時，相當(dāng)于風(fēng)扇散熱，可以有效地減小機械損耗；

所述永磁體1選用鐵氧體材料；永磁體1及背鐵12與上盤外殼2緊密粘合；

上盤外殼2與下盤外殼7經(jīng)過螺絲8固定；且第一軸承4和第二軸承6分別設(shè)置在上盤外殼2和下盤外殼7上同時與主軸3連接；

積極有益效果：本實用新型一種薄盤式單邊結(jié)構(gòu)軸向磁通永磁風(fēng)力發(fā)電機具有散熱效果好，啟動轉(zhuǎn)矩小，維修方便，重量輕，成本低，輸出電能質(zhì)量高，熱過載能力高等優(yōu)點，適合于微風(fēng)啟動下的小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的定子結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖中為：永磁體1、上盤外殼2、主軸3、第一軸承4、電樞繞組5、第二軸承6、下盤外殼7、螺絲8、軟磁復(fù)合材料9、定子鏤空磁軛10、定轉(zhuǎn)子間氣隙11、背鐵12、定子磁軛鏤空部分13、電樞繞組槽14。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型做進(jìn)一步的說明：

如圖1所示，一種薄盤式單邊結(jié)構(gòu)軸向磁通永磁風(fēng)力發(fā)電機，包括單定子、單轉(zhuǎn)子和主軸3；所述的單定子包括定子鏤空磁軛10、扇形電樞5和軟磁復(fù)合材料9，組成固定部分；單轉(zhuǎn)子包括永磁體1、背鐵12、上盤外殼2和下盤外殼7，組成旋轉(zhuǎn)部分；此單邊結(jié)構(gòu)比雙邊結(jié)構(gòu)更加輕便，啟動轉(zhuǎn)矩小，適合于微風(fēng)啟動下的小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

如圖3所示，所述的電樞繞組5設(shè)置在定子鏤空磁軛10上方，扇形電樞繞組槽14與定子磁軛鏤空部分13相吻合，軟磁復(fù)合材料9經(jīng)過扇形電樞5插入定子鏤空磁軛10以固定電樞繞組5；定子鏤空磁軛10豎直固定在主軸3上，便于維修且使得發(fā)電機更加趨于薄盤化；

所述的定子鏤空磁軛10其材料為軟磁復(fù)合材質(zhì)；所述的軟磁復(fù)合材料9為齒牙型；

所述的電樞繞組5采用不重疊三相對稱單層集中式繞組，形狀為扇形，繞組的有效導(dǎo)體在空間中呈徑向分布；

所述的永磁體1嵌入在突出的背鐵12中，轉(zhuǎn)子部分的永磁體1和背鐵12與上盤外殼2緊密粘合，轉(zhuǎn)子部分通過第一軸承4和第二軸承6與主軸3相連；

所述的永磁體1為內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)且周向充磁，轉(zhuǎn)子上的永磁體呈N-N相對分布，磁路從永磁體N極出發(fā)，依次經(jīng)過相鄰磁極間的背鐵12、定轉(zhuǎn)子間氣隙11，軟磁復(fù)合材料9、線圈、軟磁復(fù)合材料9、定轉(zhuǎn)子間氣隙11和背鐵12最后回到永磁體S極，此結(jié)構(gòu)充分利用磁能，在一定程度上減小了單邊磁拉力及漏磁；當(dāng)轉(zhuǎn)子部分旋轉(zhuǎn)，會產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場在閉合線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而運用于微風(fēng)啟動下的小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

背鐵12采用導(dǎo)磁材料，設(shè)置在相鄰永磁體1之間，且背鐵高于永磁體1徑向；當(dāng)磁極間突出背鐵的旋轉(zhuǎn)時，相當(dāng)于風(fēng)扇散熱，可以有效地提高熱過載能力；

所述永磁體1選用鐵氧體材料；永磁體1及背鐵12與上盤外殼2緊密粘合固定；

上盤外殼2與下盤外殼7經(jīng)過螺絲8固定；且第一軸承4和第二軸承6分別設(shè)置在上盤外殼2和下盤外殼7上同時與主軸3連接；

本實用新型一種薄盤式單邊結(jié)構(gòu)軸向磁通永磁風(fēng)力發(fā)電機具有散熱效果好，啟動轉(zhuǎn)矩小，維修方便，重量輕，成本低，輸出電能質(zhì)量高，熱過載能力高等優(yōu)點，適合于微風(fēng)啟動下的小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。具有以下優(yōu)點：1.發(fā)電機采用永磁體內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的單邊永磁發(fā)電機相比，背鐵周向?qū)Т牛軌驕p小漏磁，與表貼式相比，減小了永磁體與定子側(cè)的直接接觸面積，從而減小單邊磁拉力，提高發(fā)電機電能質(zhì)量；永磁體材料采用鐵氧體，降低了發(fā)電機的成本；2.發(fā)電機采用相鄰永磁體間的背鐵高于永磁體徑向長度的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子部分旋轉(zhuǎn)時，起到發(fā)電機內(nèi)部散熱效果，提高了發(fā)電機的熱過載能力；3.發(fā)電機定子部分采用組合式齒牙型卡槽結(jié)構(gòu)，軟磁復(fù)合材料的導(dǎo)磁性比鐵芯要好，增加了導(dǎo)磁性能，軟磁復(fù)合材料比鐵芯輕，使得定子變得結(jié)構(gòu)輕便；本組合式齒牙型卡槽結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的單氣隙結(jié)構(gòu)相比，拆裝方便，易于維修。

以上實施案例僅用于說明本實用新型的優(yōu)選實施方式，但本實用新型并不限于上述實施方式，在所述領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替代及改進(jìn)等，均應(yīng)視為本申請的保護(hù)范圍。