低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電的製造方法
2023-06-01 16:04:41
低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電機，包括2個定子、1個轉子、軸承、固定軸、支撐圈、風葉；每個定子外殼(1)中配置18個線圈(6)，線圈的外側設置了3mm厚的低碳鋼板鐵軛(5)，以便和磁鋼(9)形成磁迴路；轉子(2)內園壓套在軸承上；16塊扇形的NdFeB磁鋼(9)，嵌置在由矽鋼片疊壓的扇形磁鋼槽內，沿轉子圓周均布；2個定子和帶軸承的轉子均採用緊壓配合與固定軸(4)連接；風葉(8)通過支撐圈(7)，直接固定在轉子(2)的外圓周。當風葉(8)驅動轉子(2)旋轉時，轉動的磁力線切割定子線圈(6)而發電。
【專利說明】低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電機
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於風力發電【技術領域】，具體涉及一種低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電機。
【背景技術】
[0002]目前廣泛應用的風光互補路燈照明系統中，為給路燈供電提供新能源，利用了太陽能的光伏組件和風力發電機，其中，風力發電機有水平軸的和垂直軸的兩種型式，無論哪種型式的風電機組，均存在低風速下輸出電壓不高的缺點。通過對各種不同風機廠家多個風機性能的多次測試，結果表明:通常在轉速達到IOOrpm下，輸出電壓約6v左右，如果給2組串接(Un=24v)的蓄電池充電，那是遠遠不夠的，只能全靠太陽電池組件來供電。因此，在很多場合下，風機看起來不停地轉動，但電壓偏低、容量小，不可能給蓄電池充電，形同虛設。有的地方為省投資，乾脆放棄風電，只用太陽能給路燈照明供電。然而，太陽能和風電都是國家提倡使用的可再生清潔能源，尤其在陰雨天無陽光照射的氣象條件下，如何有效利用風力發電的新能源，研製出一種低風速下充電性能良好的風力發電機，這是我們所提出本實用新型的宗旨，不僅為太陽能的光伏發電起到真正的互補作用，甚至還可減少成本較高的光伏發電容量。因而降低整個風光互補系統的造價。當然，這就要求本實用新型的風機，既能確保低風速下的充電性能好，又可實現低價格的製造成本。
【發明內容】
[0003]本實用新型的風力發電機為2定子/I轉子組合的盤式電機結構，如圖1所示。定子外殼(I)採用PCB板材，每塊定子上均布18個線圈(6)，線圈連接布置好以後用環氧樹脂整體澆注使線圈定位。兩個定子的內側面正對著轉子的正反兩面安裝，並保持各個平面的平行，定、轉子之間的氣隙均勻，氣隙長度0.5mm。兩個定子線圈的外側【定子鐵軛(5)】採用了 3mm的低碳鋼板或軟鐵板，有利於與轉子(2)上的磁鋼(9)形成磁迴路。
[0004]轉子⑵上均布16個扇形孔，16塊牌號為38sh的扇形釹鐵硼的磁鋼(9)嵌置在扇形孔中，轉子的內園孔壓套在軸承上，然後將兩個定子(I)和裝有軸承(3)的轉子(2)先後壓套在固定軸(4)上。轉子外緣再焊接一圓環型的支撐圈(7)，支撐圈的外周均布6片風葉(8)，每片風葉由螺栓固定在支撐圈(7)上。如圖2所示。
[0005]固定軸(4)為空心軸，抗拉強度相對比實心軸的大，且重量減輕。
[0006]當風力驅動轉子旋轉時，轉動的磁力線切割定子上的線圈而發電，輸出的交流電經過機架上的整流器後，由燈杆頂端向下輸出直流電接到蓄電池，確保路燈的供電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為2定子/I轉子風力發電機的結構示意圖。
[0008]圖中，1-定子外殼；2-轉子；3-軸承；4_固定軸；5_定子鐵軛；6_定子線圈；7-支撐圈；8_風葉。[0009]圖2為6片風葉沿轉子外緣均勻配置的示意圖。
[0010]圖中，7-支撐圈；8-風葉
[0011]圖3為定子的線圈配置圖，圖中，6-定子線圈
[0012]圖4為轉子的磁鋼配置圖，圖中9-磁鋼
【具體實施方式】
[0013]下面，結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0014]本實用新型的結構特點是採用兩個定子和一個轉子在軸向組合，交叉配置，如圖1所示。這種配置結構旨在極大發揮轉子磁鋼(9)兩面的雙向勵磁效果，提高有效材料的利用率，增大輸出功率。
[0015]定子外殼(I)採用輕薄型PCB板材，在整個圓環面積上均布18個線圈(6)，如圖3所示。線圈的排列力求切割磁力線的有效邊長最大，也即切割磁力線最多，並保證三相線圈的相位要求(互隔120°電角度)；定子與定子的線圈連接則按照需求的電壓、電流大小，由串聯或並聯方式解決；兩個定子均通過緊壓配合，壓套在固定軸(4)上。
[0016]轉子(2)由16塊稀土永磁釹鐵硼磁鋼(9)加工成扇面形狀，嵌置在16個由矽鋼片衝壓疊置成的相應扇形磁鋼槽中，注意嵌置時轉子的每塊磁鋼(9)，其極性應相互交叉配置，也即，相鄰磁極的極性必須相反，如圖(4)所示。
[0017]本風力發電機的另一特點是:風葉(6)直接安裝在發電機轉子外周，發電機轉子
(2)通過軸承(3)，壓套在固定軸(4)上，為了由風葉(8)直接驅動轉子(2)旋轉，在轉子的外緣，連接一個焊接結構的支撐圈(7)，支撐圈的外圓環面與支撐圈焊接為一體，外圓環面上均布由螺栓連接的6片風葉。這樣，在風力驅動發電機轉子旋轉時，因磁力線的切割而發電。
[0018]整套裝置，結構簡單，發電效率高，輸出電壓高，輸出功率大，比功率(單位重量的功率)也大，極具使用價值。
【權利要求】
1.一種低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電機,包括由外殼(I)、鐵軛(5)和定子線圈(6)組成的定子2個、轉子(2) I個以及軸承(3)、固定軸(4)、支撐軸(7)、風葉⑶，其特徵在於；2個定子和壓套在軸承(3)上的轉子，均採用緊壓配合與固定軸(4)連接。
2.根據權利要求1所述的低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電機，其特徵在於:該定子沿園周均布18個線圈(6)，線圈連接布置好以後，用環氧樹脂整體澆註定位，兩個定子線圈的外側採用了 3mm的低碳鋼板鐵軛，以形成磁迴路。
3.根據權利要求1所述的低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電機，其特徵在於:轉子(2)園周均布16塊牌號為38sh的扇形釹鐵硼磁鋼，相鄰磁鋼的極性相反配置。
4.根據權 利要求1所述的低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電機，其特徵在於:6片風葉(8)通過支撐圈(7)直接固定在轉子的外園周。
【文檔編號】F03D9/00GK203482058SQ201320549201
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月5日 優先權日:2013年9月5日
【發明者】鄧隱北, 張子亮, 唐慶偉, 李恩重 申請人:河南亮明電控設備有限公司