一種永磁型發電機的製作方法

2023-12-11 19:54:22

專利名稱：一種永磁型發電機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於新能源電機技術領域，特別涉及ー種使用以磁力構成的旋轉磁場的永磁發電機械。
背景技術：
在現有的永磁發電機中如永磁型風カ發電機，其一般的結構為，葉輪在風力的作用下，帶動ー套增速機構提高轉速，再帶動發電機的轉子旋轉，在發電機的轉子上布置有多個N、S交替的永磁體，在變化磁場的作用下使設置在定子上的電磁線圈產生感生電流，產生電能。在現有技術中，由於葉輪需要克服增速機構和發電機內部磁場產生的阻カ矩，因而對風カ的等級會有一定的要求，必須達到其最小啟動風カ級別才能使其工作，為此需要將發電機置於一定的高度或設置在特定的地區，從而使風カ發電機的廣泛應用受到了一定的限制。

實用新型內容本實用新型的發明目的在於針對上述存在的問題，提供能在較小的風カ或水力下就能有效工作的永磁型風力發電機或水力發電機，其利用磁座和旋轉電磁鐵的基本工作原理，將多個可旋轉的磁極通過合理的磁場布局排列，利用通過控制固定在其定子上的多個獨立磁極單元磁場的旋轉使其對外呈現的磁極發生變化，在較小外力的作用下在定子上產生ー個穩定的可持續的旋轉磁場，在變化磁場的作用下使設置在定子上的電磁線圈產生感生電流，產生電能。本實用新型的技術方案是這樣實現的一種永磁型發電機，包括葉輪組合體、定子部分和固定在定子部分軸線上的轉軸，葉輪組合體通過軸承與固定在定子部分上的轉軸相連接，其特徵在幹所述定子部分包括定子座以及固定在定子座上的數個可獨立旋轉的磁極單元,所述的數個可獨立旋轉的磁極單元分別與固定在葉輪組合體上的驅動機構相連接，通過數個可獨立旋轉的磁極單元磁場的變化形成一個有規律布置、且能夠連續變化的旋轉磁場，在變化磁場的作用下使設置在定子部分上的電磁線圈切割磁極單元形成的磁力線,從而產生感生電流,產生電能。本實用新型所述的ー種永磁型發電機，其所述的數個可獨立旋轉的磁極單元的極對數相同、軸線相互平行均勻布置在定子座的同一圓周之上，且所述的可獨立旋轉的磁極單元的磁場的方向與其軸線相垂直。 本實用新型所述的ー種永磁型發電機，其在定子部分的中心還布置有ー個旋轉磁極，所述旋轉磁極的磁場方向與其旋轉軸線的方向垂直，且所述旋轉磁極的極對數等於定子部分上可獨立旋轉的磁極單元的數量與其中一個磁極単元的極對數的乘積。本實用新型所述的ー種永磁型發電機，其葉輪組合體包括一個包裹定子座外圓周的圓環，在所述圓環上布置有多個平面或弧面、且極性為N、S相間的永磁體，所述圓環的極對數為布置在定子部分上可獨立旋轉的磁極單元的數量與可獨立旋轉的磁極單元的極對數的乘積或為其乘積的整數倍。本實用新型所述的ー種永磁型發電機，其所述定子部分還包括有固定在任意相鄰兩個可獨立旋轉的磁極單元之間的電磁線圈。本實用新型所述的ー種永磁型發電機，其所述的數個可獨立旋轉的磁極單元的磁極方向相一致或任意相鄰兩個可獨立旋轉的磁極單元的磁極方向相垂直。本實用新型所述的ー種永磁型發電機，其所述固定在葉輪組合體上的驅動機構包括有一個與定子部分同軸的、與固定在每個可獨立旋轉的磁極單元轉軸上的齒輪相嚙合的驅動齒輪盤。本實用新型所述的ー種永磁型發電機，其所述驅動齒輪盤與布置在定子部分的同一圓周上的可獨立旋轉的磁極單元以及布置在定子部分中心的旋轉磁極的旋轉軸上的齒 輪共同構成行星齒輪組。本實用新型所述的ー種永磁型發電機，其所述驅動齒輪盤帶動定子部分上可獨立旋轉的磁極單元以及旋轉磁極同步同向轉動，所述圓環的旋轉方向與可獨立旋轉的磁極單元和旋轉磁極的旋轉方向相反。本實用新型所述的ー種永磁型發電機，其所述旋轉磁極的軸心與任意相鄰兩個可獨立旋轉的磁極單元的軸心連線形成的夾角所對應的旋轉磁極和圓環的弧長為可獨立旋轉的磁極單元的1/2周長的整數倍。本實用新型產生的有益效果是由於在本實用新型中，葉輪在風力或水力的作用下，其所帯的的旋轉部分只有設置在定子上的多個可旋轉的磁極單元，與現有技術的永磁型風カ發電機相比較其轉動慣量大為減小，同時因為葉輪所帶的的外齒輪的圓周遠大於固定在多個可旋轉磁極単元轉軸上的小齒輪，故在本實用新型中可以去掉現有技術中所必須的增速機構，從而使得本實用新型的應用場合得到拓展，能在較小的風カ或水力的作用下正常工作輸出電能。

圖I是本實用新型的結構示意圖。圖中標記1為定子座，2為可獨立旋轉的磁極單元，3為轉軸，4為電磁線圈，5為旋轉磁極，6為圓環,7為永磁體。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一歩詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。如圖I所示，一種永磁型發電機，包括葉輪組合體、定子部分和固定在定子部分軸線上的轉軸3，葉輪組合體通過軸承與固定在定子部分上的轉軸3相連接，所述定子部分包括定子座I以及固定在定子座I上的六個可獨立旋轉的磁極單元2，所述的六個可獨立旋轉的磁極單元2分別與固定在葉輪組合體上的驅動機構相連接，通過六個可獨立旋轉的磁極単元2磁場的變化形成一個有規律布置、且能夠連續變化的旋轉磁場，在變化磁場的作用下使設置在定子部分上的電磁線圈4切割磁極單元2形成的磁力線，從而產生感生電流，產生電能。在任意相鄰兩個可獨立旋轉的磁極單元2之間也設置有電磁線圈4。其中，所述的六個可獨立旋轉的磁極單元2的極對數均為I對，且其軸線相互平行均勻布置在定子座I的同一圓周之上，且所述的可獨立旋轉的磁極單元2的磁場的方向與其軸線相垂直，所述的六個可獨立旋轉的磁極單元2的磁極方向相一致或任意相鄰兩個可獨立旋轉的磁極單元2的磁極方向相垂直；在定子部分的中心還布置有ー個旋轉磁極5，所述旋轉磁極5的磁場方向與其旋轉軸線的方向垂直,且所述旋轉磁極5的極對數等於定子部分上可獨立旋轉的磁極單元2的數量與可獨立旋轉的磁極單元2的極對數的乘積，在本實施例中，則旋轉磁極5的極對數為6對。其中，葉輪組合體包括一個包裹定子座I外圓周的圓環6，在所述圓環6上布置有多個平面或弧面、且極性為N、S相間的永磁體7，所述圓環6的極對數為布置在定子部分上可獨立旋轉的磁極單元2的數量與可獨立旋轉的磁極單元2的極對數的乘積或為其乘積的整數倍，在本實施例中，則圓環的極對數為其乘積的2倍，即12對。其中，所述固定在葉輪組合體上的驅動機構包括有一個與定子部分同軸的、與固定在每個可獨立旋轉的磁極單元2轉軸上的齒輪相嚙合的驅動齒輪盤，所述驅動齒輪盤為內齒輪圓盤或外齒輪圓盤，所述驅動齒輪盤與布置在定子部分的同一圓周上的可獨立旋轉的磁極單元2以及布置在定子部分中心的旋轉磁極5的旋轉軸上的齒輪共同構成行星齒輪組；所述驅動齒輪盤帶動定子部分上可獨立旋轉的磁極單元2以及旋轉磁極5同步同向轉動，所述圓環6的旋轉方向與可獨立旋轉的磁極單元2和旋轉磁極5的旋轉方向相反；所述旋轉磁極5的軸心與任意相鄰兩個可獨立旋轉的磁極單元2的軸心連線形成的夾角所對應的旋轉磁極5和圓環6的弧長為可獨立旋轉的磁極單元2的1/2周長的整數倍。本實用新型的工作原理通過葉輪組合體和驅動機構帶動包裹在定子座外圓周的圓環、六個可獨立旋轉的磁極單元以及定子部分中心的旋轉磁極轉動，使設置在定子部分上的電磁線圈切割其形成的磁力線，由於風葉僅需帶動數個旋轉磁極的轉動，且風葉旋轉一周旋轉磁極要旋轉6圈，再加上每個線圈其對應的磁場變化率比常規單個磁極對應的磁場變化率要快一倍，因而可以在沒有增速機構的情況下僅需較小的風カ就能使發電機正常工作，在旋轉磁場的作用下從而產生感生電流，產生電能。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種永磁型發電機，包括葉輪組合體、定子部分和固定在定子部分軸線上的轉軸(3)，葉輪組合體通過軸承與固定在定子部分上的轉軸(3)相連接，其特徵在幹所述定子部分包括定子座(I)以及固定在定子座(I)上的數個可獨立旋轉的磁極單元(2)，所述的數個可獨立旋轉的磁極單元(2)分別與固定在葉輪組合體上的驅動機構相連接，通過數個可獨立旋轉的磁極單元(2)磁場的變化形成一個有規律布置、且能夠連續變化的旋轉磁場，在變化磁場的作用下使設置在定子部分上的電磁線圈(4)切割磁極單元(2)形成的磁力線，從而產生感生電流，產生電能。
2.根據權利要求I所述的ー種永磁型發電機，其特徵在於所述的數個可獨立旋轉的磁極單元(2)的極對數相同、軸線相互平行均勻布置在定子座(I)的同一圓周之上，且所述的可獨立旋轉的磁極單元(2)的磁場的方向與其軸線相垂直。
3.根據權利要求2所述的ー種永磁型發電機，其特徵在於在定子部分的中心還布置有ー個旋轉磁極(5),所述旋轉磁極(5)的磁場方向與其旋轉軸線的方向垂直，且所述旋轉磁極(5)的極對數等於定子部分上可獨立旋轉的磁極單元(2)的數量與與可獨立旋轉的磁極單元(2)的極對數的乘積。
4.根據權利要求3所述的ー種永磁型發電機，其特徵在於葉輪組合體包括一個包裹定子座(I)外圓周的圓環(6)，在所述圓環(6)上布置有多個平面或弧面、且極性為N、S相間的永磁體(7)，所述圓環(6)的極對數為布置在定子部分上可獨立旋轉的磁極單元(2)的數量與可獨立旋轉的磁極單元(2)的極對數的乘積或為其乘積的整數倍。
5.根據權利要求I至4中任意一項所述的一種永磁型發電機，其特徵在於所述定子部分還包括有固定在任意相鄰兩個可獨立旋轉的磁極單元(2)之間的電磁線圈(4)。
6.根據權利要求5所述的ー種永磁型發電機，其特徵在於所述的數個可獨立旋轉的磁極單元(2)的磁極方向相一致或任意相鄰兩個可獨立旋轉的磁極單元(2)的磁極方向相垂直。
7.根據權利要求5所述的ー種永磁型發電機，其特徵在於所述固定在葉輪組合體上的驅動機構包括有一個與定子部分同軸的、與固定在每個可獨立旋轉的磁極單元(2)轉軸上的齒輪相嚙合的驅動齒輪盤。
8.根據權利要求7所述的ー種永磁型發電機，其特徵在於所述驅動齒輪盤與布置在定子部分的同一圓周上的可獨立旋轉的磁極單元(2)以及布置在定子部分中心的旋轉磁極(5)的旋轉軸上的齒輪共同構成行星齒輪組。
9.根據權利要求8所述的ー種永磁型發電機，其特徵在於所述驅動齒輪盤帶動定子部分上可獨立旋轉的磁極單元(2)以及旋轉磁極(5)同步同向轉動，所述圓環(6)的旋轉方向與可獨立旋轉的磁極單元(2)和旋轉磁極(5)的旋轉方向相反。
10.根據權利要求9所述的ー種永磁型發電機，其特徵在於所述旋轉磁極(5)的軸心與任意相鄰兩個可獨立旋轉的磁極單元(2)的軸心連線形成的夾角所對應的旋轉磁極(5)和圓環(6)的弧長為可獨立旋轉的磁極單元(2)的1/2周長的整數倍。
專利摘要本實用新型公開了一種永磁型發電機，包括葉輪組合體、定子部分和固定在定子部分軸線上的轉軸，葉輪組合體通過軸承與固定在定子部分上的轉軸相連接，所述定子部分包括定子座以及固定在定子座上的數個可獨立旋轉的磁極單元，所述的數個可獨立旋轉的磁極單元分別與固定在葉輪組合體上的驅動機構相連接，通過數個可獨立旋轉的磁極單元磁場的變化形成一個有規律布置、且能夠連續變化的旋轉磁場。本實用新型將多個可旋轉的磁極通過合理的磁場布局排列，利用通過控制固定在其定子上的多個獨立磁極單元磁場的旋轉使其對外呈現的磁極發生變化，產生一個穩定的可持續的旋轉磁場，在變化磁場的作用下使設置在定子上的電磁線圈產生感生電流，產生電能。
文檔編號H02K21/12GK202364086SQ20112045039
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者陳奚平 申請人:陳奚平