專利名稱：無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，屬于清潔能源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于風(fēng)力發(fā)電的高效率發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
根據(jù)，電磁力正比于磁通量和電流的電機原理，低轉(zhuǎn)速的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機要達到比較大的功率，而且要減小電機直徑，減輕體積和重量，就必須顯著增大電磁力；由于傳統(tǒng)的發(fā)電機或永磁發(fā)電機由一個定子和一個轉(zhuǎn)子組成，在制造較大功率的電機時，必然相應(yīng)比例地增加定子和轉(zhuǎn)子的體積，所以普遍存在著體積大、質(zhì)量重、成本高、效率低的缺陷， 顯然不能滿足風(fēng)力發(fā)電的要求。

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)方案來實現(xiàn)一種無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是轉(zhuǎn)子5由金屬制成工字形的圓盤體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈501、永磁片502，圓盤中心通過主軸1 固定；第一定子2、第二定子6，由導(dǎo)磁墊圈、框架、線圈以及金屬加工成碗形殼體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的圓周內(nèi)側(cè)，中心通過軸承或磁浮軸承4支承主軸1 ；第三定子3、第四定子 7，由導(dǎo)磁墊圈、框架、線圈以及金屬加工成加工成圓筒體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子5的圓周外側(cè)，圓筒體兩端的中心圓孔分別與第一、第二定子的碗形殼體固定，導(dǎo)線8各自連接繞組 203、603、303、703，穿過管路引至接線盒；其中，轉(zhuǎn)子與定子之間分別設(shè)有氣隙9 ；風(fēng)輪與主軸連接，風(fēng)力通過風(fēng)輪帶動主軸、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)線8輸出電流發(fā)電。一種無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是轉(zhuǎn)子由金屬制成圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈501、永磁片502，兩個端蓋將圓筒體固定在中間，通過軸承或磁浮軸承4支承主軸1，圓筒體中部突出的圓盤形接口 504，從第三與第四定子相對稱的中間空隙中穿出，以供外接傳動部件連接；第一定子2、第二定子6，由導(dǎo)磁墊圈、框架、線圈以及金屬加工成輪盤體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)，中心圓孔與主軸1固定，第三定子3、第四定子7，由導(dǎo)磁墊圈、框架、線圈以及金屬加工成碗形殼體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子5的外側(cè)，殼體中心圓孔通過主軸固定，導(dǎo)線8各自連接定子繞組203、603、303、703，穿過殼體或主軸中的管路引出，轉(zhuǎn)子與定子之間分別設(shè)有氣隙9;其中，設(shè)有通風(fēng)冷卻裝置 由設(shè)置在第四定子7的碗形殼體下端的通風(fēng)孔704，和轉(zhuǎn)子端蓋中的風(fēng)葉503組成；當轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)，帶動風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，空氣進過通風(fēng)孔704-磁浮軸承中的間隙一氣隙9一第三與第四定子相對稱的空隙中穿排出，為發(fā)電機提供良好的冷卻散熱功能。所述轉(zhuǎn)子5主要由金屬制成工字形的圓盤體形狀，圓盤體兩端沿內(nèi)、外圓周方向各自鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈501、永磁片502，中間圓盤支架的圓面積中沿圓周方向均勻分布若干個減重孔，中心部位設(shè)有帶輪轂的圓孔，主軸通過圓孔，由鍵銷、擋圈或緊固螺母固定； 或者，由金屬制成圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈501、永磁片502，兩個端蓋將圓筒體固定在中間，通過軸承或磁浮軸承4支承主軸1，圓筒體中部突出的圓盤形接口 504，從第三與第四定子相對稱的中間空隙中穿出，以供外接傳動部件連接，其中，在轉(zhuǎn)子端蓋的內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置風(fēng)葉503。所述第一定子2、第二定子6為碗形殼體或輪盤體，由金屬制成，外周面按圓周方向分別設(shè)置導(dǎo)磁墊圈201、601，框架202、602，繞組203、603，通過軸承或磁浮軸承4或中心圓孔與主軸1連接固定。所述第三定子3、第四定子7為圓筒體或碗形殼體，由金屬制成，內(nèi)周面按圓周方向分別設(shè)置導(dǎo)磁墊圈301、701，框架302、702，繞組303、703，通過中心圓孔與碗形殼體或者主軸1連接固定，其中，在第四定子7或第三定子3的碗形殼體中分別設(shè)置通風(fēng)孔，并設(shè)有空氣過濾網(wǎng)。所述定子內(nèi)的框架202、602、302、702，由無磁材料制成，沿圓周方向均勻排列一圈 Ω形槽口的環(huán)形體，線圈繞組203、603、303、703，崁裝在各自的Ω形槽內(nèi)，槽口數(shù)量為3a， 其中a > 6，構(gòu)成3相或3η相的定子繞組，其中η > 1 ；或者，由無磁材料制成單獨的線圈框架，將繞有線圈的框架分別沿圓周方向均勻排列固定在第一、第二定子的殼體外周面和第三、第四定子殼體的內(nèi)周面，線圈的數(shù)量為3a，通過導(dǎo)線復(fù)式連接，構(gòu)成3相或3η相的定子繞組。所述永磁片502為釹鐵硼、釤鈷或鋁鎳鈷永磁材料，磁場極性按S-N-S-N……S的順序圓形排列，或者，按S-N-導(dǎo)磁塊-N-S-導(dǎo)磁塊-S-N-導(dǎo)磁塊-N-S……S的順序圓形排列，每兩塊永磁片或永磁塊中間設(shè)置一塊導(dǎo)磁塊或?qū)Т牌?；以?jié)省永磁塊的使用量，提高效
■、Λ
frff. ο所述主軸1由圓鋼、不銹鋼管或無縫鋼管制成，內(nèi)孔管路供導(dǎo)線通過或通風(fēng)散熱， 主軸外徑設(shè)有可供軸承或磁浮軸承4、第一、第二、第三、第四定子固定的凸擋靠山，以精確控制上述各部件的定位和氣隙的尺寸。所述在定子框架702或302中設(shè)置傳感器10，由光敏電阻、熱敏電阻或霍爾元件組成，溫度或轉(zhuǎn)速傳感器的信號線，通過殼體中的管路與導(dǎo)線9 一起引出，備置與風(fēng)電控制器連接使用。有益效果設(shè)計成多個定子，與現(xiàn)有技術(shù)的永磁發(fā)電機相比，縮小了體積、降低了量重和成本，大幅度提高了電機的輸出功率；各定子繞組可與控制器內(nèi)的單片機系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速檢測自動跟蹤調(diào)速系統(tǒng)、自動控制器匹配，以適應(yīng)氣流在自然界瞬息萬變的運動規(guī)律，克服目前風(fēng)力發(fā)電機普遍存在的輸出電壓不穩(wěn)定、效益低、占地空間大、噪音大等問題，極大地提高發(fā)電效益，確保運行安全，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步。


附圖1.一種無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。附圖2.—種外轉(zhuǎn)子無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。附圖3.—種無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機的縱向剖視示意圖。附圖4.一種外轉(zhuǎn)子無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機的AA面剖視示意圖<
具體實施例方式附圖中1.主軸，2.第一定子、201.導(dǎo)磁墊圈、202.框架、203.繞組，3.第三定子、301.導(dǎo)磁墊圈、302.框架、303.繞組，4.軸承或磁浮軸承，5.轉(zhuǎn)子、501.導(dǎo)磁或隔磁圈、 502.永磁片或永磁塊、503.風(fēng)葉、504.連接口、505.導(dǎo)磁塊，6.第二定子、601.導(dǎo)磁墊圈、 602.框架、603.繞組，7.第四定子、701.導(dǎo)磁墊圈、702.框架、703繞組、704.通風(fēng)孔，8.導(dǎo)線，9.氣隙，10.傳感器。以下實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的任何限制。實施例附圖1，一種無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。 第一定子2、第二定子6加工成碗形殼體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子5的圓周內(nèi)側(cè)，通過軸承4支承主軸1，導(dǎo)線8各自連接定子繞組203、603，穿過殼體中的管路引至接線盒；第三定子3、第四定子7加工成圓筒體，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的圓周外側(cè)，圓筒體可分拆加工以后再用螺絲固定成一體，圓筒體殼體內(nèi)側(cè)沿圓周方向設(shè)置兩組導(dǎo)磁墊圈、框架、繞組，圓筒體的殼體兩側(cè)的中心圓孔分別與第一、第二定子的碗形殼體固定，導(dǎo)線8各自連接繞組303、703，穿過管路引至接線盒；轉(zhuǎn)子5，包括由金屬制成的制成工字形圓盤體，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁圈501、永磁片502，中間圓盤支架的圓面積中沿圓周方向均勻分布若干個減重孔，中心部位設(shè)有帶輪轂的圓孔，主軸1通過圓孔，由鍵銷、擋圈或緊固螺母固定；其中， 轉(zhuǎn)子與第一、第三、第二、第四定子之間分別設(shè)有氣隙9 ；作為優(yōu)選，氣隙選擇在0.2 0. 8mm 范圍，釹鐵硼永磁片，定子殼體為鋁合金材料，中心鎧裝鋼套，以增強與軸承連接的耐磨度， 主軸為圓鋼制成。實施例附圖2所示，一種外轉(zhuǎn)子無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。第一定子2、第二定子6分別加工成工字形的輪盤體形狀，設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，中心圓孔與主軸1固定，導(dǎo)線8分別連接定子繞組203、603，穿過主軸中的管路引出，第三定子 3、第四定子7加工成碗形殼體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子5的外側(cè)，碗形體中心圓孔與主軸連接，導(dǎo)線8各自連接定子繞組303、703，穿過殼體中的管路引出；轉(zhuǎn)子由鋁合金制成圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁圈501、永磁片502，螺絲將圓筒體固定在兩個端蓋中間，通過磁浮軸承4支承主軸1，圓筒體中部突出的圓盤形接口 504從第三定子3與第四定子7相對稱的中間空隙中穿出，以供外接傳動部件連接；傳感器10設(shè)置在框架702上， 信號線通過殼體中的管路與導(dǎo)線8 —起引出，備置與外接的控制器連接使用；其中，轉(zhuǎn)子與第一、第三、第二、第四定子之間分別設(shè)有氣隙8 ；作為優(yōu)選，氣隙選擇在0.2 Imm范圍內(nèi)， 永磁片或永磁塊為釹鐵硼永磁材料，定子殼體或端蓋為鋁合金材料，主軸為不銹鋼管制成。實施例附圖3，一種無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機的縱向剖視示意圖。圖中，轉(zhuǎn)子永磁片502的磁場極性按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，每兩塊永磁片中間設(shè)置一塊導(dǎo)磁塊；第一、第三定子的框架 201、301，由電木制成，在環(huán)形電木內(nèi)側(cè)或外側(cè)各有一圈可以崁入線圈繞組203、303的Ω形槽口，作為優(yōu)選，槽口數(shù)量為54槽，構(gòu)成3相繞組的定子。實施例附圖4所示，一種外轉(zhuǎn)子無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機的AA面剖視示意圖。本實施例與附圖3的不同之處在于，磁場極性按S-N-S-N……S的順序圓形排列，轉(zhuǎn)子 5的圓盤形接口 504中設(shè)有若干個圓孔，以供外接傳動部件連接。根據(jù)上述實施例和結(jié)構(gòu)原理，有些聰明的制造商試圖稍微改變或減少某一另件而制造的雷同產(chǎn)品，也屬于本發(fā)明的保護范疇之例。
權(quán)利要求
1.一種無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是轉(zhuǎn)子(5)由金屬制成工字形的圓盤體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈(501)、永磁片(502)，圓盤中心通過主軸(1)固定；第一定子(2)、第二定子(6)，由導(dǎo)磁墊圈、框架、線圈以及金屬加工成碗形殼體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的圓周內(nèi)側(cè)，中心通過軸承或磁浮軸承(4)支承主軸；第三定子(3)、 第四定子(7)，由導(dǎo)磁墊圈、框架、線圈以及金屬加工成加工成圓筒體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的圓周外側(cè)，圓筒體兩端的中心圓孔分別與第一、第二定子的碗形殼體固定，導(dǎo)線8各自連接繞組(203)、(603)、(303)、(703)，穿過管路引至接線盒；其中，轉(zhuǎn)子與定子之間分別設(shè)有氣隙(9)。
2.一種無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是轉(zhuǎn)子(5)由金屬制成圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈(501)、永磁片(502)，兩個端蓋將圓筒體固定在中間，通過軸承或磁浮軸承(4)支承主軸(1)，圓筒體中部突出的圓盤形接口(504)從第三與第四定子相對稱的中間空隙中穿出；第一定子(2)、第二定子(6)，由導(dǎo)磁墊圈、框架、 線圈以及金屬加工成輪盤體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)，中心圓孔與主軸固定，第三定子 (3)、第四定子(7)，由導(dǎo)磁墊圈、框架、線圈以及金屬加工成碗形殼體形狀，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的外側(cè)，殼體中心圓孔通過主軸固定，導(dǎo)線(8)各自連接定子繞組(203)、(603)、(303)、 (703)，穿過殼體或主軸中的管路引出，轉(zhuǎn)子與定子之間分別設(shè)有氣隙(9)；其中，設(shè)有通風(fēng)冷卻裝置由設(shè)置在第四定子(7)的通風(fēng)孔(704)，和轉(zhuǎn)子端蓋中的風(fēng)葉(503)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是所述轉(zhuǎn)子(5) 主要由金屬制成工字形的圓盤體形狀，圓盤體兩端沿內(nèi)、外圓周方向各自鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈(501)、永磁片(502)，中間圓盤支架的圓面積中沿圓周方向均勻分布若干個減重孔，中心部位設(shè)有帶輪轂的圓孔，主軸通過圓孔，由鍵銷、擋圈或緊固螺母固定；或者，由金屬制成圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈(501)、永磁片(502)，兩個端蓋將圓筒體固定在中間，通過軸承或磁浮軸承(4)支承主軸，圓筒體中部突出的圓盤形接口 (504)從第三與第四定子相對稱的中間空隙中穿出，其中，在轉(zhuǎn)子端蓋的內(nèi)側(cè)或外側(cè)設(shè)置風(fēng)葉(503)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是所述第一定子(2)、第二定子(6)為碗形殼體或輪盤體，由金屬或隔磁材料制成，外周面按圓周方向分別設(shè)置導(dǎo)磁墊圈(201)、(601)框架(202)、(602)、繞組(203)、(603)，通過軸承或磁浮軸承(4) 或中心圓孔與主軸連接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是所述第三定子(3)、第四定子(7)為圓簡體或碗形殼體，由金屬或隔磁材料制成，內(nèi)周面按圓周方向分別設(shè)置導(dǎo)磁墊圈(301)、(701)框架(302)、(702)和繞組(303)、(703)，通過中心圓孔與碗形殼體或者主軸連接固定，其中，在第四定子(7)或第三定子(3)的碗形殼體中分別設(shè)置通風(fēng)孔、空氣過濾網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是所述定子內(nèi)的框架(202)、(602)、(302)、(702)，由無磁材料制成，沿圓周方向均勻排列一圈Q形槽口的環(huán)形體，線圈繞組(203)、(603)、(303)、(703)，崁裝在各自的Q形槽內(nèi)，槽口數(shù)量為3a，其中a > 6，構(gòu)成3相或3η相的定子繞組，其中η > 1 ；或者，由無磁材料制成單獨的線圈框架，將繞有線圈的框架分別沿圓周方向均勻排列固定在第一、第二定子的殼體外周面和第三、第四定子殼體的內(nèi)周面，線圈的數(shù)量為3a，通過導(dǎo)線復(fù)式連接，構(gòu)成3相或3η相的定子繞組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是所述永磁片 (502)，為釹鐵硼、釤鈷或鋁鎳鈷永磁材料，磁場極性按S-N-S-N……S的順序圓形排列，或者按S-N-導(dǎo)磁塊-N-S-導(dǎo)磁塊-S-N-導(dǎo)磁塊-N-S……S的順序圓形排列，每兩塊永磁片或?qū)Т艍K中間設(shè)置一塊導(dǎo)磁塊或?qū)Т牌?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是所述主軸(1)由圓鋼、不銹鋼管或無縫鋼管制成，內(nèi)孔管路供導(dǎo)線通過或通風(fēng)散熱，主軸外徑設(shè)有可供軸承或磁浮軸承(4)、第一、第二、第三、第四定子固定的凸擋靠山，以精確控制上述各部件的定位和氣隙的尺寸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，特征是所述在框架 (702)或(302)中設(shè)置傳感器(10)，由光敏電阻、熱敏電阻或霍爾元件組成，溫度或轉(zhuǎn)速傳感器的信號線，通過殼體中的管路與導(dǎo)線(9) 一起引出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鐵芯多定子永磁高效發(fā)電機，屬于清潔能源風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域；特征是第一、第三定子和第二、第四定子分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)、外兩側(cè)，定子殼體的中心圓孔與主軸連接固定，導(dǎo)線分別連接定子繞組，穿過管路引出，主軸通過端蓋中的軸承或磁浮軸承支撐，轉(zhuǎn)子由金屬制成工字形的圓盤體或圓筒體形狀，兩端沿內(nèi)、外圓周方向分別鎧裝導(dǎo)磁或隔磁圈、永磁片，中心通過主軸固定；或轉(zhuǎn)子接口從第一定子與第三定子對稱的中間空隙中穿出，作為外轉(zhuǎn)子傳動部件，其中，轉(zhuǎn)子與定子之間分別設(shè)有氣隙；無鐵芯產(chǎn)品具有節(jié)省資源、結(jié)構(gòu)簡單、部件少、耗材小、重量輕、體積小、效率高、成本低、制作工藝簡單、宜于流水線大批量生產(chǎn)。
文檔編號H02K21/12GK102170205SQ20101011410
公開日2011年8月31日 申請日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者陳國寶 申請人:陳國寶