專利名稱：雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，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)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，永磁發(fā)電機(jī)由一個(gè)定子和一個(gè)轉(zhuǎn)子組成，在制造較大功率的永磁發(fā)電機(jī)時(shí)，必須相應(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、成本高的缺陷，特別在于直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，上述缺陷帶來的不良后果更加嚴(yán)重，由于一個(gè)定子結(jié)合一個(gè)轉(zhuǎn)子的風(fēng)力發(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、效益低、占地空間大、噪音大等問題。
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)方案來實(shí)現(xiàn) —種雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，其特征是第一定子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6連接，導(dǎo)線IO連接定子繞組以后穿過殼體中的管路引出；第二定子3設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的圓周內(nèi)側(cè)，中心圓孔與主軸6固定，導(dǎo)線9連接第二定子繞組以后穿過主軸內(nèi)部的管路引出；主軸6通過前、后端蓋4、7中的軸承5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1、第二定子3之間分別設(shè)有氣隙8和801。
—種雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，其特征是第一定子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6連接，導(dǎo)線IO連接定子繞組以后穿過殼體中的管路引入控制盒11 ;第二定子3設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的圓周內(nèi)側(cè)，中心圓孔與主軸6固定，導(dǎo)線9連接第二定子繞組以后穿過主軸內(nèi)部的管路引入控制盒l(wèi)l ;主軸6通過前、后端蓋4、7中的軸承5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1、第二定子3之間分別設(shè)有氣隙8和801，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)后端蓋7上的風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，空氣由通風(fēng)孔103經(jīng)過氣隙801排出，為冷卻發(fā)電機(jī)，提供良好的散熱功能。 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)按圓周方向設(shè)置鐵芯101和繞組102，殼體下端設(shè)有若干個(gè)通風(fēng)孔103，孔內(nèi)裝有空氣過濾網(wǎng)，殼體的中心圓孔與主軸6連接，由鍵銷、螺絲定位固定，殼體側(cè)面以及下端平面設(shè)有若干個(gè)螺孔104，以供發(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6通過圓孔，由鍵銷、擋圈或緊固螺母與其固定。
所述設(shè)置在第一定子1的鐵芯101和第二定子3的鐵芯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Q形槽口，槽口數(shù)量為3a，其中a > 6，構(gòu)成3相或3n相發(fā)電機(jī)，其中n > 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，永磁體為釹鐵硼、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 ，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)，供前、后端蓋中的凹槽卡接固定；省去了使用化學(xué)粘膠劑的工藝過程。 所述轉(zhuǎn)子2中永磁體參考鐵芯和線圈的數(shù)量設(shè)置，永磁體或瓦形永磁片的排列為磁場(chǎng)極性，按S-N-S-N S的順序圓形排列，或按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)磁塊或?qū)Т牌?；以?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7由隔磁材料制成，端蓋內(nèi)側(cè)的中心部位設(shè)置軸承5支撐主軸6，前、后兩端蓋通過凹槽和螺絲將轉(zhuǎn)子2固定在中間，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，后端蓋7的外側(cè)設(shè)有風(fēng)葉701，風(fēng)葉可以與端蓋聯(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6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，主軸外徑設(shè)有供軸承5、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8、801的尺寸。 所述控制盒11為設(shè)置供導(dǎo)線9、10連接的接線端子，以便與之相匹配的大型控制屏制備；或者是內(nèi)部設(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)電的小型電動(dòng)發(fā)電機(jī)自動(dòng)控制器，或設(shè)有電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、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、過壓、欠壓、過流、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，變更控制盒11內(nèi)的制備電路板或控制器，可以配置成為雙定子電動(dòng)發(fā)電機(jī)、雙定子發(fā)電機(jī)、雙定子電動(dòng)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。 有益效果設(shè)計(jì)成兩個(gè)定子，與相同功率的發(fā)電機(jī)相比，縮小了體積、降低了量重和成本，大幅度提高了發(fā)電機(jī)的輸出功率；作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)，可與控制盒內(nèi)的單片機(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、噪音大等問題，極大地提高了發(fā)電效益，確保了運(yùn)行安全，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
附圖l，一種雙定子永磁高效發(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永磁高效發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)縱向剖視示意圖。 附圖3，一種雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)A A剖視的部分示意圖。 附圖4，一種永磁塊不同排列的雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)水平剖視的部分示意圖。
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。 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，5.軸承，6.主軸，7.后端蓋、701風(fēng)葉，8、801.氣隙，9、10.導(dǎo)線，ll.控制盒。 實(shí)施例附圖1所示，一種雙定子永磁高效發(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6連接，導(dǎo)線10連接定子繞組以后穿過殼體中的管路引出；第二定子3設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的圓周內(nèi)側(cè)，中心圓孔與主軸6固定，導(dǎo)線9連接第二定子繞組以后穿過主軸內(nèi)部的管路引出；主軸6通過前端蓋4、后端蓋7中的軸承5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1、第二定子3之間分別設(shè)有氣隙8和801 ;作為優(yōu)選，轉(zhuǎn)子2的永磁體為上下設(shè)有凸子的釹鐵硼永磁體，前、后端蓋4、7選用鋁合金材料，主軸6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永磁高效發(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的不同之處在于，第一定子1的殼體上設(shè)有控制盒11，內(nèi)設(shè)若干個(gè)與導(dǎo)線9、導(dǎo)線IO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)螺孔，供螺絲與端蓋固定，每塊瓦形永磁片202兩端帶有L形切口 ，均勻排列在導(dǎo)磁圓筒體的內(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以后，由螺絲固定。 實(shí)施例附圖3所示，一種雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)A A剖視的部分示意圖。第一定子1的鐵芯101和第二定子3的鐵芯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Q形槽口，作為優(yōu)選，槽口數(shù)量為51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永磁高效發(fā)電機(jī)水平剖視的部分示意圖。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)置一塊《永磁體體積的導(dǎo)磁塊；以節(jié)省永磁體的使用量，提高發(fā)電效率。 綜上所述，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)潛力。
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
一種雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，特征是第一定子(1)設(shè)置在轉(zhuǎn)子(2)的外側(cè)，定子殼體的中心圓孔與主軸(6)連接，導(dǎo)線(10)連接定子繞組以后穿過殼體中的管路引出；第二定子(3)設(shè)置在轉(zhuǎn)子(2)的內(nèi)側(cè)，中心圓孔與主軸(6)固定，導(dǎo)線(9)連接第二定子繞組以后穿過主軸內(nèi)部的管路引出；主軸(6)通過前、后端蓋(4)、(7)中的軸承(5)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(1)、第二定子(3)之間分別設(shè)有氣隙(8)和(801)。
2. —種雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，特征是第一定子(1)設(shè)置在轉(zhuǎn)子(2)的外側(cè)，定子殼體的中心圓孔與主軸(6)連接，導(dǎo)線(10)連接定子繞組以后穿過殼體中的管路引入控制盒(11);第二定子(3)設(shè)置在轉(zhuǎn)子(2)的內(nèi)側(cè)，中心圓孔與主軸(6)固定，導(dǎo)線(9)連接第二定子繞組以后穿過主軸內(nèi)部的管路引入控制盒(11);主軸(6)通過前、后端蓋(4)、 (7)中的軸承(5)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1、第二定子(3)之間分別設(shè)有氣隙(8)和(801)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙定子永磁高效發(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)按圓周方向設(shè)置鐵芯(101)和繞組(102)，殼體下端設(shè)有若干個(gè)通風(fēng)孔(103)，孔內(nèi)裝有空氣過濾網(wǎng)，殼體的中心圓孔與主軸(6)連接，由鍵銷、螺絲定位固定，殼體側(cè)面以及下端平面設(shè)有若干個(gè)螺孔(104)，供發(fā)電機(jī)立式或臥式安裝時(shí)使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，特征是所述第二定子(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(6)通過圓孔，由鍵銷、擋圈或緊固螺母與其固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，特征是所述第一定子(1)的鐵芯(101)和第二定子(3)的鐵芯(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Q形槽口，槽口數(shù)量為3a，其中a > 6，構(gòu)成3相或3n相發(fā)電機(jī)，其中n > 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，通過導(dǎo)線復(fù)式連接，構(gòu)成3相或3n相發(fā)電機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，特征是所述轉(zhuǎn)子(2)主要由永磁體組成，永磁體為釹鐵硼、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，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)，供前、后端蓋中的凹槽卡接固定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，特征是所述轉(zhuǎn)子(2)中永磁體或永磁片的數(shù)量參考鐵芯和線圈的數(shù)量設(shè)置，永磁體的排列為磁場(chǎng)極性，按S-N-S-N……S的順序圓形排列，或按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)置一塊《永磁體體積的導(dǎo)磁塊或永磁片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，特征是所述前、后端蓋(4)、(7)由隔磁材料制成，端蓋內(nèi)側(cè)的中心部位設(shè)置軸承(5)支撐主軸(6)，前、后兩端蓋通過凹槽和螺絲將轉(zhuǎn)子(2)固定在中間，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，后端蓋(7)的外側(cè)設(shè)有風(fēng)葉(701)，風(fēng)葉可以與端蓋聯(lián)體鑄造也可以分體加工以后用螺絲固定在端蓋上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，特征是所述主軸(6)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，外徑設(shè)有供軸承(5)、第一定子(1)、第二定子(3)定位的凸擋靠山，以精確控制上述部件的定位和氣隙(8)、 (801)的尺寸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，特征是所述控制盒(11)為設(shè)置供導(dǎo)線(9)、 (10)連接的接線端子，以便與之相匹配的大型控制屏制備；或者是內(nèi)部設(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)電的小型電動(dòng)發(fā)電機(jī)自動(dòng)控制器，或設(shè)有電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、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、過壓、欠壓、過流、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)明公開了一種雙定子永磁高效發(fā)電機(jī)，屬于清潔能源供電設(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各自的管路引出或與接線盒連接；主軸通過前、后端蓋中的軸承支撐，螺絲將轉(zhuǎn)子固定在上述兩端蓋中間，其中，轉(zhuǎn)子與第一定子、第二定子之間分別設(shè)有氣隙；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)H02K1/27GK101789658SQ20101004000
公開日2010年7月28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