專利名稱：一種永磁同步直線發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可用于海浪發(fā)電的發(fā)電機(jī)，具體涉及一種永磁同步直線發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著煤、石油等不可再生能源的日益減少及其造成的環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重， 開發(fā)利用可再生能源已成為國際社會(huì)解決人類生存問題的戰(zhàn)略選擇。海浪能作為一種清潔無污染的可再生能源，是各國發(fā)展新能源的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。據(jù)估算，中國的海浪能儲(chǔ)備每年可供發(fā)電110萬億千瓦時(shí)，其開發(fā)和利用的前景非常廣闊。海浪發(fā)電技術(shù)，就是將海洋波浪的動(dòng)能通過相關(guān)的中間環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為易于利用的電能的過程，動(dòng)力是利用海浪的升降產(chǎn)生的動(dòng)能、勢能發(fā)電，它是可再生的能量發(fā)電方法之一。在海浪發(fā)電領(lǐng)域，相比于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，直線發(fā)電機(jī)可以將海浪的直線運(yùn)動(dòng)直接轉(zhuǎn)換成電能而不需要通過任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，明顯更具有競爭力。因此，高效、可靠、合理、簡單可行的海浪發(fā)電直線發(fā)電機(jī)是海浪發(fā)電市場的需求。現(xiàn)有的以海浪作為動(dòng)力的發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)有多種，如專利號(hào)為200810020658. 3公開了海浪直線發(fā)電機(jī)包括初級(jí)定子及次級(jí)動(dòng)子，其中，次級(jí)動(dòng)子的兩邊分別上下地設(shè)置兩塊極性相反的永磁體，初級(jí)定子有兩個(gè)并對稱地位于次級(jí)動(dòng)子的兩邊，用氣隙隔開，次級(jí)動(dòng)子兩邊的磁路由非導(dǎo)磁材料隔開。該技術(shù)方案雖然結(jié)構(gòu)緊湊并能節(jié)約永磁體的用量，但是， 能量轉(zhuǎn)換率不高，因此不能得到最大化的發(fā)電容量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種永磁同步直線發(fā)電機(jī)， 它能適應(yīng)海浪發(fā)電的要求，能高效的將海浪能轉(zhuǎn)換成電能，具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行可靠等特
點(diǎn)ο實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種永磁同步直線發(fā)電機(jī)，包括四個(gè)初級(jí)定子、一個(gè)次級(jí)動(dòng)子及動(dòng)子承載機(jī)構(gòu)。其中，所述四個(gè)初級(jí)定子以兩兩對稱地布置在所述次級(jí)動(dòng)子的四周外側(cè)，每個(gè)初級(jí)定子與相對的次級(jí)動(dòng)子的側(cè)面之間保持相同的氣隙，以構(gòu)成四個(gè)相互獨(dú)立的扁平型直線發(fā)電機(jī)；所述動(dòng)子承載機(jī)構(gòu)包括兩套直線軸組件，該兩套直線軸組件以所述次級(jí)動(dòng)子的中心線為對稱軸中心對稱地安裝在所述次級(jí)動(dòng)子上，使所述次級(jí)動(dòng)子沿同一軸線運(yùn)動(dòng)。上述的永磁同步直線發(fā)電機(jī)，其中，所述每個(gè)初級(jí)定子包括初級(jí)定子鐵心及嵌設(shè)在初級(jí)定子鐵心上的初級(jí)三相繞組；所述次級(jí)動(dòng)子包括一箱體及四組永磁體，所述箱體為一橫截面為正四邊形的中空殼體，該箱體的四個(gè)側(cè)面上分別以上下方向開設(shè)一組定位槽， 該箱體的上下端面上分別以中心對稱的方式對應(yīng)地開設(shè)兩個(gè)安裝孔；所述四組永磁體以兩兩對稱的方式一一安裝在所述箱體的四個(gè)側(cè)面上的安裝槽中，每組永磁體按相鄰的永磁體極性相反的方式上下排列，并且相鄰兩組永磁體在同一水平位置上的永磁體的極性也相反；所述每套直線軸組件包括一對分別固定在所述箱體上下端面上的安裝孔中的直線軸承及一根穿插在該一對直線軸承中并且兩頭露出所述箱體上下端面的直線軸。上述的永磁同步直線發(fā)電機(jī)，其中，所述初級(jí)定子的高度為所述箱體的高度的四分之一至二分之一。上述的永磁同步直線發(fā)電機(jī)，其中，所述兩個(gè)安裝孔開設(shè)在所述箱體上下端面的同一條對角線上。上述的永磁同步直線發(fā)電機(jī)，其中，所述氣隙為2 4mm。本實(shí)用新型的永磁同步直線發(fā)電機(jī)的技術(shù)方案，采用將四個(gè)初級(jí)定子以兩兩對稱地布置在次級(jí)動(dòng)子的四周外側(cè)，并且采用兩套中心對稱地安裝在次級(jí)動(dòng)子上的直線軸組件作為動(dòng)子承載機(jī)構(gòu)，在次級(jí)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)時(shí)保證每個(gè)初級(jí)定子與相對的次級(jí)動(dòng)子的側(cè)面之間具有相同的氣隙，使每個(gè)初級(jí)定子和它對應(yīng)的次級(jí)動(dòng)子側(cè)面上的永磁體分別構(gòu)成一個(gè)扁平型直線發(fā)電機(jī)，因此構(gòu)成四個(gè)扁平型直線發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型的永磁同步直線發(fā)電機(jī)適用于海浪發(fā)電領(lǐng)域，該發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低，運(yùn)行可靠，能量轉(zhuǎn)換效率高，在相同的發(fā)電條件下，本發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量是單邊扁平型直線發(fā)電機(jī)的四倍。
圖1為本實(shí)用新型的永磁同步直線發(fā)電機(jī)的主視圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3a為本實(shí)用新型的永磁同步直線發(fā)電機(jī)中次級(jí)動(dòng)子的箱體結(jié)構(gòu)示意圖；圖北為圖3a的俯視圖；圖4為本實(shí)用新型的永磁同步直線發(fā)電機(jī)中每套直線軸組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖1至圖4，本實(shí)用新型的永磁同步直線發(fā)電機(jī)，包括四個(gè)初級(jí)定子1、一個(gè)次級(jí)動(dòng)子2及動(dòng)子承載機(jī)構(gòu)，其中每個(gè)初級(jí)定子1包括初級(jí)定子鐵心11及嵌設(shè)在初級(jí)定子鐵心11上的初級(jí)三相繞組12 ；次級(jí)動(dòng)子2包括一箱體21及四組永磁體22，箱體21 (見圖3a和圖3b)為一橫截面為正四邊形的中空殼體，由鋼板部件焊接構(gòu)成，該箱體21的四個(gè)側(cè)面上分別以上下方向開設(shè)一組用于準(zhǔn)確定位永磁體22的定位槽211，該箱體21的上下端面上分別對應(yīng)地開設(shè)兩個(gè)安裝孔212，該兩個(gè)安裝孔212是以中心對稱的方式開設(shè)在箱體21上下端面上的同一條對角線上；永磁體22的材料為釹鐵硼；四組永磁體22以兩兩對稱地一一安裝在箱體21的四個(gè)側(cè)面上的安裝槽211中，每組永磁體22按相鄰的永磁體極性相反的方式上下排列，并且相鄰兩組永磁體22在同一水平位置上的永磁體22的極性也相反；初級(jí)定子1的高度取決于發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)容量，次級(jí)動(dòng)子2的高度必須大于兩倍的初級(jí)定子1高度，因此初級(jí)定子1 的高度為箱體21的高度的四分之一至二分之一；四個(gè)初級(jí)定子1以兩兩對稱地布置在次級(jí)動(dòng)子2的四周外側(cè)，每個(gè)初級(jí)定子1與相對的次級(jí)動(dòng)子2的側(cè)面之間保持相同的氣隙，該氣隙為2 4mm，以構(gòu)成四個(gè)相互獨(dú)立的扁平型直線發(fā)電機(jī)；這樣的布局使運(yùn)動(dòng)的永磁體22與初級(jí)定子1間產(chǎn)生的法向力可以相互抵消，確保每個(gè)初級(jí)定子1與次級(jí)動(dòng)子2間的氣隙相等，確保發(fā)電機(jī)的可靠運(yùn)行；動(dòng)子承載機(jī)構(gòu)包括兩套直線軸組件，直線軸承組件的運(yùn)行特點(diǎn)是阻力小，精度高， 具有足夠的行走壽命和令人滿意的承載能力；每套直線軸組件(見圖4)包括一對分別固定在箱體21上下端面上的安裝孔212中的直線軸承31及一根穿插在該一對直線軸承31中并且兩頭露出箱體21上下端面的直線軸32 ；兩套直線軸承組件的排布結(jié)構(gòu)可以有效的抵消兩者之間產(chǎn)生的法向力。由于兩套直線軸組件是以次級(jí)動(dòng)子2的中心線為對稱軸中心對稱地安裝在次級(jí)動(dòng)子2上，使次級(jí)動(dòng)子2沿同一軸線運(yùn)動(dòng)，既能有效地約束次級(jí)動(dòng)子2的行走路經(jīng)，保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)初級(jí)定子1和次級(jí)動(dòng)子2之間的氣隙保持不變，又能增加發(fā)電機(jī)本體的承載能力，提高發(fā)電機(jī)的可靠性。本實(shí)用新型的永磁同步直線發(fā)電機(jī)的工作原理是發(fā)電機(jī)上的初級(jí)定子1和動(dòng)子承載機(jī)構(gòu)中的直線軸32均固定于相對靜止的載體；次級(jí)動(dòng)子2與海浪能量傳遞系統(tǒng)連接， 使次級(jí)動(dòng)子2可以在直線軸承31的行程范圍內(nèi)自由行走。當(dāng)海浪運(yùn)動(dòng)通過能量傳遞系統(tǒng)帶動(dòng)次級(jí)動(dòng)子2運(yùn)動(dòng)時(shí)，永磁體22產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的磁場，運(yùn)動(dòng)的磁場被初級(jí)三相繞組12切割磁力線，從而在初級(jí)三相繞組12中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，最終通過初級(jí)定子1上的電纜向外供電。本實(shí)用新型的永磁同步直線發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是四個(gè)初級(jí)定子1分布在次級(jí)動(dòng)子2 的四周外側(cè)，每個(gè)初級(jí)定子1和它對應(yīng)的次級(jí)動(dòng)子2側(cè)面上的一組永磁體22分別構(gòu)成一個(gè)扁平型直線發(fā)電機(jī)，因此構(gòu)成四個(gè)扁平型直線發(fā)電機(jī)。由于四個(gè)初級(jí)定子1是以兩兩對稱地布置在次級(jí)動(dòng)子2的四周外側(cè)，因此能有效地消除初級(jí)定子1與次級(jí)動(dòng)子2之間產(chǎn)生的法向力對發(fā)電機(jī)運(yùn)行的影響。當(dāng)海浪運(yùn)動(dòng)通過傳遞系統(tǒng)帶動(dòng)次級(jí)動(dòng)子2產(chǎn)生相對于初級(jí)定子1的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，次級(jí)動(dòng)子2上的永磁體22產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的磁場，被安放在初級(jí)定子1 的鐵心上的初級(jí)繞組12切割磁力線，從而在初級(jí)繞組12中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，最終通過電纜向外供電。次級(jí)動(dòng)子2 —次運(yùn)動(dòng)的周期內(nèi)，位于其四周外側(cè)的四個(gè)初級(jí)定子1均產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢發(fā)電，因此能量轉(zhuǎn)換效率高。在相同的發(fā)電條件下，本發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量是單邊扁平型直線發(fā)電機(jī)的四倍。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型，而并非用作為對本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種永磁同步直線發(fā)電機(jī)，包括四個(gè)初級(jí)定子、一個(gè)次級(jí)動(dòng)子及動(dòng)子承載機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述四個(gè)初級(jí)定子以兩兩對稱地布置在所述次級(jí)動(dòng)子的四周外側(cè)，每個(gè)初級(jí)定子與相對的次級(jí)動(dòng)子的側(cè)面之間保持相同的氣隙，以構(gòu)成四個(gè)相互獨(dú)立的扁平型直線發(fā)電機(jī)；所述動(dòng)子承載機(jī)構(gòu)包括兩套直線軸組件，該兩套直線軸組件以所述次級(jí)動(dòng)子的中心線為對稱軸中心對稱地安裝在所述次級(jí)動(dòng)子上，使所述次級(jí)動(dòng)子沿同一軸線運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步直線發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述每個(gè)初級(jí)定子包括初級(jí)定子鐵心及嵌設(shè)在初級(jí)定子鐵心上的初級(jí)三相繞組；所述次級(jí)動(dòng)子包括一箱體及四組永磁體，所述箱體為一橫截面為正四邊形的中空殼體，該箱體的四個(gè)側(cè)面上分別以上下方向開設(shè)一組定位槽，該箱體的上下端面上分別以中心對稱的方式對應(yīng)地開設(shè)兩個(gè)安裝孔；所述四組永磁體以兩兩對稱的方式一一安裝在所述箱體的四個(gè)側(cè)面上的安裝槽中，每組永磁體按相鄰的永磁體極性相反的方式上下排列，并且相鄰兩組永磁體在同一水平位置上的永磁體的極性也相反；所述每套直線軸組件包括一對分別固定在所述箱體上下端面上的安裝孔中的直線軸承及一根穿插在該一對直線軸承中并且兩頭露出所述箱體上下端面的直線軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步直線發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述初級(jí)定子的高度為所述箱體的高度的四分之一至二分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步直線發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述兩個(gè)安裝孔開設(shè)在所述箱體上下端面的同一條對角線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步直線發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述氣隙為2 4mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種永磁同步直線發(fā)電機(jī)，包括四個(gè)初級(jí)定子、一個(gè)次級(jí)動(dòng)子及動(dòng)子承載機(jī)構(gòu)，所述四個(gè)初級(jí)定子以兩兩對稱地布置在所述次級(jí)動(dòng)子的四周外側(cè)，每個(gè)初級(jí)定子與相對的次級(jí)動(dòng)子的側(cè)面之間設(shè)有相同的氣隙，以構(gòu)成四個(gè)相互獨(dú)立的扁平型直線發(fā)電機(jī)，所述動(dòng)子承載機(jī)構(gòu)設(shè)在所述次級(jí)動(dòng)子上，使所述次級(jí)動(dòng)子沿同一軸線運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型的永磁同步直線發(fā)電機(jī)適應(yīng)海浪發(fā)電的要求，能高效的將海浪能轉(zhuǎn)換成電能，具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。在相同的發(fā)電條件下，本發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量是單邊扁平型直線發(fā)電機(jī)的四倍。
文檔編號(hào)H02K35/02GK202276268SQ20112039777
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者岑兆奇, 楊忠和, 王幸芳, 羅耀華 申請人:上海南洋電機(jī)有限公司