專利名稱：一種小型直驅垂直軸永磁同步風力發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于風力發(fā)電機領域，尤其與一種小型直驅垂直軸永磁同步風力發(fā)電 機有關。
背景技術：
風力發(fā)電機常見有交流異步發(fā)電機、雙饋異步發(fā)電機和永磁同步發(fā)電機。小型永 磁同步風力發(fā)電機按安裝型式分水平軸(臥式)和垂直軸(立式)兩種，按是否配用增速 箱分直驅(風輪直接驅動)和非直驅(配用增速箱)兩種。目前，小型垂直軸永磁同步風 力發(fā)電機大都采用內置式轉子磁路結構，轉速較低、極數(shù)較少、起動阻轉矩較大、頻率很低， 并且與風輪匹配性差。

實用新型內容本實用新型的目的就是要克服現(xiàn)有小型垂直軸永磁同步風力發(fā)電機轉速較低、極 數(shù)較少、起動阻轉矩較大、頻率很低，并且與風輪匹配性差的缺陷，提供一種結構簡單、運行 可靠、效率高、與風輪匹配性好的小型直驅垂直軸永磁同步風力發(fā)電機。為此，本實用新型 采用以下技術方案一種小型直驅垂直軸永磁同步風力發(fā)電機，包括定子、轉子、后端蓋、前端蓋和上、 下兩個軸承，定子由機殼、安裝于機殼內的帶繞組定子鐵芯組成，后端蓋和前端蓋安裝于機 殼兩端，下軸承安裝于后端蓋，上軸承安裝于前端蓋，轉子包括轉軸、磁鋼和固定套裝于轉 軸的轉筒，轉軸由上軸承和下軸承支撐安裝，其特征是所述的定子鐵芯采用斜槽結構，以 消除齒諧波電動勢對電壓波形的影響，定子繞組采用每極每相槽數(shù)q< 1的雙層短距分數(shù) 槽繞組，以減小由發(fā)電機齒槽效應產(chǎn)生的阻轉矩，從而降低發(fā)電機起動阻轉矩，使得風輪在 風速較低時能迅速起動，盡快發(fā)電；所述的轉子采用多極表面徑向瓦片形釹鐵硼永磁體轉 子磁路結構，所述的轉筒外圓柱面上設置有與極數(shù)相同數(shù)量的淺槽，所述的磁鋼固定安裝 于所述的淺槽，所述的轉軸設置軸伸端穿過所述的前端蓋，軸伸端與風輪的安裝位置對應， 風輪可以與轉軸直接匹配，省卻了增速箱和聯(lián)軸器等零部件。作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加技術特 征所述的每極每相槽數(shù)q為4/5。所述的下軸承為角接觸球軸承。所述的轉子極數(shù)范圍為20 40。使用本實用新型可以達到以下有益效果1、定子采用每極每相槽數(shù)q < 1的雙層短距分數(shù)槽繞組和斜槽結構，改善了發(fā)電 機電勢波形，起動快，提高了發(fā)電機性能，發(fā)電效率高。2、發(fā)電機轉軸與風輪直接匹配，省卻了增速箱和聯(lián)軸器等零部件，簡化了發(fā)電機 組結構，提高了風能利用效率。
圖1是本實用新型主視方向的剖視圖。圖2是本實用新型中轉子的主視圖。圖3是本實用新型中轉子的俯視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細描述。如圖1 圖3所示，本實用新型包括定子、轉子、后端蓋11、前端蓋10、上軸承8和 下軸承9，后端蓋11安裝于機殼1下端，前端蓋10安裝于機殼1上端，下軸承9安裝于后端 蓋11，上軸承8安裝于前端蓋10，定子由機殼1、安裝于機殼內的帶繞組定子鐵芯2組成，定 子鐵芯2采用斜槽結構，定子鐵芯2的斜槽中嵌繞定子繞組3構成帶繞組定子鐵芯，定子繞 組3采用每極每相槽數(shù)q為4/5的雙層短距分數(shù)槽繞組；轉子采用多極表面徑向瓦片形釹 鐵硼永磁體轉子磁路結構，包括轉軸5、磁鋼7和轉筒4，轉軸5由上軸承8和下軸承9支撐 安裝，轉筒4由低碳鋼經(jīng)精密鑄造而成，其套裝于轉軸5，使用鍵6進行圓周方向限位達到固 定套裝，轉筒4的外圓柱面上設置有20條淺槽，淺槽沿轉筒外圓柱面圓周方向平均間隔分 布，淺槽采用銑削加工，磁鋼7為瓦片形并通過螺釘或用結構膠固定于轉筒4外圓柱面的淺 槽中形成20極，磁鋼材料采用價格適中、磁能積、剩磁、矯頑力很高的超強磁體釹鐵硼永磁 材料，轉軸5設置軸伸端12穿過所述的前端蓋10，軸伸端12與風輪的安裝位置對應；上軸 承8采用帶密封圈的深溝球軸承，下軸承9為角接觸球軸承。上述技術方案中，定子繞組3每極每相槽數(shù)q還可以為3/4。轉筒4的外圓柱面上 的淺槽數(shù)量還可以為30、36、40等等20 40之間的任意偶數(shù)整數(shù)條。
權利要求一種小型直驅垂直軸永磁同步風力發(fā)電機，包括定子、轉子、后端蓋(11)、前端蓋(10)、上軸承(8)和下軸承(9)，定子由機殼(1)、安裝于機殼內的帶繞組定子鐵芯(2)組成，后端蓋(11)和前端蓋(10)安裝于機殼(1)兩端，下軸承(9)安裝于后端蓋(11)，上軸承(8)安裝于前端蓋(10)，轉子包括轉軸(5)、磁鋼(7)和固定套裝于轉軸的轉筒(4)，轉軸(5)由上軸承(8)和下軸承(9)支撐安裝，其特征在于所述的定子鐵芯(2)采用斜槽結構，定子繞組(3)采用每極每相槽數(shù)q＜1的雙層短距分數(shù)槽繞組；所述的轉子采用多極表面徑向瓦片形釹鐵硼永磁體轉子磁路結構，所述的轉筒(4)外圓柱面上設置有與極數(shù)相同數(shù)量的淺槽，所述的磁鋼(7)固定安裝于所述的淺槽，所述的轉軸(5)設置軸伸端(12)穿過所述的前端蓋(10)，軸伸端(12)與風輪的安裝位置對應。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種小型直驅垂直軸永磁同步風力發(fā)電機，其特征在于所 述的每極每相槽數(shù)q為4/5。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種小型直驅垂直軸永磁同步風力發(fā)電機，其特征在于所 述的轉子極數(shù)范圍為20 40。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的一種小型直驅垂直軸永磁同步風力發(fā)電機，其特征在 于所述的下軸承(9)為角接觸球軸承。
專利摘要一種小型直驅垂直軸永磁同步風力發(fā)電機，屬于風力發(fā)電機領域?，F(xiàn)有小型垂直軸永磁同步風力發(fā)電機轉速較低、極數(shù)較少、起動阻轉矩較大、頻率很低，并且與風輪匹配性差。本實用新型包括定子、轉子、后端蓋、前端蓋和上、下兩個軸承，其特點是定子鐵芯采用斜槽結構，定子繞組采用每極每相槽數(shù)q＜1的雙層短距分數(shù)槽繞組；轉子采用多極表面徑向瓦片形釹鐵硼永磁體轉子磁路結構，轉筒外圓柱而上設置有與極數(shù)相同數(shù)量的淺槽，磁鋼固定安裝于淺槽，轉軸設置軸伸端穿過前端蓋，軸伸端與風輪的安裝位置對應。本實用新型簡化了發(fā)電機組結構，改善了發(fā)電機電勢波形，起動快，提高了發(fā)電機性能和風能利用效率。
文檔編號H02K1/16GK201656590SQ20102016495
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權日2010年4月21日
發(fā)明者童永鋼 申請人:呂仲維