專利名稱：電勵(lì)磁與復(fù)合勵(lì)磁的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)，特別是一種電勵(lì)磁與復(fù)合勵(lì)磁的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子大多都用釹鐵硼等純永磁體做成磁極，風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與定子切割磁感線發(fā)出電，用純永磁體制作的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，起動(dòng)時(shí)有一定的啟動(dòng)阻力，起動(dòng)困難，成本高，耐溫低，受環(huán)境影響大，受年限限制，磁場(chǎng)衰減，容易失磁， 降低功率。專利號(hào)為201010106667. 1，專利名稱為“一種爪極電機(jī)”的發(fā)明專利公開(kāi)了一種爪極電機(jī)，這種機(jī)構(gòu)的爪極電機(jī)不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要電刷和滑環(huán)等結(jié)構(gòu)才能夠工作，最為關(guān)鍵的是磁軛線圈套在磁軛模芯外部，磁軛模芯的兩端分別與驅(qū)端爪極和電端爪極裝配在一起，磁鋼組件被銜在驅(qū)端爪極和電端爪極之間，發(fā)電機(jī)在勵(lì)磁工作時(shí)，磁鋼組件和磁軛線圈之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)相互抵消，甚至磁通直接從N極爪進(jìn)入S極爪，產(chǎn)生短路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)和現(xiàn)有爪極式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的不足，提供一種爪極式電勵(lì)磁與復(fù)合勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種電勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子、前端蓋、后端蓋以及發(fā)電機(jī)殼，定子套裝于轉(zhuǎn)子的外部，二者之間設(shè)置有氣隙，所述的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、線圈座、 勵(lì)磁線圈以及爪極；所述的線圈座套裝于轉(zhuǎn)軸并固裝于后端蓋上的，勵(lì)磁線圈安裝于線圈座內(nèi)；所述的爪極套裝于線圈座外部，爪極設(shè)置有驅(qū)端爪極和電端爪極，驅(qū)端爪極固裝于轉(zhuǎn)軸上，驅(qū)端爪極和電端爪極之間設(shè)置有間隙并通過(guò)非導(dǎo)磁隔離體連接；所述的線圈座與電端爪極接口處設(shè)置為匹配的臺(tái)階狀；其中，線圈座與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有氣隙，線圈座與電端爪極之間設(shè)置有氣隙，線圈座與驅(qū)端爪極之間設(shè)置有氣隙。優(yōu)選的是所述的線圈座上設(shè)置有一塊圓筒狀的永磁體，其中，勵(lì)磁線圈嵌奘于線圈座的外部，永磁體嵌奘于線圈座的內(nèi)部。優(yōu)選的是所述的爪極的每個(gè)爪設(shè)置為梯形柱。優(yōu)選的是所述的爪極設(shè)置為凸爪極，凸爪極的每個(gè)爪設(shè)置為平行四邊形柱。本發(fā)明的有益效果為本專利采用電勵(lì)磁及復(fù)合勵(lì)磁發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電機(jī)起動(dòng)無(wú)阻力，在低風(fēng)速下，風(fēng)葉起動(dòng)非常容易，無(wú)需考慮葉片的預(yù)先起動(dòng)角度，便于控制，穩(wěn)定性好， 適合于惡劣環(huán)境，耐溫高，制造容易，成本低，損耗低，使用壽命超出純永磁發(fā)電機(jī)的兩倍以上。轉(zhuǎn)軸上裝有驅(qū)動(dòng)爪極和電端爪極，驅(qū)動(dòng)爪極和電端爪極通過(guò)非導(dǎo)磁隔離體連接(驅(qū)動(dòng)爪極和電端爪極爪型一致)，構(gòu)成轉(zhuǎn)子。驅(qū)動(dòng)爪極和電端爪極交叉組合，用非導(dǎo)磁隔離體連接，并有一定間隙，爪極與定子鐵芯之間的氣隙距離小于左右兩爪之間的間隙，左右兩爪之間的間隙可防止磁通直接從N極爪進(jìn)入S極爪，產(chǎn)生短路，還可以消弱高次諧波電勢(shì)及高次齒諧波電勢(shì)。凸爪極比普通爪極磁場(chǎng)面積大一些，效率稍高。非導(dǎo)磁隔離體連接爪極，起固定連接作用，還可防止漏磁。本發(fā)明一種為包含永磁體的復(fù)合勵(lì)磁線圈座，另一種不包含永磁體的電勵(lì)磁線圈座，纏繞上勵(lì)磁線圈后，構(gòu)成兩種形式的勵(lì)磁繞組，勵(lì)磁線圈座用螺栓固定在風(fēng)力發(fā)電機(jī)后端蓋上，勵(lì)磁線圈線頭從后端蓋引出，省去了電刷和滑環(huán)，減少了機(jī)械損耗，大大提高了使用壽命。線圈座及爪極具備儲(chǔ)存磁場(chǎng)的作用，當(dāng)發(fā)電機(jī)通電一次后，磁場(chǎng)在其材料上，保存不小于2000小時(shí)的磁場(chǎng)儲(chǔ)存，降低了勵(lì)磁損耗。復(fù)合勵(lì)磁線圈座包含電勵(lì)磁線圈座的優(yōu)點(diǎn)，并且線圈座內(nèi)壁嵌裝有永磁體，發(fā)電機(jī)無(wú)需初勵(lì)磁，靠永磁體產(chǎn)生的電磁根據(jù)不同的轉(zhuǎn)速會(huì)自動(dòng)調(diào)壓，在這種混合勵(lì)磁的結(jié)構(gòu)上，永磁體不會(huì)受年限或溫度的影響而失磁，因?yàn)樗c電磁混合，通電后產(chǎn)生電磁會(huì)給它自動(dòng)補(bǔ)充磁場(chǎng)，磁場(chǎng)儲(chǔ)存很穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)，無(wú)需勵(lì)磁繞組工作，可完成無(wú)勵(lì)磁發(fā)電。


圖1為本發(fā)明爪極式電勵(lì)磁裝置轉(zhuǎn)子的剖視2為本發(fā)明爪極式復(fù)合勵(lì)磁裝置轉(zhuǎn)子的剖視圖 圖3為本發(fā)明凸爪極式電勵(lì)磁裝置轉(zhuǎn)子的剖視4為本發(fā)明凸爪極式復(fù)合勵(lì)磁裝置轉(zhuǎn)子的剖視5為本發(fā)明總裝的剖視6為本發(fā)明爪極式轉(zhuǎn)子外形效果7為本發(fā)明凸爪極式轉(zhuǎn)子外形效果8為本發(fā)明勵(lì)磁線圈外形繞線9為本發(fā)明無(wú)刷復(fù)合勵(lì)磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)剖視圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式如圖1、3、6、7所示，一種電勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子1、定子2、前端蓋3、后端蓋 4以及發(fā)電機(jī)殼5，定子2套裝于轉(zhuǎn)子1的外部，二者之間設(shè)置有氣隙，所述的轉(zhuǎn)子1包括轉(zhuǎn)軸6、線圈座7、勵(lì)磁線圈8以及爪極；所述的線圈座7套裝于轉(zhuǎn)軸6并固裝于后端蓋4上的，勵(lì)磁線圈8安裝于線圈座7內(nèi)；所述的爪極套裝于線圈座7外部，爪極設(shè)置有驅(qū)端爪極9 和電端爪極10，驅(qū)端爪極9固裝于轉(zhuǎn)軸6上，驅(qū)端爪極9和電端爪極10之間設(shè)置有間隙并通過(guò)非導(dǎo)磁隔離體11連接；所述的線圈座7與電端爪極10接口處設(shè)置為匹配的臺(tái)階狀；其中，線圈座7與轉(zhuǎn)軸6之間設(shè)置有氣隙12，線圈座7與電端爪極10之間設(shè)置有氣隙13，線圈座7與驅(qū)端爪極9之間設(shè)置有氣隙14。如圖1、3、6所示所述的爪極的每個(gè)爪設(shè)置為梯形柱。如圖1、3、7所示所述的爪極設(shè)置為凸爪極，凸爪極的每個(gè)爪設(shè)置為平行四邊形柱。風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片迎風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，達(dá)到一定轉(zhuǎn)速，靠轉(zhuǎn)子內(nèi)的剩磁切割磁力線，使發(fā)電機(jī)定子繞組產(chǎn)生電壓，進(jìn)入控制器，再輸出勵(lì)磁電壓，接入勵(lì)磁繞組，建立電壓開(kāi)始勵(lì)磁，也可根據(jù)不同轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁繞組、勵(lì)磁電流，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出穩(wěn)定的電壓。線圈座7與電端爪極10的接口處有氣隙13，接口處呈臺(tái)階狀，有助于磁場(chǎng)順利傳到驅(qū)端爪極9上，防止漏磁，勵(lì)磁線圈8不動(dòng)為固定位置，固定在發(fā)電機(jī)后端蓋4上，轉(zhuǎn)軸6 與線圈座7有一定氣隙12，當(dāng)勵(lì)磁線圈8通上直流電時(shí)，電磁場(chǎng)通過(guò)氣隙傳到轉(zhuǎn)軸6上，從線圈座7傳入驅(qū)端爪極9形成N極，傳入電端爪極10形成S極，使轉(zhuǎn)子上的爪極產(chǎn)生N極和S極的磁場(chǎng)，形成了無(wú)刷結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，切割磁力線發(fā)電，發(fā)出電后，定子繞組通過(guò)控制器完成了自勵(lì)，因?yàn)檗D(zhuǎn)子合金材料，工作一次，就會(huì)在爪極上儲(chǔ)存一定的磁場(chǎng)，在下次旋轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú)需再采用電充磁。如圖2、4、5、6、7、9所示，一種復(fù)合勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述的線圈座7上設(shè)置有圓筒狀的永磁體15，其中，勵(lì)磁線圈8嵌奘于線圈座7的外部，永磁體15嵌奘于線圈座7的內(nèi)部。如圖2、4、6所示所述的爪極的每個(gè)爪設(shè)置為梯形柱。如圖3、4、7所示所述的爪極設(shè)置為凸爪極，凸爪極的每個(gè)爪設(shè)置為平行四邊形柱。勵(lì)磁線圈8的長(zhǎng)度與永磁體15的長(zhǎng)度一致，安裝在電磁繞組的中心位置，充磁方向?yàn)閮啥顺浯牛珹端為N極，B端為S極，永磁體15的中心孔穿在電機(jī)轉(zhuǎn)軸6上，并與電機(jī)轉(zhuǎn)軸6有一定的氣隙，線圈座7與電端爪極10之間設(shè)置有氣隙12，線圈座7與驅(qū)端爪極9之間設(shè)置有氣隙14，磁場(chǎng)通過(guò)氣隙傳到轉(zhuǎn)軸6上，線圈座7上繞上勵(lì)磁線圈8，通過(guò)氣隙傳到驅(qū)端爪極9上為N極，通過(guò)氣隙將磁場(chǎng)傳到電端爪極10上為S極，當(dāng)控制器給勵(lì)磁繞組通電后，會(huì)加大磁場(chǎng)強(qiáng)度，發(fā)電機(jī)在發(fā)電過(guò)程中，當(dāng)需要停車時(shí)，可通過(guò)控制器將定子和轉(zhuǎn)子完全能實(shí)現(xiàn)電磁制動(dòng)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的在短時(shí)間內(nèi)停機(jī)；當(dāng)?shù)退龠\(yùn)轉(zhuǎn)或需 要加大勵(lì)磁磁場(chǎng)時(shí)， 通過(guò)控制器自動(dòng)接通勵(lì)磁繞組，使磁場(chǎng)強(qiáng)度增大；當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，需要減弱勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流，甚至切斷勵(lì)磁電流，有利于控制發(fā)電機(jī)功率的大小，大大減少了勵(lì)磁功率，使發(fā)電機(jī)的電壓控制更穩(wěn)定。采用這種方式，發(fā)電機(jī)無(wú)需初勵(lì)磁，靠永磁體產(chǎn)生的電磁根據(jù)不同的轉(zhuǎn)速會(huì)自動(dòng)調(diào)壓，在這種混合勵(lì)磁的結(jié)構(gòu)上，永磁體不會(huì)受年限或溫度的影響而失磁，因?yàn)樗c電磁混合，通電后產(chǎn)生電磁會(huì)給它自動(dòng)補(bǔ)充磁場(chǎng)，磁場(chǎng)儲(chǔ)存很穩(wěn)定，與全靠永磁結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，純永磁結(jié)構(gòu)會(huì)根據(jù)溫度的影響超低溫或高溫或年久問(wèn)題，自行失磁，使發(fā)電機(jī)的功率在不同情況下衰減，減少使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種電勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子、前端蓋、后端蓋以及發(fā)電機(jī)殼，定子套裝于轉(zhuǎn)子的外部，二者之間設(shè)置有氣隙，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、線圈座、勵(lì)磁線圈以及爪極；所述的線圈座套裝于轉(zhuǎn)軸并固裝于后端蓋上的，勵(lì)磁線圈安裝于線圈座內(nèi)；所述的爪極套裝于線圈座外部，爪極設(shè)置有驅(qū)端爪極和電端爪極，驅(qū)端爪極固裝于轉(zhuǎn)軸上，驅(qū)端爪極和電端爪極之間設(shè)置有間隙并通過(guò)非導(dǎo)磁隔離體連接；所述的線圈座與電端爪極接口處設(shè)置為匹配的臺(tái)階狀；其中，線圈座與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有氣隙，線圈座與電端爪極之間設(shè)置有氣隙，線圈座與驅(qū)端爪極之間設(shè)置有氣隙。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的線圈座上設(shè)置有圓筒狀的永磁體，其中，勵(lì)磁線圈嵌奘于線圈座的外部，永磁體嵌奘于線圈座的內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的爪極的每個(gè)爪設(shè)置為梯形柱。
4.如權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的爪極設(shè)置為凸爪極，凸爪極的每個(gè)爪設(shè)置為平行四邊形柱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子、前端蓋、后端蓋以及發(fā)電機(jī)殼，定子套裝于轉(zhuǎn)子的外部，二者之間設(shè)置有氣隙，所述的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸、線圈座、勵(lì)磁線圈以及爪極；所述的線圈座套裝于轉(zhuǎn)軸并固裝于后端蓋上的，勵(lì)磁線圈安裝于線圈座內(nèi)；所述的爪極套裝于線圈座外部，爪極設(shè)置有驅(qū)端爪極和電端爪極，驅(qū)端爪極固裝于轉(zhuǎn)軸上，驅(qū)端爪極和電端爪極之間設(shè)置有間隙并通過(guò)非導(dǎo)磁隔離體連接；所述的線圈座與電端爪極接口處設(shè)置為匹配的臺(tái)階狀；其中，線圈座與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有氣隙，線圈座與電端爪極之間設(shè)置有氣隙，線圈座與驅(qū)端爪極之間設(shè)置有氣隙。本發(fā)明采用電勵(lì)磁及復(fù)合勵(lì)磁發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電機(jī)起動(dòng)無(wú)阻力，在低風(fēng)速下，風(fēng)葉起動(dòng)非常容易，無(wú)需考慮葉片的預(yù)先起動(dòng)角度，便于控制，穩(wěn)定性好，適合于惡劣環(huán)境，耐溫高，制造容易，成本低，損耗低，使用壽命超出純永磁發(fā)電機(jī)的兩倍以上。
文檔編號(hào)H02K19/26GK102299598SQ20111025940
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者姜春輝 申請(qǐng)人:青島敏深風(fēng)電科技有限公司