一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是永磁發(fā)電機(jī)，具體為一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上的風(fēng)力發(fā)電采用的多是永磁發(fā)電機(jī)，它是由轉(zhuǎn)子磁極和定子繞組二大部件組成。其電樞繞組中包含有鐵心，且在鐵心上開有齒槽，由于其采用齒槽結(jié)構(gòu)，即齒用來引導(dǎo)磁力線，降低磁阻，槽用來鑲嵌繞組，并與齒中的磁力線交鏈，齒與槽的不同導(dǎo)磁性使轉(zhuǎn)子在不同位置有著數(shù)量不等的磁力線，在磁極對準(zhǔn)定子齒的位置，鐵磁相吸，以至阻礙了永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，這就稱為永磁發(fā)電機(jī)的“齒槽效應(yīng)”。由于常規(guī)永磁發(fā)電機(jī)“齒槽效應(yīng)”的影響，其發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子之間會(huì)產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩。這使得發(fā)電機(jī)要克服的起動(dòng)阻轉(zhuǎn)矩不僅包括摩擦阻轉(zhuǎn)矩，還包括磁阻轉(zhuǎn)矩，而磁阻轉(zhuǎn)矩比摩擦阻轉(zhuǎn)矩大。起動(dòng)阻轉(zhuǎn)矩它直接影響到風(fēng)力機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)的性能，所以，常規(guī)永磁發(fā)電機(jī)中磁阻轉(zhuǎn)矩的存在，極大地加大了風(fēng)力機(jī)微風(fēng)起動(dòng)的難度。同時(shí)常規(guī)永磁發(fā)電機(jī)為了減少磁路中的磁阻，基本都是選用高磁導(dǎo)率的硅鋼片疊壓制成定子、轉(zhuǎn)子鐵心，且在鐵心上開有齒槽，開槽引起的發(fā)電機(jī)振動(dòng)和轉(zhuǎn)子的高頻損耗導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的起動(dòng)阻轉(zhuǎn)矩變大、體積大、重量大、損耗大，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述缺陷，本發(fā)明提供一種改進(jìn)型的永磁發(fā)電機(jī)，解決了目前市場上永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)所存在的缺陷。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
1.一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于:其發(fā)電機(jī)的頂盤和底盤各包含有一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子磁極采用釹鐵硼永磁材料，磁極固定在實(shí)心鋼材料構(gòu)成的圓盤上形成轉(zhuǎn)子。
[0005]2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于:其只有一個(gè)定子，定子采用無槽、無鐵心結(jié)構(gòu)，是由單個(gè)三角形狀的導(dǎo)體線圈沿圓周排列，共三層，線圈鑲嵌于骨架內(nèi)構(gòu)成電樞盤形成定子。
[0006]3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于:固定線圈的骨架采用酚醛樹脂或者環(huán)氧樹脂絕緣材料為原料，通過3D打印機(jī)打印??? 。
[0007]4.根據(jù)權(quán)利要求1和2和3所述的一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于:其包含有一個(gè)主軸、頂盤、底盤、機(jī)殼。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖:符號(hào)I為頂盤；符號(hào)2為電樞盤；符號(hào)3為圓鋼盤；符號(hào)4為磁極；符號(hào)5為機(jī)殼；符號(hào)6為底盤；符號(hào)7為主軸。圖2為線圈及其固定骨架圖:符號(hào)I為線圈固定骨架；符號(hào)2為線圈。
【具體實(shí)施方式】
[0009]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0010]參考圖1所示:本發(fā)明涉及一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，其為外轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，包含有兩個(gè)轉(zhuǎn)子，一個(gè)定子。轉(zhuǎn)子由符號(hào)3的圓鋼板和符號(hào)4的磁極共同組成，定子為符號(hào)2。發(fā)電機(jī)機(jī)殼為鋁殼，轉(zhuǎn)子磁極選用了具有高矯頑力和高剩磁密度的釹鐵硼永磁材料。磁極固定在實(shí)心鋼材料構(gòu)成的圓盤上，有效的減少了永磁體和外殼間相互運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的渦流損耗。定子采用無槽、無鐵心結(jié)構(gòu)。單個(gè)三角形狀的導(dǎo)體線圈沿圓周排列，線圈鑲嵌于骨架內(nèi)構(gòu)成電樞盤形成定子。為了固定電樞繞組和提供更好的散熱條件，電樞繞組以前大多用環(huán)氧樹脂膠灌注，存在固化時(shí)間長，成本高的缺陷。本發(fā)明采用絕緣材料的骨架來固定線圈。固定線圈的骨架采用酚醛樹脂或者環(huán)氧樹脂絕緣材料為原料，通過3D打印機(jī)打印而成，成型的單個(gè)線圈直接鑲嵌于骨架上，之后進(jìn)行真空浸漆，使線圈和骨架成為一整體的電樞盤。3D打印機(jī)打印的線圈骨架，不僅精度高，而且效率高，極大地縮短了環(huán)氧樹脂灌注所需的固化時(shí)間，節(jié)約了成本。
[0011]發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1,發(fā)電機(jī)工作時(shí)電樞盤和主軸固定不動(dòng),風(fēng)力機(jī)的下輪轂通過連盤與發(fā)電機(jī)頂盤連接，當(dāng)風(fēng)力機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)就帶動(dòng)輪轂旋轉(zhuǎn)，從而通過風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)作用于上軸承蓋的外力，帶動(dòng)上下盤和機(jī)殼旋轉(zhuǎn)，使永磁體產(chǎn)生的磁場切割電樞盤中的三相線圈，產(chǎn)生了三相交流電。
[0012]本發(fā)明的一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，由于這種發(fā)電機(jī)定子無鐵心，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在任何位置下的磁力線數(shù)量都沒有變化，在任何位置下的磁力大小相等，徹底消除了“齒槽效應(yīng)”，所以發(fā)電機(jī)在起動(dòng)時(shí)沒有磁阻轉(zhuǎn)矩，只需克服摩擦阻力矩，這就大大的降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的起動(dòng)阻轉(zhuǎn)矩，也就大大的降低了風(fēng)力機(jī)的起動(dòng)風(fēng)速，所以風(fēng)力發(fā)電的能源效率在微風(fēng)中也將有很大提高，就容易在微風(fēng)中啟動(dòng)，所以微風(fēng)發(fā)電效果突出。由于采用永磁體勵(lì)磁，不消耗勵(lì)磁功率，定子無鐵心，磁路不存在飽和問題，使發(fā)電機(jī)重量減少、無鐵心損耗、效率增加，發(fā)電機(jī)可以獲得較高的效率，成本低。根據(jù)理論計(jì)算可知，與同類型有鐵芯的常規(guī)無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)相比，其成本減少了 40%，發(fā)電效率提高了 30%左右，經(jīng)濟(jì)效益顯著，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品的市場普及推廣提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于:其發(fā)電機(jī)的頂盤和底盤各包含有一個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子磁極采用釹鐵硼永磁材料，磁極固定在實(shí)心鋼材料構(gòu)成的圓盤上形成轉(zhuǎn)子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于:其只有一個(gè)定子，定子采用無槽、無鐵心結(jié)構(gòu)，是由單個(gè)三角形狀的導(dǎo)體線圈沿圓周排列，共三層，線圈鑲嵌于骨架內(nèi)構(gòu)成電樞盤形成定子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于:固定線圈的骨架采用酚醛樹脂或者環(huán)氧樹脂絕緣材料為原料，通過3D打印機(jī)打印而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2和3所述的一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于:其包含有一個(gè)主軸、頂盤、底盤、機(jī)殼。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微風(fēng)啟動(dòng)高效的無鐵芯盤式永磁發(fā)電機(jī)，它采用無鐵芯，外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。發(fā)電機(jī)由雙轉(zhuǎn)子和單定子組成雙氣隙，在同體積永磁體的情況下，這種雙邊永磁體結(jié)構(gòu)比單邊永磁體結(jié)構(gòu)的氣隙磁密高，而且磁極面下的氣隙磁密分布也更加均勻。這樣可以更充分的利用永磁材料，提高發(fā)電機(jī)的性能、降低成本和縮小電機(jī)的體積。本發(fā)明解決了目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)難、效率低、體積大、重量大、損耗大，成本高的技術(shù)難題和結(jié)構(gòu)性缺陷，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低廉、發(fā)電效率高，為風(fēng)力發(fā)電在市場上的大面積推廣提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
【IPC分類】H02K3-30, H02K16-02, H02K1-27, H02K3-47
【公開號(hào)】CN104638857
【申請?zhí)枴緾N201410121868
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】李 杰
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年3月28日