本發明涉及一種立式永磁懸浮余熱發電機，主要應用于發電機領域。
背景技術：
磁懸浮軸承是利用永磁體或電磁體所產生的磁場力將轉子懸浮于空中，使轉子和定子之間沒有任何機械接觸的一種高性能軸承。與傳統機械軸承相比，它具有磨損小，能耗低，轉速高，壽命長，無需潤滑及無油污染等優點，特別適用于高速，真空，超凈等特殊環境，在能源交通，軍工醫療，航空航天以及機器人等高科技領域有著廣闊的應用前景。永磁懸浮軸承作為磁懸浮軸承的一種，完全依靠磁體本身所產生的永久磁力或超導磁力來實現轉軸在部分自由度上的穩定懸浮。相比主動磁懸浮軸承，具備體積小，無功耗，結構簡單的優點。
永磁懸浮軸承所具備的一系列優點決定了它具有極其重要的應用價值。近年來，將永磁懸浮軸承應用于發電機領域取得了一系列的成果，但都屬于低轉速發電機，且對于永磁軸承的設計至今還未形成一套系統的、通用的方法。因此研究一種高轉速的永磁懸浮發電機，使其能大規模的工業應用很有必要。
技術實現要素：
本發明就是為了克服現有的技術不足，提供一種立式永磁懸浮余熱發電機，用于工業余熱回收的發電環節，旨在一方面使永磁軸承能夠工業化，發揮其優勢，使其應用于發電機領域，另一方面能夠帶來發電機技術方向的革新。
為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：
一種立式永磁懸浮余熱發電機，包括發電機外殼，膨脹機蝸殼，葉輪，發電機轉軸，上軸承部件，定子繞組，定子鐵芯，轉子壓板一，轉子磁鋼，轉子鐵芯，轉子壓板二，下軸承部件；所述膨脹機蝸殼固定在發電機外殼上，葉輪與發電機轉軸相連接，發電機轉軸與轉子鐵芯相連，并由上軸承部件和下軸承部件支承，上軸承部件和下軸承部件固定在發電機外殼上，所述轉子鐵芯與轉子磁鋼相連；發電機的所述定子鐵芯和定子繞組相連，定子鐵芯固定在發電機外殼上，發電機定子與轉子之間有氣隙，轉子壓板一和轉子壓板二蓋在發電機轉子兩端起到密封作用；余熱資源在膨脹機的作用下，產生高溫氣體，從膨脹機蝸殼進入，推動葉輪轉動，從而帶動發電機轉軸轉動，使發電機發電。
所述上軸承部件包括上端蓋一，外套一，內套，輔助軸承，外隔圈，內隔圈，頂座，碟簧；所述上端蓋一通過六角圓頭螺釘與發電機外殼相連接，外套一通過內六角圓頭螺釘與上端蓋一相連，外套一上開有冷卻水孔，用于輸送冷卻水，內套上開有螺旋槽，用于冷卻水循環，外套一焊接在內套上，內套上的螺旋槽需與外套一上的冷卻水孔相對齊；冷卻水通過外套一的冷卻水孔，在內套外面螺旋槽進行循環，對高轉速的余熱發電機起到降溫作用；所述內隔圈，外隔圈用于分開上下兩個輔助軸承，輔助軸承起到支承發電機轉軸和徑向定位的作用，上輔助軸承上面放置頂座，頂座上放置碟簧，碟簧的作用在于壓緊頂座，從而壓緊上下輔助軸承。
所述下軸承部件包括上端蓋二，內六角螺釘，外套二，中套，密封圈一，下內套，輔助軸承一，頂座一，下端蓋，調整墊片，定磁環，定導磁環座，密封圈二，動磁環，動導磁環座，上內套，頂座二，輔助軸承二；所述上端蓋二通過內六角螺釘與外套二相連，外套二上開有冷卻水孔，外套二與中套、下內套焊接在一起，中套上也開有冷卻水孔，下端蓋通過內六角螺釘與外套二相連，下端蓋上放有頂座一，頂座一上放置輔助軸承一，輔助軸承一和頂座一均安裝在下內套中，下內套上放有定導磁環座，定磁環放置在定導磁環座中，定磁環下有調整墊片用于調整磁環位置；定磁環上方懸浮動磁環，動磁環安裝在動導磁環座上，上內套套在頂座二和輔助軸承二外面；下端蓋，頂座一，輔助軸承一，定導磁環座，輔助軸承二，頂座二均套在動導磁環座上，上內套和下內套外側均開有螺旋槽，用于冷卻水循環，對發電機進行降溫，以防溫度過高，密封圈一和密封圈二放在中套和外套二之間，起到隔水密封作用。
所述轉子包括轉子磁鋼，轉子鐵芯，轉子保護套，發電機轉軸，轉子采用內置徑向磁路式轉子結構，其中轉子磁鋼選取瓦片形和矩形的結合形式，即轉子磁鋼外圍采用圓弧段，左右及內邊采用直線段；轉子磁鋼鑲嵌在轉子鐵芯周圍，為提高高速旋轉狀態下轉子的強度，轉子外面設有轉子保護套；發電機轉軸與轉子相連接，發電機轉軸帶動轉子旋轉，在定子系統中產生感應電動勢。
與現有技術相比，本發明具有如下突出的實在性特點和顯著的優點：
本發明設計合理，結構緊湊，運行可靠，采用永磁懸浮軸承支承，無需油潤滑，磨損小，能耗低，壽命長，能夠在高轉速下運行，采用通冷卻水的方式進行降溫，能夠充分利用工廠里的余熱資源，起到環保，節能作用，有著廣闊的市場應用前景。
附圖說明
圖1是本發明的整體結構示意圖。
圖2是本發明的上軸承部件結構示意圖。
圖3是本發明的下軸承部件結構示意圖。
圖4是本發明的轉子結構示意圖。
圖5是本發明的定子結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發明的具體實施例做進一步的說明。
如圖1所示，一種立式永磁懸浮余熱發電機，包括發電機外殼，膨脹機蝸殼1，葉輪2，發電機轉軸3，上軸承部件4，定子繞組5，定子鐵芯6，轉子壓板一7，轉子磁鋼8，轉子鐵芯9，轉子壓板二10，下軸承部件11；所述膨脹機蝸殼1固定在發電機外殼上，葉輪2與發電機轉軸3相連接，發電機轉軸3與轉子鐵芯9相連，并由上軸承部件4和下軸承部件11支承，上軸承部件4和下軸承部件11固定在發電機外殼上，所述轉子鐵芯9與轉子磁鋼8相連；發電機的所述定子鐵芯6和定子繞組5相連，定子鐵芯6固定在發電機外殼上，發電機定子與轉子之間有氣隙，轉子壓板一7和轉子壓板二10蓋在發電機轉子兩端起到密封作用；余熱資源在膨脹機的作用下，產生高溫氣體，從膨脹機蝸殼1進入，推動葉輪2轉動，從而帶動發電機轉軸3轉動，使發電機發電。
如圖2所示，所述上軸承部件4包括上端蓋一12，外套一13，內套14，輔助軸承15，外隔圈16，內隔圈17，頂座18，碟簧19；所述上端蓋一12通過六角圓頭螺釘與發電機外殼相連接，外套一13通過內六角圓頭螺釘與上端蓋一12相連，外套一13上開有冷卻水孔，用于輸送冷卻水，內套14上開有螺旋槽，用于冷卻水循環，外套一13焊接在內套14上，內套14上的螺旋槽需與外套一13上的冷卻水孔相對齊；冷卻水通過外套一13的冷卻水孔，在內套14外面螺旋槽進行循環，對高轉速的余熱發電機起到降溫作用；所述內隔圈17，外隔圈16用于分開上下兩個輔助軸承15，輔助軸承15起到支承發電機轉軸和徑向定位的作用，上輔助軸承上面放置頂座18，頂座18上放置碟簧19，碟簧19的作用在于壓緊頂座19，從而壓緊上下輔助軸承15。
如圖3所示，所述下軸承部件11包括上端蓋二20，內六角螺釘21，外套二22，中套23，密封圈一24，下內套25，輔助軸承一26，頂座一27，下端蓋28，調整墊片29，定磁環30，定導磁環座31，密封圈二32，動磁環33，動導磁環座34，上內套35，頂座二36，輔助軸承二37；所述上端蓋二20通過內六角螺釘21與外套二22相連，外套二22上開有冷卻水孔，外套二22與中套23、下內套25焊接在一起，中套23上也開有冷卻水孔，下端蓋28通過內六角螺釘與外套二22相連，下端蓋28上放有頂座一27，頂座一27上放置輔助軸承一26，輔助軸承一26和頂座一27均安裝在下內套25中，下內套25上放有定導磁環座31，定磁環30放置在定導磁環座31中，定磁環30下有調整墊片29用于調整磁環位置；定磁環30上方懸浮動磁環33，動磁環33安裝在動導磁環座34上，上內套35套在頂座二36和輔助軸承二37外面；下端蓋28，頂座一27，輔助軸承一26，定導磁環座31，輔助軸承二37，頂座二36均套在動導磁環座34上，上內套35和下內套25外側均開有螺旋槽，用于冷卻水循環，對發電機進行降溫，以防溫度過高，密封圈一24和密封圈二32放在中套23和外套二22之間，起到隔水密封作用。
如圖4所示，所述的轉子包括轉子磁鋼8，轉子鐵芯9，轉子保護套38，發電機轉軸3，轉子采用內置徑向磁路式轉子結構，其中轉子磁鋼8選取瓦片形和矩形的結合形式，即轉子磁鋼8外圍采用圓弧段，左右及內邊采用直線段；轉子磁鋼8鑲嵌在轉子鐵芯9周圍，為提高高速旋轉狀態下轉子的強度，轉子外面設有轉子保護套38；發電機轉軸3與轉子相連接，發電機轉軸3帶動轉子旋轉，在定子系統中產生感應電動勢。
如圖5所示，本發明定子的結構示意圖，包括定子鐵芯和電樞繞組，定子鐵芯由帶槽的硅鋼片疊壓而成，定子槽型采用半閉口槽。電樞繞組采用三相雙層短距繞組，定子的三相繞組采用星型法連接。