專利名稱：軸向磁場永磁風力發電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種永磁發電機。特別涉及一種永磁風力發電機。
背景技術：
小型交流永磁發電機按照主磁場方向的不同，有徑向磁場型式和切向磁場 型式兩種，二者的磁場方向所在平面均與轉軸(線)垂直。現有的永磁發電機 用于風力發電時，通常采用的是磁場方向與軸線垂直的結構。如目前技術比較
先進的廣州紅鷹Hy-400W風力發電機和江蘇淮安FD2.7-500永磁風力發電機均是 磁場方向與軸線垂直的結構。這種結構的永磁風力發電機單邊磁拉力大，漏磁 多，同時定子繞組按一定規律嵌放在鐵心槽中，電機運轉時因齒槽效應，電磁 轉矩會產生脈動。因而這種結構的永磁風力發電機額定風速均較高(10 12m/s)， 風葉直徑偏大，在風速較小的情況下，輸出功率小，不能很好地利用風能。
實用新型內容
本實用新型旨在提供一種可以在低風速、小風量情況下能輸出較大的功率， 適應風速范圍寬，運行效率高的永磁風力發電機。
本實用新型軸向磁場永磁風力發電機采用雙(上、下)轉子的軸向磁場結 構，包括主軸、定子和上、下轉子端蓋，定子由若干個空心結構的集中定子線 圈圓周均布于定子圓盤內注塑而成，無槽無鐵心，上、下轉子端蓋分別由上、 下轉子磁鋼和上、下轉子背軛組成，上、下轉子磁鋼極性交錯均布于上、下轉 子端蓋圓盤內，上、下轉子端蓋由圓筒形機殼連接，定子固定在主軸上，上、 下轉子端蓋和定子構成雙氣隙，上、下轉子端蓋通過鋁合金結構與風輪連接， 直接由風葉帶動旋轉。電機整體呈扁平圓盤形結構。本實用新型軸向磁場永磁風力發電機主磁路從一個極出發，軸向穿過氣隙 和與之相對的另一極，沿周向經過轉子背軛再穿過相鄰的磁極和軸向氣隙，最 后沿轉子軛部閉合，磁場方向與軸線平行，克服了單邊磁拉力，減少了漏磁， 極面下磁密分布更加均勻，充分利用了永磁材料，氣隙磁密比單邊磁體結構提 高10%左右，有利于提升電機性能、降低成本、縮小體積。
定子無齒無槽無鐵心，結構簡單，控制靈活，轉動慣量小，轉矩脈動大為 改善，響應速度快。
轉子旋轉時，永磁體又兼具風扇作用，有助于電機的散熱。
為進一步改善電機的風速適應范圍，定子可以采用變極繞組，設置多種輸 出模式，在轉子上設有轉速傳感器，通過轉速傳感器發出的實時速度信號(指 令)控制定子線圈切換繼電器，自動切換定子線圈的連接方式，滿足從低速到 高速的寬風速、寬功率范圍內高效率運轉發電的要求。
本實用新型軸向磁場永磁風力發電機可以在低風速、小風量情況下，輸出 較大的功率，適應風速范圍寬，運行效率高。
圖1為本實用新型軸向磁場永磁風力發電機一個實施例的結構示意圖； 圖2為圖1所示實施例的轉子磁鋼配置示意圖； 圖3為圖1所示實施例的定子線圈配置示意圖； 圖4為圖1所示實施例的定子線圈連接的切換模式。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖中1、主軸 2、下轉子端蓋 3、上轉子端蓋 4、軸承 5、上 轉子背軛6、上轉子磁鋼 7、下轉子磁鋼8、下轉子背軛 9、圓筒形機殼10、定子線圈 11、定子圓盤
如圖所示，本實用新型永磁風力發電機包括主軸l、定子、上轉子端蓋2和
下轉子端蓋3，上轉子端蓋2和下轉子端蓋3由圓筒形機殼9連接，上、下轉子 端蓋2、 3和定子線圈10構成雙氣隙，定子線圈10固定在主軸I上，主軸1固 定在底座上，上、下轉子端蓋2、 3通過鋁合金結構與風輪連接，直接由風葉帶 動旋轉。電機整體呈扁平圓盤形結構。
定子由定子線圈IO和定子圓盤11組成，16個空心結構的集中定子線圈10 圓周均布于定子圓盤11內，定子線圈IO與絕緣膠木酚醛塑料(電木)的定子 圓盤ll'注塑成一體。定子圓盤ll中心開有孔，孔周圍的16個小孔尺寸與繞組 內圈的尺寸完全一致，以利于磁通的穿越和被切割。旋轉的磁場被固定的線圈 切割，則感應而發電。定子繞組有16極串聯、8極2并聯、4極4并聯、2極8 并聯四種輸出模式，通過設在轉子上的轉速傳感器發出實時速度信號(指令) 控制定子線圈切換繼電器，自動切換定子線圈的連接方式。定子繞組采用》 0.8mm的漆包線繞制，繞圈數量16，每線圈繞120匝，16線圈均布于定子圓平 面內。
上、下轉子端蓋2、 3由高性能的稀土永磁材料(NdFeB)與鋼板粘接，上、 下轉子端蓋2、 3分別由上、下轉子磁鋼6、 7和上、下轉子背軛5、 8組成，16 塊經過優化設計尺寸的上、下轉子磁鋼6和7，分別極性交錯地均布于上、下轉 子端蓋2、 3圓盤內，上、下轉子背軛5和8，采用軟鐵等高導磁率材料，以利 于形成閉合的主磁路。上、下轉子端蓋2、 3裝有16個N、 S極性交替配置的永 磁鋼，磁極定位后用環氧樹脂固定。為進一步減少漏磁，轉子采用鋁材料邊樣， 起到隔磁作用。
權利要求1、一種軸向磁場永磁風力發電機，包括主軸(1)、定子和轉子，其特征在于定子由若干個空心結構的集中定子線圈(10)圓周均布于定子圓盤(11)內注塑而成，無槽無鐵心，轉子為上、下雙轉子，上、下轉子端蓋(2、3)分別由上、下轉子磁鋼(6、7)和上、下轉子背軛(5、8)組成，上、下轉子磁鋼(6、7)極性交錯均布于上、下轉子端蓋(2、3)圓盤內，上、下轉子端蓋(2、3)由圓筒形機殼(9)連接，定子固定在主軸(1)上，上、下轉子端蓋(2、3)和定子構成雙氣隙，上、下轉子端蓋(2、3)通過鋁合金結構與風輪連接。
2、 根據權利要求l所述的一種軸向磁場永磁風力發電機，其特征在于定子由16個空心結構的集中定子線圈(10)圓周均布于絕緣膠木酚醛塑料的定子圓盤(11)內，定子線圈(10)與定子圓盤(11)注塑成一體。
3、 根據權利要求2所述的一種軸向磁場永磁風力發電機，其特征在于定子圓盤(11)中心開有孔，孔周圍的16個小孔尺寸與繞組內圈的尺寸完全一致。
4、 根據權利要求1或2所述的一種軸向磁場永磁風力發電IH，其特征在于:定子繞組有16極串聯、8極2并聯、4極4并聯、2極8并聯四種輸出模式，轉子上設有轉速傳感器，定子上有線圈切換繼電器。
專利摘要本實用新型公開了一種軸向磁場永磁風力發電機，包括主軸(1)、定子和轉子，定子由若干個空心結構的集中定子線圈(10)圓周均布于定子圓盤(11)內注塑而成，定子無槽無鐵心，轉子為上、下雙轉子，上、下轉子端蓋(2、3)分別由上、下轉子磁鋼(6、7)和上、下轉子背軛(5、8)組成，上、下轉子磁鋼(6、7)極性交錯均布于上、下轉子圓盤內，上、下轉子端蓋(2、3)由圓筒形機殼(9)連接，定子固定在主軸(1)上，上、下轉子端蓋(2、3)和定子構成雙氣隙，上、下轉子端蓋(2、3)通過鋁合金結構與風輪連接。這種永磁風力發電機可以在低風速、小風量情況下輸出較大的功率，適應風速范圍寬，運行效率高。
文檔編號H02K1/22GK201403035SQ200920088649
公開日2010年2月10日 申請日期2009年2月24日 優先權日2009年2月24日
發明者周保臣, 彭曉華, 鄧隱北, 翔 龍 申請人:河南森源電氣股份有限公司