CN100592604C - 一种小型风力发电机及其装配方法 - Google Patents

Abstract

一种小型发电机，包括后座、电机壳、定子、转子、转子轴、支撑转子轴的第一轴承、轮毂盘、前罩，在电机壳上远离后座的一端并朝向后座的内端面上设有第一凸台，在第一凸台内设有安装第一轴承的安装孔，仅安装在定子和转子的一侧设有支撑转子轴的第一轴承，第一轴一端被电机壳的端面抵挡，另一端被止挡圈抵挡；该发电机的装配方法为现压定子在电机壳上，再装止挡圈，然后压定子于电机壳上，再压转子于转子轴上；本发明的发电机的优点是可减少电机的轴向尺寸、体积和重量、后座尾舵的配重、降低风力发电机启动时的启动力矩、提高发电效果、降低加工精度，减少加工成本；本发明装配方法的优点是简单，而且适合大批量生产。

Description

一种小型风力发电机及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种小型风力发电机及其装配方法，特别是涉及一种可用于风能发电的小型发电机及其装配方法。

背景技术

现有的小型风力发电机，均是在发电机转子和定子的两侧均安装有轴承，这必须在发电机转子和定子的两侧设有支撑轴承的端盖结构。如专利号为200620055463.9、名称为一种小型风力发电机公开的技术方案，该发电机包括尾舵、尾舵管、支撑座、发电机、连接法兰、风轮叶片、立柱，在该专利中公开的是在发电机转轴的两端均安装有轴承，在电机壳的两端均设有安装轴承的端盖结构，也就是在发电机转子和定子的两侧均安装有轴承。这种发电机的缺点是电机的轴向尺寸大，电机的体积大，电机的重量增加，这相应会增加发电机后座尾舵的配重，提高电机启动时的启动力矩，这对于小型发电机来说，会大大降低发电效果。还有，在电机壳的两端均设有安装轴承的端盖结构，两端的端盖上安装轴承的安装孔的同心度要求要很高，这会提高加工精度，增加加工成本。

现有的小型发电机的装配方法，都是先将转子固定在转子轴上，再安装其它结构，这种装配方法不能满足一些特殊结构的装配工艺及其大批量生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种只需在发电机转子和定子的一侧安装有轴承、可减少电机的轴向尺寸、体积和重量、降低电机壳的加工精度的小型风力发电机。

本发明的第二个目的是提供一种小型发电机的简单装配方法。

一种小型风力发电机，包括后座、电机壳、定子、转子、转子轴、支撑转子轴的第一轴承、轮毂盘、前罩，电机壳固定在后座上，在前罩上安装有风轮叶片，在电机壳上远离后座的一端并朝向后座的内端面上设有第一凸台，在第一凸台内设有安装第一轴承的安装孔，第一轴承仅安装在第一轴承安装孔内，第一轴承远离后座的一端被电机壳的端面抵挡，在第一轴承靠近后座的一端设有将第一轴承限制在安装孔内的限位装置，第一轴承靠近后座的一端被限位装置抵挡；定子固定在电机壳上，转子固定在转子轴上，定子安装在转子外，转子轴穿过第一轴承和电机壳远离后座的端面，轮毂盘固定在转子轴上，并位于电机壳背离后座的一侧；转子轴穿过轮毂盘，前罩固定在转子轴远离后座一端的端部上。由于只在发电机转子和定子的一侧安装有轴承、减少了电机的轴向尺寸、体积和重量，这相应可减少发电机后座尾舵的配重，降低电机启动时的启动力矩，这对于小型发电机来说，会大大提高发电效果。还有，只需在电机壳的一端设有一个安装轴承的安装孔，孔的同心度要求很容易达到，这可降低加工精度，减少加工成本。

作为改进，在电机壳背离后座的端面上延伸设有环状的第二凸台，转子轴穿过第二凸台的中心孔，在第二凸台的外侧面上设有环状的泻水槽；在轮毂盘朝向电机壳的端面上延伸设有环状的第三凸台和第四凸台，第三凸台和第四凸台同轴，第三凸台位于第四凸台内并高于第四凸台，第三凸台伸入第二凸台的中心孔内，第二凸台置于第三凸台和第四凸台之间。增加泻水槽结构，不需别的防水结构，可有效防止使外部的水进入电机壳与后座所形成的密闭空腔内，提高发电机的使用寿命。

作为改进，在第一轴承安装孔内的内侧壁上靠近后座的一端设有环形凹槽，所述的限位装置为安装在环形凹槽内的止挡圈，这种结构简单，且便于安装。

作为改进，第一轴承为两个，安装在一起，均安装在第一轴承安装孔内。采用两个轴承，可避免线接触，为面接触，从而可避免轴承偏转。

作为改进，沿第一轴承安装孔的内侧壁设有耐磨橡胶圈，第一轴承置于橡胶圈内，因第一轴承与电机壳之间不直接接触，可大大减少第一轴承与电机壳之间的磨擦，减少第一轴承和电机壳损坏的可能性。

作为改进，定子与电机壳过盈配合，在定子的侧面与电机壳的侧面间设有径向的止转螺钉；转子与转子轴过盈配合，在转子轴朝向后座的一端固定有第一螺母。

作为上述方案的共同改进，定子与集电环装置电连接，集电环装置包括电刷、集电环、刷架、轴用卡簧、第二轴承、第三轴承、轴承隔套、轴承端盖，轴承端盖、第二轴承、轴承隔套、第三轴承、轴用卡簧依次套在旋转轴上并置于后座的空腔内，旋转轴与转子轴垂直，集电环支撑在旋转轴上，刷架支撑在第三轴承上并安装在旋转轴和集电环外，刷架、集电环通过螺钉固定在与转子轴垂直的旋转轴上，轴承端盖固定在后座上；电刷与集电环接触并与定子电连接，这种结构的集电环装置，结构简单，且装配容易。

一种小型风力发电机的装配方法，包括以下步骤：

将第一轴承安装在电机壳内第一轴承安装孔内；

安装了第一轴承后，安装第一轴承限位装置，使第一轴承远离后座的一端被电机壳的端面抵挡、第一轴承靠近后座的一端被限位装置抵挡；

安装第一轴承限位装置后，压定子于电机壳内，定子与电机壳过盈配合，使定子固定在电机壳内；

安装完定子后，压转子于转子轴上，转子与转子轴过盈配合，使转子固定在转子轴上。

发电机其余零件的装配顺序可依据需要灵活安排。上述装配方法不但装配简单，而且适合大批量的生产。

作为上述方案的改进，在第一轴承安装孔的内侧壁上靠近后座的一端设有环形凹槽，限位装置为安装在环形凹槽内的止挡圈；安装第一轴承限位装置为将止挡圈安装在第一轴承安装孔内侧壁上的环形凹槽内。

作为上述方法方案的共同改进，还可按以下步骤装配：

转子安装在转子轴上后，先将安装有转子的转子轴套入第一轴承和电机壳的中心孔内，然后将电机壳固定在后座上，再将轮毂盘从电机壳的另一侧固定在转子轴上。

附图说明

图1是本发明从转子轴的中心位置剖切并拆离前罩的剖视示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种小型风力发电机，包括后座1、电机壳2、定子3、转子4、不锈钢转子轴5、两个支撑转子轴5型号为205的第一滚珠轴承6、轮毂盘7、前罩8，在前罩8上安装有风轮叶片(未示出)，在后座1上设有尾舵9。

在电机壳2上远离后座1的一端并朝向后座1的内端面上设有圆锥形的第一凸台10，第一凸台10与电机壳2同轴。在第一凸台10内设有安装第一滚珠轴承6的安装孔，第一滚珠轴承安装孔与第一凸台10同轴。沿第一滚珠轴承安装孔的内侧壁设有耐磨橡胶圈11，两个第一滚珠轴承6均安装在橡胶圈11内。在第一滚珠轴承安装孔内的内侧壁上靠近后座1的一端设有环形凹槽，在环形凹槽内安装有弹性止挡圈12，第一滚珠轴承6远离后座1的一端被电机壳2的端面抵挡，第一滚珠轴承6靠近后座1的一端被止挡圈12抵挡。

定子3固定在电机壳2上，定子3与电机壳2过盈配合，在定子3的侧面与电机壳2的侧面间设有径向的止转螺钉13。转子4固定在转子轴5上，转子4与转子轴5过盈配合，在转子轴5朝向后座1的一端固定有第一螺母14。

在电机壳2背离后座1的端面上延伸设有环状的第二凸台15，转子轴5穿过第一滚珠轴承6、电机壳2远离后座1的端面、第二凸台15的中心孔。在第二凸台15的外侧面上设有环状的泻水槽16；在轮毂盘7朝向电机壳2的端面上延伸设有环状的第三凸台17和第四凸台18，第三凸台17和第四凸台18同轴，第三凸台17位于第四凸台18内并高于第四凸台18，第三凸台17伸入第二凸台15的中心孔内，第二凸台15置于第三凸台17和第四凸台18之间。在轮毂盘7背离后座1的端面上设有凹孔，轮毂盘7通过不锈钢螺母19固定在转子轴5上，不锈钢螺母19置于凹孔内，轮毂盘7位于电机壳2背离后座1的一侧；转子轴5穿过轮毂盘7，前罩8固定在转子轴5远离后座1一端的端部的外螺纹20上。电机壳2通过螺钉32固定在后座1上。

定子3与集电环22装置电连接，集电环22装置包括电刷21、集电环22、刷架23、轴用卡簧24、型号为207的第二轴承25和第三轴承26、轴承隔套27、轴承端盖28，轴承端盖28、第二轴承25、轴承隔套27、第三轴承26、轴用卡簧24依次套在旋转轴29上并置于后座1的空腔内，旋转轴29与转子轴5垂直，集电环22支撑在旋转轴29上，刷架23支撑在第三轴承26上并安装在旋转轴29和集电环22外，刷架23、集电环22通过螺钉30固定在与转子轴5垂直的旋转轴29上，轴承端盖28通过螺钉31固定在后座1上。电刷21与集电环22接触并与定子3电连接。

一种上述小型风力发电机的装配方法，包括以下步骤：

先将弹性橡胶垫安装在第一滚珠轴承安装孔内，然后将第一滚珠轴承6安装在电机壳2内第一滚珠轴承安装孔内；

安装了第一滚珠轴承6后，将弹性止挡圈12安装在环形凹槽内，使第一滚珠轴承6远离后座1的一端被电机壳2的端面抵挡、第一滚珠轴承6靠近后座1的一端被环形凹槽抵挡；

安装环形凹槽后，压定子3于电机壳2内，定子3与电机壳2过盈配合，使定子3固定在电机壳2内；

安装完定子3后，压转子4于转子轴5上，转子4与转子轴5过盈配合，使转子4固定在转子轴5上。

转子4安装在转子轴5上后，先将安装有转子4的转子轴5套入第一滚珠轴承6和电机壳2的中心孔内，然后将电机壳2固定在后座1上，再将轮毂盘7从电机壳2的另一侧固定在转子轴5上。

Claims (10)

1、一种小型风力发电机，包括后座、电机壳、定子、转子、转子轴、支撑转子轴的第一轴承、轮毂盘、前罩，电机壳固定在后座上，在前罩上安装有风轮叶片，其特征是在电机壳上远离后座的一端并朝向后座的内端面上设有第一凸台，在第一凸台内设有安装第一轴承的安装孔，第一轴承仅安装在第一轴承安装孔内，且只在发电机转子和定子的一侧安装第一轴承，第一轴承远离后座的一端被电机壳的端面抵挡，在第一轴承靠近后座的一端设有将第一轴承限制在安装孔内的限位装置，第一轴承靠近后座的一端被限位装置抵挡；定子固定在电机壳上，转子固定在转子轴上，定子安装在转子外，转子轴穿过第一轴承和电机壳远离后座的端面，轮毂盘固定在转子轴上，并位于电机壳背离后座的一侧；转子轴穿过轮毂盘，前罩固定在转子轴远离后座一端的端部上。

2、如权利要求1所述的一种小型风力发电机，其特征是在电机壳背离后座的端面上延伸设有环状的第二凸台，转子轴穿过第二凸台的中心孔，在第二凸台的外侧面上设有环状的泻水槽；在轮毂盘朝向电机壳的端面上延伸设有环状的第三凸台和第四凸台，第三凸台和第四凸台同轴，第三凸台位于第四凸台内并高于第四凸台，第三凸台伸入第二凸台的中心孔内，第二凸台置于第三凸台和第四凸台之间。

3、如权利要求2所述的一种小型风力发电机，其特征是在第一轴承安装孔内的内侧壁上靠近后座的一端设有环形凹槽，所述的限位装置为安装在环形凹槽内的止挡圈。

4、如权利要求3所述的一种小型风力发电机，其特征是所述的第一轴承为两个，安装在一起，均安装在第一轴承安装孔内。

5、如权利要求4所述的一种小型风力发电机，其特征是沿第一轴承安装孔的内侧壁设有耐磨橡胶圈，第一轴承置于橡胶圈内。

6、如权利要求5所述的一种小型风力发电机，其特征是定子与电机壳过盈配合，在定子的侧面与电机壳的侧面间设有径向的止转螺钉；转子与转子轴过盈配合，在转子轴朝向后座的一端固定有第一螺母。

7、如权利要求1至6任意项所述的一种小型风力发电机，其特征是定子与集电环装置电连接，集电环装置包括电刷、集电环、刷架、轴用卡簧、第二轴承、第三轴承、轴承隔套、轴承端盖，轴承端盖、第二轴承、轴承隔套、第三轴承、轴用卡簧依次套在旋转轴上并置于后座的空腔内，旋转轴与转子轴垂直，集电环支撑在旋转轴上，刷架支撑在第三轴承上并安装在旋转轴和集电环外，刷架、集电环通过螺钉固定在与转子轴垂直的旋转轴上，轴承端盖固定在后座上；电刷与集电环接触并与定子电连接。

8、一种如权利要求1所述的小型风力发电机的装配方法，其特征是包括以下步骤：

将第一轴承安装在电机壳内第一轴承安装孔内；

安装了第一轴承后，安装第一轴承限位装置，使第一轴承远离后座的一端被电机壳的端面抵挡、第一轴承靠近后座的一端被限位装置抵挡；

安装第一轴承限位装置后，压定子于电机壳内，定子与电机壳过盈配合，使定子固定在电机壳内；

安装完定子后，压转子于转子轴上，转子与转子轴过盈配合，使转子固定在转子轴上。

9、如权利要求8所述的小型风力发电机的装配方法，其特征是在第一轴承安装孔的内侧壁上靠近后座的一端设有环形凹槽，所述的限位装置为安装在环形凹槽内的止挡圈；安装第一轴承限位装置为将止挡圈安装在第一轴承安装孔内侧壁上的环形凹槽内。

10、如权利要求8或9所述的小型发电机的装配方法，其特征是还可按以下步骤装配：

转子安装在转子轴上后，先将安装有转子的转子轴套入第一轴承和电机壳的中心孔内，然后将电机壳固定在后座上，再将轮毂盘从电机壳的另一侧固定在转子轴上。

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