CN102185441A - 具有多层结构的盘式永磁发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有多层结构的盘式永磁发电机，包括外壳、轴、多组转子、多组定子、多个永磁体和多个线圈，其中，在所述轴上同轴地设置有多组所述转子；所述永磁体固定在所述转子上；所述线圈定子固定在所述外壳上且不与所述轴接触；所述转子与定子之间是以多层的形式、相互交替而间隔设置的，所述多组转子连接而形成的结构固定到所述轴上。由于本发明中的永磁发电机的转子与定子之间是以多层的形式、相互交替而间隔设置的，因此具有转子直径小、易于实现和制造的优点，同时还能提高永磁体的利用率。此外，该永磁发电机，还具有结构简单、性能可靠、成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁发电机，特别是涉及一种具有多层结构的盘式永磁发电机。
背景技术
现有技术中的兆瓦级永磁风力发电机在直驱状态下的转速较低，因此，其转子直径必须很大，这在材料和强度上很难实现，同时，还具有稀土永磁体的利用率低的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、性能可靠、成本低、易于实现和制造、转子直径小、永磁体的利率率高的具有多层结构的兆瓦级盘式永磁发电机。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：一种具有多层结构的盘式永磁发电机，包括外壳、轴、多组转子、多组定子、多个永磁体和多个线圈，其中，在所述轴上同轴地设置有多组所述转子；所述永磁体固定在所述转子上；所述线圈定子固定在所述外壳上且不与所述轴接触；所述转子与定子之间是以多层的形式、相互交替而间隔设置的，所述多组转子连接而形成的结构固定到所述轴上。
进一步，所述盘式永磁发电机还包括轴承，所述轴承将所述轴支撑在所述外壳上。
进一步，所述转子、或定子为圆盘型平板。
进一步，所述永磁体安装在所述转子的孔槽中。
进一步，所述每个线圈独立绕制，且所述线圈不具有铁芯或具有铁芯，所述每个线圈之间可以并联或串联，也可以并、串联结合。
进一步，所述线圈安装在定子的孔槽中。
进一步，每组定子可以串联、并联，或者串、并结合。
进一步，所述转子可以采用镂空结构，也可以加筋，或用轮辐状结构。
进一步，每个所述转子分别固定在一个支撑筒上，然后再通过支撑架连接到所述轴上。
进一步，每个转子都分别固定在所述轴上。
由于本发明中的永磁发电机的转子与定子之间是以多层的形式、相互交替而间隔设置的，因此具有转子直径小、易于实现和制造的优点，同时还能提高永磁体的利用率。此外，该永磁发电机，还具有结构简单、性能可靠、成本低的特点。
附图说明
图1是第一实施例中的盘式永磁发电机的结构示意图。
图2是第二实施例中的盘式永磁发电机的结构示意图。。
图3是第二实施例中的转子结构及磁体在转子上排列示意图。
图4是定子结构示意图。
图5是第一实施例中的转子结构及永磁体在转子上的排列示意图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行详细说明。
图1-2示出了本发明中的具有多层结构的盘式永磁发电机的结构示意图。如图1-2所示，所述盘式永磁发电机包括外壳4、轴5、多组转子6、多组定子7、多个永磁体2和多个线圈3，其中，在所述轴5上同轴地串联有多组所述转子6；所述永磁体2固定在所述转子6上，优选地，所述永磁体2固定在所述转子6上的两个相对的表面上；所述线圈3定子固定在所述外壳4上且不与所述轴5接触。优选地，所述线圈3是有铁芯或无铁芯的。
优选地，所述永磁体是稀土永磁体。
优选地，所述转子的组数大于2，进一步，可以串联无数组。优选地，根据发电机设计，单相发电机的转子数可以是2、3、4、5.....N，三相发电机的转子组数为3的倍数：3、6、9、12......3N。
所述转子6经过串联而形成的结构固定到所述轴5上。
优选地，所述盘式永磁发电机还包括轴承1，所述轴承1将所述轴5支撑在所述外壳4上。
优选地，所述轴5采用钢材，如轴承钢、普通钢、或不锈钢均可。
优选地，所述转子6、定子7、外壳4采用不锈钢、铝、环氧层压板、或者其它非磁性材料制成。
优选地，如图3-5所示，所述转子6、或定子7为圆盘型平板。
优选地，所述定子7通过隼槽、或铆接、或焊接等方法与外壳4连接。
优选地，如图1-2所示，所述转子6与定子7之间是以多层的形式、相互交替而间隔设置的，优选地，转子6与定子7之间是平行排列的。
优选地，如图3，5所示，所述永磁体2安装在转子6的孔槽15中，然后用环氧树脂或其它粘接剂将永磁体固定在孔槽15中，永磁体2的厚度可以低于、等于、大于转子6的厚度。
优选地，所述线圈3独立绕制，且线圈3不具有铁芯或者有铁芯；优选地，所述线圈3采用自粘合漆包线或普通漆包线，其中，用自粘合漆包线绕制的线圈3绕好后加热定型，使用普通漆包线绕制的线圈3绕好后用环氧树脂定型；优选地，线圈3之间可以并联或串联，也可以并、串联结合。
优选地，如图4所示，所述线圈3安装在定子7的孔槽14中，优选地，用环氧树脂或其它粘接剂将线圈3固定到定子7的孔槽14中，优选地，线圈3的厚度可以低于、等于、或大于定子7的厚度。特别地，如果是单相发电机，所有定子上的用于安装线圈3的孔槽的安装相位要完全一致，如果是三相发电机，则安装时，每相邻的三组定子上的用于安装线圈的孔槽的相位错开一定角度(尤其该角度可根据孔槽数量不同而不同)，从而使相位差(优选为120度)，以符合三相电源标准。
优选地，每组定子7(其中，每组定子7在单相时为一个、三相时为三个)可以串联、并联，或者串、并结合，以达到发电机设计指标的要求。
优选地，为减轻重量，在保证转子6的盘结构强度的基础上，所述转子可以采用镂空结构，也可以加筋，用轮辐状结构。
优选地，如图3，5所示，每个转子6上的永磁体2的排布为N极、S极间隔排布，当发电机安装时，多组转子之间也是N极、S极对应安装。
优选地，如图1-2所示，所述经过串联而形成的结构具有两种形式：
第一种形式：
如图1所示，每个转子6分别固定在一个圆筒的支撑筒13上，然后再通过支撑架12连接到轴5上，优选地，所述支撑架12是环状的。
第二种形式：
如图2所示，每个转子6都分别固定在轴5上。所述转子6通过法兰8与轴5连接，优选地，可以铆接、焊接、螺栓连接等，法兰8的数量可以和转子6的数量相等或少于转子6的数量，优选地，还可以仅使用一个法兰8，以用来固定最外侧一个转子6。同时，为保证串联的转子6之间的平行度，在转子6之间安装定位环9，优选地，定位环9的材料为铝、不锈钢等非磁性金属材料，定位环9可以是一个或多个。优选地，转子6之间通过多组拉杆10和螺栓11固定，优选地，所述拉杆10和螺栓11的材料为不锈钢。
由于本发明中的永磁发电机的转子与定子之间是以多层的形式、相互交替而间隔设置的，因此具有转子直径小、易于实现和制造的优点，同时还能提高永磁体的利用率。此外，该永磁发电机，还具有结构简单、性能可靠、成本低的特点。
Claims (10)
1.一种具有多层结构的盘式永磁发电机，包括外壳、轴、多组转子、多组定子、多个永磁体和多个线圈，其中，在所述轴上同轴地设置有多组所述转子；所述永磁体固定在所述转子上；所述线圈定子固定在所述外壳上且不与所述轴接触；所述转子与定子之间是以多层的形式、相互交替而间隔设置的，所述多组转子连接而形成的结构固定到所述轴上。
2.如权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：优选地，所述盘式永磁发电机还包括轴承，所述轴承将所述轴支撑在所述外壳上。
3.如权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：所述转子、或定子为圆盘型平板。
4.如权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：优选地，所述永磁体安装在所述转子的孔槽中。
5.如权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：所述每个线圈独立绕制，且所述线圈不具有铁芯或具有铁芯，所述每个线圈之间可以并联或串联，也可以并、串联结合。
6.如权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：所述线圈安装在定子的孔槽中。
7.如权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：每组定子可以串联、并联，或者串、并结合。
8.如权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：所述转子可以采用镂空结构，也可以加筋，或用轮辐状结构。
9.如权利要求1-8任一项所述的盘式永磁发电机，其特征在于：每个所述转子分别固定在一个支撑筒上，然后再通过支撑架连接到所述轴上。
10.如权利要求1-8任一项所述的盘式永磁发电机，其特征在于：每个转子都分别固定在所述轴上。
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