CN102340209B - 永磁飞轮式发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明创造公开了一种永磁飞轮式发电机，包括联轴飞轮盘(10)、环形飞轮盘(13)、内外扇形永磁块(7、12)、卷铁芯(6)、感应绕组(4)、绝缘支架(3)、离心风扇(9)、防护罩(1)，沿轴向按联轴飞轮盘(10)—内扇形永磁块(7)—气隙—卷铁芯(6)—气隙—外扇形永磁块(12)—环形飞轮盘(13)依次排列，环形飞轮盘(13)固定在联轴飞轮盘(10)，内扇形永磁块(7)均布在联轴飞轮盘(10)，外扇形永磁块(12)均布在环形飞轮盘(13)，外扇形永磁块(12)与内扇形永磁块(7)对称分布且磁极同性，卷铁芯(6)与绝缘支架(3)固定后再环绕感应绕组(4)，绝缘支架(3)固定在发动机体(8)上。采用本结构后，永磁发电机与发动机飞轮为一体，无机座，无轴承，具有结构简单合理、安装方便、散热效果好、效率高、寿命长等优点。

Description

永磁飞轮式发电机
技术领域
本发明创造涉及一种发电机，特别是一种与发动机配套使用的永磁飞轮式发电机。
背景技术
随着稀土永磁材料的迅猛发展，稀土永磁材料在电机领域已开始广泛应用，稀土永磁材料制成的永磁交流发电机具有体积小、重量轻、效率高等特点，为利用发动机的飞轮空间提供了基础。现有的永磁发电机的永磁块分布在转子外圆面，感应绕组安装在定子上，定子固定在发动机体上，该结构存在的不足之处：一是感应绕组绕线烦琐、安装困难，劳动生产效率低下；二是感应绕组内部无空隙，无冷却空气散热通道，只能靠表面散热，温升高，运行效率低，功率受到一定的限制；三是永磁块与感应绕组之间间隙大，单方向感应，发电机工作效率低；四是永磁块不易固定，容易脱落。为此，许多生产厂家和有识之士都进行了开发和研究，但至今未有理想的产品面世。
发明内容
为克服现有永磁飞轮式发电机所存在的上述不足，本发明创造的目的是提供一种结构简单合理、生产安装方便、散热效果好、发电效率高、使用寿命长的永磁飞轮式发电机。
本发明创造解决上述技术问题所采用的技术方案，它包括固定在发动机轴上的联轴飞轮盘、环形飞轮盘、内外扇形永磁块、卷铁芯、感应绕组、绝缘支架、离心风扇、防护罩，沿轴向按联轴飞轮盘—内扇形永磁块—气隙—卷铁芯—气隙—外扇形永磁块—环形飞轮盘依次排列，环形飞轮盘固定在联轴飞轮盘，内扇形永磁块同心均布在联轴飞轮盘，外扇形永磁块同心均布在环形飞轮盘，环形飞轮盘上的外扇形永磁块与联轴飞轮盘的内扇形永磁块对称分布且磁极同性，卷铁芯外圆与绝缘支架固定后再环绕感应绕组，绝缘支架固定在发动机体上。
本发明创造的进一步方案，所述的绝缘支架高出发动机体，防护罩固定在绝缘支架上，防护罩与发动机体之间形成环形出风口，防护罩上设有进风口，形成进风口—离心风扇—环形飞轮盘与联轴飞轮盘之间的通风道—卷铁芯两侧的气隙—环形出风口的排风冷却通道。
本发明创造的更进一步方案，所述相邻的内扇形永磁块和外扇形永磁块的磁性方向按N极和S极依次排列，在内扇形永磁块与卷铁芯之间形成内扇形永磁块的N极—气隙—卷铁芯—气隙—相邻内扇形永磁块的S极的永磁磁通回路，在外扇形永磁块与卷铁芯之间形成外扇形永磁块的N极—气隙—卷铁芯—气隙—相邻外扇形永磁块的S极的永磁磁通回路。
本发明创造的更进一步方案，所述联轴飞轮盘上设有环形凸台，凸台上设有与启动发动机啮合的环形齿轮。
本发明创造的更进一步方案，所述的联轴飞轮盘和环形飞轮盘由导磁材料制成。
采用上述结构后，与现有技术比较有如下优点和效果：
1、飞轮由联轴飞轮盘和环形飞轮盘组成，内外扇形永磁块对应固定在联轴飞轮盘和环形飞轮盘的侧面，内外扇形永磁块安装简单方便、牢固，卷铁芯和感应绕组安装在内外扇形永磁块之间，双向磁场感应，发电效率高，利用扇形永磁块的永磁磁场实现交流发电，输出三相交流电源。
2、创新设计了进风口—离心风扇—环形飞轮盘与联轴飞轮盘之间的通风道—卷铁芯两侧的气隙—环形出风口的排风冷却通道，感应绕组散热效果好，运行效率稳定。
3、电压稳定度高，小于5%，电压波形正弦性好，供电品质优良。
4、联轴飞轮盘和环形飞轮盘组成的飞轮既是发电机又是发动机的飞轮，无机座，无轴承。
5、效率高、体积小、重量轻、结构简单。
附图说明
图1为本发明创造的结构示意图。
图2为本发明创造防护罩进风口示意图。
图3为本发明创造感应绕组分布结构示意图。
其中1为防护罩，2为环形出风口，3为绝缘支架，4为感应绕组，5为环形齿轮，6为卷铁芯，7为内扇形永磁块，8为发动机体，9为离心风扇，10为联轴飞轮盘，11为发动机轴，12为外扇形永磁块，13为环形飞轮盘，14为进风口。
具体实施方式
图1至图3所示，为本发明创造永磁飞轮式发电机的具体实施方案，它包括固定在发动机轴11上的联轴飞轮盘10、环形飞轮盘13、内外扇形永磁块7、12、卷铁芯6、感应绕组4、绝缘支架3、离心风扇9、防护罩1，沿轴向按联轴飞轮盘10—内扇形永磁块7—气隙—卷铁芯6—气隙—外扇形永磁块12—环形飞轮盘13依次排列，环形飞轮盘13固定在联轴飞轮盘10，内扇形永磁块7同心均布在联轴飞轮盘10，外扇形永磁块12同心均布在环形飞轮盘13，环形飞轮盘13上的外扇形永磁块12与联轴飞轮盘10的内扇形永磁块7对称分布且磁极同性，即N极与N极相对，S极与S极相对，内外扇形永磁块7、12的数量根据发电机需要确定，可构成50Hz或400Hz交流电输出的永磁交流发电机，卷铁芯6是用一定宽度的硅钢带卷制成圆环形状而成，卷铁芯6外表面包有绝缘层，卷铁芯6外圆与绝缘支架3固定后再环绕三相感应绕组4，绝缘支架3固定在发动机体8上，卷铁芯6与发动机轴11同心。所述的联轴飞轮盘10和环形飞轮盘13由导磁材料制成。
所述的离心风扇9固定在联轴飞轮盘10上，绝缘支架3高出发动机体8，防护罩1固定在绝缘支架3上，防护罩1与发动机体8之间形成环形出风口2，防护罩1上设有进风口14，形成进风口14—离心风扇9—环形飞轮盘13与联轴飞轮盘10之间的通风道—卷铁芯6两侧的气隙—环形出风口2的排风冷却通道，散热空气在离心风扇9的作用下从进风口14吸入，对卷铁芯6和感应绕组4冷却后从形成进风口14排出。
所述相邻的内扇形永磁块7和外扇形永磁块12的磁性方向按N极和S极依次排列，在内扇形永磁块7与卷铁芯6之间形成内扇形永磁块7的N极—气隙—卷铁芯6—气隙—相邻内扇形永磁块7的S极的永磁磁通回路，在外扇形永磁块12与卷铁芯6之间形成外扇形永磁块12的N极—气隙—卷铁芯6—气隙—相邻外扇形永磁块12的S极的永磁磁通回路。当发动机驱动永磁飞轮式发电机正常运转后，发动机轴11带动联轴飞轮盘10和环形飞轮盘13旋转，内外扇形永磁块7、12也随之旋转，卷铁芯6上的感应绕组4同时切割二侧内外扇形永磁块7、12的永磁磁场，从而感应产生交流电源。
为了便于启动发动机，所述联轴飞轮盘10上设有环形凸台，凸台上设有与启动电机啮合的环形齿轮5。

Claims (5)

1.一种永磁飞轮式发电机，包括固定在发动机轴(11)上的联轴飞轮盘(10)、环形飞轮盘(13)、内外扇形永磁块(7、12)、卷铁芯(6)、感应绕组(4)、绝缘支架(3)、离心风扇(9)、防护罩(1)，其特征是：沿轴向按联轴飞轮盘(10)—内扇形永磁块(7)—气隙—卷铁芯(6)—气隙—外扇形永磁块(12)—环形飞轮盘(13)依次排列，环形飞轮盘(13)固定在联轴飞轮盘(10)，内扇形永磁块(7)同心均布在联轴飞轮盘(10)，外扇形永磁块(12)同心均布在环形飞轮盘(13)，环形飞轮盘(13)上的外扇形永磁块(12)与联轴飞轮盘(10)的内扇形永磁块(7)对称分布且磁极同性，卷铁芯(6)外圆与绝缘支架(3)固定后再环绕感应绕组(4)，绝缘支架(3)固定在发动机体(8)上。
2.根据权利要求1所述的永磁飞轮式发电机，其特征是：所述的绝缘支架(3)高出发动机体(8)，防护罩(1)固定在绝缘支架(3)上，防护罩(1)与发动机体(8)之间形成环形出风口(2)，防护罩(1)上设有进风口(14)，形成进风口(14)—离心风扇(9)—环形飞轮盘(13)与联轴飞轮盘(10)之间的通风道—卷铁芯(6)两侧的气隙—环形出风口(2)的排风冷却通道。
3.根据权利要求1或2所述的永磁飞轮式发电机，其特征是：所述相邻的内扇形永磁块(7)和外扇形永磁块(12)的磁性方向按N极和S极依次排列，在内扇形永磁块(7)与卷铁芯(6)之间形成内扇形永磁块(7)的N极—气隙—卷铁芯(6)—气隙—相邻内扇形永磁块(7)的S极的永磁磁通回路，在外扇形永磁块(12)与卷铁芯(6)之间形成外扇形永磁块(12)的N极—气隙—卷铁芯(6)—气隙—相邻外扇形永磁块(12)的S极的永磁磁通回路。
4.根据权利要求3所述的永磁飞轮式发电机，其特征是：所述联轴飞轮盘(10)上设有环形凸台，凸台上设有与启动电机啮合的环形齿轮(5)。
5.根据权利要求4所述的永磁飞轮式发电机，其特征是：所述的联轴飞轮盘(10)和环形飞轮盘(13)由导磁材料制成。
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