CN103730963A - 极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构，包括与发电机主轴同轴并可相对其转动的主、从动磁钢盘，主、从动磁钢盘相对的盘面上设置有若干对极性相反的磁钢，磁钢与主、从动磁钢盘的厚度比均为1.25~1.67，且主、从动磁钢盘相对的盘面上设置有用于固定磁钢的磁钢定位盘，磁钢定位盘上设置有通孔，所述磁钢安装在通孔内且与主动磁钢盘或者从动磁钢盘粘接。该结构通过将磁钢与主、从动磁钢盘的厚度比限定在1.25~1.67，防止了漏磁现象，同时利用磁钢定位板上的通孔对磁钢进行限位，有效防止了磁钢移位和脱落，保证风力发电机正常工作。

Description

极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构

技术领域

 本发明涉及风力发电机技术领域，特别是极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构。

背景技术

风力发电系统是一种利用自然风力驱动叶片，通过叶片驱动发电机工作，将风能转变为电能的装置。无铁芯结构的风力发电机是一种应用最为广泛的风力发电系统，其主要包括同轴设置于发电机主轴上的线圈盘及主、从动磁钢盘，线圈盘置于主、从动磁钢盘之间且其上设置有线圈，主、从动磁钢盘相对的盘面上均匀的设有若干极性相反的磁钢以形成磁通，所述主动磁钢盘可转动安装于发电机主轴上且其两端分别与风轮和从动磁钢盘固定连接，该结构通过风力推动风轮转动，由风轮带动主、从动磁钢盘转动，使固定安装于发电机主轴上的线圈盘针对其两侧的主、从动磁钢盘之间的磁通作切割磁力线运动，从而在线圈盘上产生感应电动势，通过接线端子将该电动势引出并接入到回路中即可产生电流。然而，现有的无铁芯结构的风力发电机的磁钢盘结构存在如下缺陷：磁钢盘与磁钢的厚度设计不合理，导致主、从动磁钢盘之间形成的磁通泄露至主、从动磁钢盘之外，影响发电效率和发电量，而且磁钢直接粘贴于磁钢盘上，在磁钢盘高速旋转的情况下容易导致磁钢移位，导致磁钢上相邻磁钢之间的间距缩短，使磁钢盘上相邻磁钢之间产生漏磁，从而减少了主、从动磁钢盘之间的磁力线，减少磁通密度，降低其发电量；严重时甚至导致磁钢脱落，造成风力发电机工作失效。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种防止磁漏，可以有效固定磁钢并防止磁钢移位的极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构，包括与发电机主轴同轴并可相对其转动的主、从动磁钢盘，主、从动磁钢盘相对的盘面上设置有若干对极性相反的磁钢，所述磁钢与主、从动磁钢盘的厚度比均为1.25~1.67，且主、从动磁钢盘相对的盘面上设置有用于固定磁钢的磁钢定位盘，磁钢定位盘上设置有通孔，所述磁钢安装在通孔内且与主动磁钢盘或者从动磁钢盘粘接。

作为上述技术方案的改进，所述主、从动磁钢盘上的磁钢形状为梯形且围绕各自的磁钢盘中心均匀分布，主、从动磁钢盘上相邻磁钢之间沿各自的磁钢盘径向的间距始终相等。

进一步，所述磁钢定位盘通过螺丝固定连接于主动磁钢盘或者从动磁钢盘上。

进一步，所述主动磁钢盘与从动磁钢盘通过螺栓固定连接且该螺栓位于主、从动磁钢盘之间的部分套接有气隙限位隔套。

进一步，所述主动磁钢盘套接在发电机主轴上且其中心轴孔内的前后端分别设有前、后轴承，所述前、后轴承之间设置有轴承内隔套。

进一步，所述主、从动磁钢盘上均设置有偶数个减重孔。

本发明的有益效果是：本发明通过将磁钢与主、从动磁钢盘的厚度比限定在1.25~1.67，使磁力线集中在主、从动磁钢盘之间，防止了漏磁现象，大大提高了磁钢的磁能利用率，而且通过在主、从动磁钢盘上安装带通孔的磁钢定位板，将磁钢粘接在通孔内露出来的磁钢盘上，利用通孔的侧壁对磁钢的侧壁进行限位，有效防止了磁钢移位和脱落，保证风力发电机正常工作。此外，主、从动磁钢盘上的磁钢形状为梯形且围绕各自的磁钢盘周向均匀分布，同时主、从动磁钢盘上相邻磁钢之间沿各自的磁钢盘径向的间距始终保持相等，防止磁钢盘上相邻磁钢之间的漏磁现象，从而增加了主、从动磁钢盘之间的磁通量，进一步提高了发电量及发电效率，同时主动磁钢盘通过其中心轴孔内的前后端分别设置的前、后轴承可转动地套接在发电机主轴上的结构，消除了悬臂效应，由于轴承的外圈转动，轴承的内圈紧固在发电机主轴上不转动，因而增大了启动力矩，降低了对启动风力的要求，扩大了本发明的适用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明安装于风力发电机上的立体示意图；

图2是本发明安装于风力发电机上的剖视图；

图3是本发明中的主动磁钢盘、磁钢定位盘及磁钢装配后的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是本发明中的从动磁钢盘、磁钢定位盘及磁钢装配后的结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明中的主动磁钢盘的立体示意图；

图8是本发明中的从动磁钢盘的立体示意图；

图9是本发明中的定位盘的立体示意图；

图10是本发明中的磁钢的立体示意图。

具体实施方式

参照图1至图10，本发明的极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构，包括与发电机主轴1同轴并可相对其转动的主、从动磁钢盘21、22，主、从动磁钢盘21、22相对的盘面上设置有若干对极性相反的磁钢23，所述磁钢23与主、从动磁钢盘21、22的厚度比均为1.25~1.67，上述的厚度比使磁力线集中在主、从动磁钢盘21、22之间，防止了漏磁现象，大大提高了磁钢23的磁能利用率，在本实施例中，所述磁钢23的厚度为10mm，所述主、从动磁钢盘21、22的厚度相等且为6mm或8mm。所述主、从动磁钢盘21、22相对的盘面上设置有用于固定磁钢23的磁钢定位盘24，磁钢定位盘24上设置有通孔241，所述磁钢23安装在通孔241内且与主动磁钢盘21或者从动磁钢盘22粘接。上述结构中磁钢23粘接在通孔241内露出来的磁钢盘上，通过通孔241的侧壁对磁钢23的侧壁进行限位，有效防止了磁钢23移位和脱落，保证风力发电机正常工作。优选地，所述磁钢定位盘24通过螺丝10固定连接于主动磁钢盘21或者从动磁钢盘22上，使得磁钢定位盘24在磁钢盘旋转过程中不易从磁钢盘上掉落，保证了其对磁钢23的限位作用。

进一步，考虑到传统的方形形状的磁钢23围绕圆形的磁钢盘均匀分布时，相邻磁钢23之间沿磁钢盘径向的间距D并不保持一致，而是越靠近圆心的位置该间距D越小，使磁钢盘上相邻磁钢之间产生漏磁，从而减少了主、从动磁钢盘之间的磁力线，减少磁通密度，降低其发电量，所述主、从动磁钢盘21、22上的磁钢23形状为梯形且围绕各自的磁钢盘中心均匀分布，主、从动磁钢盘21、22上相邻磁钢23之间沿各自的磁钢盘径向的间距始终相等，防止了相邻磁钢23之间的漏磁现象，从而增加了主、从动磁钢盘21、22之间的磁通量，进一步提高了发电量及发电效率。

进一步，所述主动磁钢盘21与从动磁钢盘22通过螺栓20固定连接且该螺栓20位于主、从动磁钢盘21、22之间的部分套接有气隙限位隔套30。主、从动磁钢盘21、22通过螺栓20固定连接，连接牢固不易松脱，保证了主、从动磁钢盘21、22运动的同步性，从而使得主、从动磁钢盘21、22之间形成稳定而均匀的磁场，同时上述气隙限位隔套30保证了主、从动磁钢盘21、22之间的距离，避免了线圈盘与主、从动磁钢盘21、22之间的运动干涉。

优选地，所述主动磁钢盘21套接在发电机主轴1上且其中心轴孔内的前后端分别设有前、后轴承51、52，所述前、后轴承51、52之间设置有轴承内隔套53。发电机的风轮4固定安装于主动磁钢盘21对应线圈盘31的另一侧上，工作时，发电机主轴1与线圈盘31固定不动，风轮4在风力推动下转动，并带动主动磁钢盘21转动，主动磁钢盘21通过螺栓20带动从动磁钢盘22同步绕发电机主轴1转动，从而使线圈盘31针对其两侧的主、从动磁钢盘21、22之间的磁通作切割磁力线运动。本发明中的主动磁钢盘21由于采用前、后轴承51、52可转动地套接在发电机主轴1上的结构，消除了悬臂效应，同时由于轴承的外圈转动，轴承的内圈紧固在发电机主轴上不转动，因而增大了启动力矩，降低了对启动风力的要求，扩大了本发明的适用范围。

此外，为了减轻主、从动磁钢盘21、22的重量，本具体实施例中，所述主、从动磁钢盘21、22上均设置有偶数个减重孔40，优选地，所述减重孔40围绕各自的磁钢盘中心均匀分布。

当然，本发明除了上述实施方式之外，还可以有其它结构上的变形，这些等同技术方案也应当在其保护范围之内。

Claims (6)

1.极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构，包括与发电机主轴（1）同轴并可相对其转动的主、从动磁钢盘（21、22），主、从动磁钢盘（21、22）相对的盘面上设置有若干对极性相反的磁钢（23），其特征在于：所述磁钢（23）与主、从动磁钢盘（21、22）的厚度比均为1.25~1.67，且主、从动磁钢盘（21、22）相对的盘面上设置有用于固定磁钢（23）的磁钢定位盘（24），磁钢定位盘（24）上设置有通孔（241），所述磁钢（23）安装在通孔（241）内且与主动磁钢盘（21）或者从动磁钢盘（22）粘接。

2.根据权利要求1所述的极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构，其特征在于：所述主、从动磁钢盘（21、22）上的磁钢（23）形状为梯形且围绕各自的磁钢盘中心均匀分布，主、从动磁钢盘（21、22）上相邻磁钢（23）之间沿各自的磁钢盘径向的间距始终相等。

3.根据权利要求1所述的极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构，其特征在于：所述磁钢定位盘（24）通过螺丝（10）固定连接于主动磁钢盘（21）或者从动磁钢盘（22）上。

4.根据权利要求1所述的极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构，其特征在于：所述主动磁钢盘（21）与从动磁钢盘（22）通过螺栓（20）固定连接且该螺栓（20）位于主、从动磁钢盘（21、22）之间的部分套接有气隙限位隔套（30）。

5.根据权利要求4所述的极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构，其特征在于：所述主动磁钢盘（21）套接在发电机主轴（1）上且其中心轴孔内的前后端分别设有前、后轴承（51、52），所述前、后轴承（51、52）之间设置有轴承内隔套（53）。

6.根据权利要求1至5任一所述的极端条件下风力发电系统用磁钢盘结构，其特征在于：所述主、从动磁钢盘（21、22）上均设置有偶数个减重孔（40）。

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