CN112202305B - 一种盘式永磁发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盘式永磁发电机，包括动子和定子；定子的外圈绝缘的设有电源环；定子在线圈背面间隔着固定反向增速轮和正向减速轮；反向增速轮和正向减速轮相对的表面分别固定圆形的第二阻尼环和第二行星轮系；在反向增速轮相邻同侧的传动轴上固定中心轮，且中心轮的外圈布置多个第一行星轮，且所有的第一行星轮通过行星支架连接成一体；在第一行星轮的外部啮合外轮；外轮的外圆周面上布置若干个阻尼弧片拼接构成的圆形的离心阻尼环。有益效果：本发明通过改变转子和定子的相对速度，实现让输出电压和电流始终处于相对安全的范围；通过机械结构的连接间接的确保了电力设备的安全运行，为盘式永磁发电机的安全工作增加了另一层冗余保护。

Description

一种盘式永磁发电机
技术领域
本发明涉及发电机领域，具体涉及一种盘式永磁发电机。
背景技术
盘式永磁发电机作为由于其具有轴向尺寸较小，被广泛应用。盘式永磁发电机由于使用的是永磁体，因此在转速相同的时候，发电量是不变的，但是如果将永磁发电机应用到实际应用上，如果遇到不稳定的转速，会限制发电机中发电量输出的稳定。
因此，对于非恒定转速的场所，如风力发电或者车辆行驶时带来的转速扭矩等，就会影响发电机的正常输出。特别是对于低功率低速环境下，更难保证稳定发电机的输出。
发明内容
为了解决：1、在输入转速不稳定情况下，导致发电机输出电压不稳定的情况；2、通过较高转速让发电机获得较大电压和电流对发电机设备的损坏；本发明提供一种盘式永磁发电机。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种盘式永磁发电机，包括在传动轴上固定设有永磁体的动子，以及相对动子旋转的定子上设有与永磁体相对的线圈；所述传动轴相对支架旋转；
所述定子的外圈绝缘的设有正负两圈电源环，且该电源环与外接导体的引电部接触连接；
所述定子在线圈背面间隔着固定圆形的反向增速轮和正向减速轮，且反向增速轮和定子的中心通过第一阻尼环与传动轴接触连接；所述反向增速轮和正向减速轮相对的表面分别固定圆形的第二阻尼环和第二行星轮系；
在反向增速轮相邻同侧的传动轴上固定中心轮，且中心轮的外圈布置多个第一行星轮，且所有的第一行星轮通过行星支架连接成一体；在第一行星轮的外部啮合外轮；
所述外轮的外圆周面上布置若干个阻尼弧片拼接构成的圆形的离心阻尼环；
每个阻尼弧片上设有导向孔，在导向孔内设有“T”形导向杆，该导向杆一端固定在外轮外表面，所有的导向杆整体呈圆形发散状；每个阻尼弧片的内弧面通过弹簧与外轮表面固定。
进一步地，所述引电部包括两组导体材料的弹性金属片；且所述弹性金属片分别与电源环的正负极分别接触连接。
进一步地，所述行星支架与支架保持相对静止。
进一步地，所述第一阻尼环、第二阻尼环的材料是摩擦片。
进一步地，所有的弹簧一直处于等拉力的拉伸状态。
进一步地，所有导向杆远端构成的圆形边缘直径尺寸小于第二行星轮系的内径尺寸。
进一步地，所述第二行星轮系是固定在定子上且圆形分布的若干个第二行星齿轮。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过改变转子和定子的相对速度，实现让输出电压和电流始终处于相对安全的范围。本发明还通过机械结构的连接间接的确保了电力设备的安全运行，为盘式永磁发电机的安全工作增加了另一层冗余保护。
附图说明
图1为本发明的侧面结构示意图；
图2为图1中A-A处的截面图。
图中：1、支架；11、传动轴；2、动子；21、永磁体；3、定子；31、线圈；32、电源环；33、引电部；34、第一阻尼环；35、反向增速轮；36、正向减速轮；371、第二阻尼环；372、第二行星轮系；4、中心轮；5、第一行星轮；51、行星支架；6、外轮；7、阻尼弧片；71、导向孔；72、导向杆；73、弹簧。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，一种盘式永磁发电机，包括在传动轴11上固定设有永磁体21的动子2，以及相对动子2旋转的定子3上设有与永磁体21相对的线圈31；所述传动轴11相对支架1旋转。当需要发电时候，只需保证动子2和定子3具有相对旋转即可。所述定子3的外圈绝缘的设有正负两圈电源环32，且该电源环32与外接导体的引电部33接触连接；而线圈31产生的电压会聚集在电源环32上，并被外接的引电部33传输走。具体来说，所述引电部33包括两组导体材料的弹性金属片；且所述弹性金属片分别与电源环32的正负极分别接触连接。为了获得更好的贴合，可以让弹性金属片呈“八”字形卡在电源环32上，不管定子3正转或反转，均可以获得很好的电流传输。
所述定子3在线圈31背面间隔着固定圆形的反向增速轮35和正向减速轮36，且反向增速轮35和定子3的中心通过第一阻尼环34与传动轴11接触连接；所述反向增速轮35和正向减速轮36相对的表面分别固定圆形的第二阻尼环371和第二行星轮系372。具体的，第一阻尼环34、第二阻尼环371的材料是摩擦片。所述第二行星轮系372是固定在定子3上且圆形分布的若干个第二行星齿轮。其中，第二行星轮的转轴固定在定子3上，所有第二行星轮之间不直接接触。为了旋转的稳定，可以适当的增加第二行星轮的数量。
在反向增速轮35相邻同侧的传动轴11上固定中心轮4，且中心轮4的外圈布置多个第一行星轮5，且所有的第一行星轮5通过行星支架51连接成一体；在第一行星轮5的外部啮合外轮6；行星支架51与支架1保持相对静止。通过第一行星轮5和中心轮4的转动，可以让外轮6的转向与中心轮4相反。
所述外轮6的外圆周面上布置若干个阻尼弧片7拼接构成的圆形的离心阻尼环；每个阻尼弧片7上设有导向孔71，在导向孔71内设有“T”形导向杆72，该导向杆72一端固定在外轮6外表面，所有的导向杆72整体呈圆形发散状；每个阻尼弧片7的内弧面通过弹簧73与外轮6表面固定。所有的弹簧73一直处于等拉力的拉伸状态。所有导向杆72远端构成的圆形边缘直径尺寸小于第二行星轮系372的内径尺寸。
本发明的工作原理在于，当发电机从静止到低速启动阶段，由于弹簧73的作用，可以让阻尼弧片7的内凹面卡在第二阻尼环371上，利用之间的静摩擦力实现让定子3相对动子2的相反旋转。由此增加了定子3和动子2之间的发电量。
当传动轴11的旋转在正常转速时，阻尼弧片7的离心力会让阻尼弧片7与第二阻尼环371脱离，进而实现阻尼弧片7的空转。此时的输出电压为工作环境允许的荷载电压。当阻尼弧片7离心后，会沿着导向杆72向周围发散。
当传动轴11的输入转速超高，会让阻尼弧片7的离心力更大，进而阻尼弧片7的外凸面会直接与第二行星轮系372接触，并且随着阻尼弧片7的旋转，也伴随着第二行星轮系372的快速旋转，使得定子3的转向与传动轴11同向，进而让定子3与动子2之间的相对转速较少，有效的将输出电压降低。

Claims (7)

1.一种盘式永磁发电机，其特征在于：包括在传动轴（11）上固定动子（2），所述动子（2）设有永磁体（21），以及相对动子（2）旋转的定子（3）上设有与永磁体（21）相对的线圈（31）；所述传动轴（11）相对支架（1）旋转；
所述定子（3）的外圈绝缘的设有正负两圈电源环（32），且该电源环（32）与外接导体的引电部（33）接触连接；
所述定子（3）在线圈（31）背面间隔着固定圆形的反向增速轮（35）和正向减速轮（36），且反向增速轮（35）和定子（3）的中心通过第一阻尼环（34）与传动轴（11）接触连接；所述反向增速轮（35）和正向减速轮（36）相对的表面分别固定圆形的第二阻尼环（371）和第二行星轮系（372）；
传动轴（11）上固定中心轮（4），所述固定中心轮（4）位于所述反向增速轮（35）远离动子（2）的一侧，且固定中心轮（4）的外圈布置多个第一行星轮（5），且所有的第一行星轮（5）通过行星支架（51）连接成一体；在第一行星轮（5）的外部啮合外轮（6）；
所述外轮（6）的外圆周面上布置若干个阻尼弧片（7），若干所述阻尼弧片（7）拼接构成的圆形的离心阻尼环；
每个阻尼弧片（7）上设有导向孔（71），在导向孔（71）内设有“T”形导向杆（72），该导向杆（72）一端固定在外轮（6）外表面，所有的导向杆（72）整体呈圆形发散状；每个阻尼弧片（7）的内弧面通过弹簧（73）与外轮（6）表面固定；所述阻尼弧片（7）插入第二阻尼环（371）和第二行星轮系（372）所围成的环形槽。
2.根据权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：所述引电部（33）包括两组导体材料的弹性金属片；且所述弹性金属片分别与电源环（32）的正负极分别接触连接。
3.根据权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：所述行星支架（51）与支架（1）保持相对静止。
4.根据权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：所述第一阻尼环（34）、第二阻尼环（371）的材料是摩擦片。
5.根据权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：所有弹簧（73）一直处于等拉力的拉伸状态，且传动轴（11）静止时，阻尼弧片（7）的内表面紧贴着第二阻尼环（371）。
6.根据权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：所有导向杆（72）远端构成的圆形边缘直径尺寸小于第二行星轮系（372）的内径尺寸。
7.根据权利要求1所述的盘式永磁发电机，其特征在于：所述第二行星轮系（372）是固定在定子（3）上且圆形分布的若干个第二行星齿轮。
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