CN200959558Y

CN200959558Y - 一种永磁风力发电机

Info

Publication number: CN200959558Y
Application number: CN 200620035877
Authority: CN
Inventors: 刘永言
Original assignee: XIWANG ELECTRONIC RESEARCH INST CHENGDU CITY
Current assignee: Sichuan hope deep blue energy Chemical Co., Ltd.
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2016-10-16

Abstract

本实用新型公开了一种永磁风力发电机，它至少由定子铁芯、定子绕组、转子、电机轴、左轴承、右轴承、外壳、转子支架、花键、圆环座、连接杆、限位圆环、重锤、弹簧和阻尼器组成；转子支架用花键套装在电机轴中部，转子固定在转子支架的外圆周上，转子支架的右端面依次装有圆环座、弹簧、限位圆环、右轴承。重锤与两根连接杆成活动连接，两根连接杆分别与圆环座和限位圆环连接；转子支架的左端面依次与阻尼器、左轴承连接；电机轴通过左轴承和右轴承安装支承在外壳中。定子铁芯与转子配合的气隙孔为锥形。该永磁风力发电机具备恒压特性，能在风力宽范围变化时，发出的电压波动较小。

Description

一种永磁风力发电机

所属技术领域

本实用新型属于风力发电装置，特别是永磁风力发电机。

背景技术

一般风力发电装置中的小型风力发电机多数采用永磁交流发电机，由于永磁交流发电机输出的电压与转速成正比，所以发出来的电压随风力大小在很大范围内变化。虽然永磁交流发电机后续电路可以对变化范围很大的电压进行处理和调整，但必竟对后续电路的要求高，不如永磁交流发电机自身就有基本的恒压特性好。现有的常见风力机具备转浆系统，当风力大的时候，系统转浆使受风面减少，引起转速变化较小，于是发电机发出的电压变化也较小。但是这种转浆机构极为复杂和价格昂贵，不适用于小型风力发电装置。

发明内容

为了克服上述风力发电装置恒压结构复杂，价格昂贵的缺点，本实用新型设计了一种本身就具备恒压特性，能在转速宽范围变化时，发出的电压波动较小的永磁风力发电机。为此，本实用新型采取了如下技术方案：一种永磁风力发电机，它至少由定子铁芯、定子绕组、转子、电机轴、左轴承、右轴承、外壳、转子支架、花键、园环座、连接杆、限位园环、重锤、弹簧和阻尼器组成；转子支架用花键套装在电机轴中部，既能顺电机轴轴向滑动，也能跟随电机轴转动；转子固定在转子支架的外圆周上；转子支架的右端面与套装在电机轴上的园环座凸台端面固定连接在一起，园环座的另一端面与套装在电机轴上的弹簧接触，弹簧的另一端面与套装在电机轴上的限位园环大孔端面接触，限位园环的内孔台阶紧贴电机轴的台阶面，其小孔端面紧贴右轴承。重锤与两根连接杆组成离心机构付，两根连接杆的一端与重锤之间成活动连接，两根连接杆的另一端分别与园环座凸台端和限位园环成活动连接，上述重锤和两根连接杆组成的离心机构付，在园环座和限位园环的外园周上至少有2付，且均匀分布；转子支架的左端面与套装在电机轴上的阻尼器固定连接，阻尼器中的滑塞与电机轴固定连接，阻尼器外壳能沿电机轴轴向滑动；定子铁芯固定在外壳中部的内壁上，与转子之间成有气隙的配合，定子绕组安装在定子铁芯中；左轴承安装在电机轴的左端靠近阻尼器，左轴承、右轴承分别与外壳的两端盖孔配合将电机轴安装支承在外壳中；定子铁芯与转子配合的内孔为锥形孔，右端孔的直径大，左端孔的直径小；转子与定子铁芯配合的外园为锥形园，右端园的直径大，左端园的直径小，其锥度与定子铁芯内孔的锥度相同。

由于在本技术方案中，定子铁芯和转子之间采用了呈锥度的配合面，并用重锤、弹簧等调节气隙的机构，改变了发电机定子铁芯和转子之间的磁通量，使输出电压随风速变化的影响减少。因此，本技术方案能使风力发电机在较宽的风速变化范围内获得的输出电压近于恒压，且结构简单，成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

附图为本实用新型的原理示意图

图中，1、定子铁芯，2、转子，3、气隙，4、园环座，5、重锤，6、弹簧，7、花键，8、阻尼器，9、滑塞，10、左轴承，11、右轴承，12、电机轴，13外壳，14、定子绕组，15、转子支架，16、限位园环，17、连接杆。

具体实施方式

如附图所示，永磁风力发电机至少由定子铁芯1、定子绕组14、转子2、电机轴12、左轴承10、右轴承11、外壳13、转子支架15、花键7、园环座4、连接杆17、限位园环16、重锤5、弹簧6和阻尼器8组成；转子支架15用花键7套装在电机轴12中部，既能顺电机轴12轴向滑动，也能跟随电机轴12转动；转子2固定在转子支架15的外园周上；转子支架15的右端面与套装在电机轴12上的园环座4凸台端面固定连接在一起，园环座4的另一端面与套装在电机轴12上的弹簧6接触，弹簧6的另一端面与套装在电机轴12上的限位园环16大孔端面接触，限位园环16的内孔台阶紧贴电机轴12的台阶面，其小孔端面紧贴右轴承11；重锤5与两根连接杆17组成离心机构付，两根连接杆17的一端与重锤5之间成活动连接，两根连接杆17的另一端分别与园环座4凸台端和限位园环16成活动连接，上述重锤5和两根连接杆17组成的离心机构付，在园环座4和限位园环16的外园周上至少有2付，且均匀分布；转子支架15的左端面与套装在电机轴12上的阻尼器8固定连接，阻尼器8中的滑塞9与电机轴12固定连接，阻尼器8外壳能沿电机轴12轴向滑动；定子铁芯1固定在外壳13中部的内壁上，与转子2之间成有气隙3的配合，定子绕组14安装在定子铁芯1中；左轴承10安装在电机轴12的左端靠近阻尼器8，左轴承10、右轴承11分别与外壳13的两端盖孔配合将电机轴12安装支承在外壳13中；定子铁芯1与转子2配合的内孔为锥形孔，右端孔的直径大，左端孔的直径小；转子2与定子铁芯1配合的外园为锥形园，右端园的直径大，左端园的直径小，其锥度与定子铁芯1内孔的锥度相同。

本永磁风力发电机的工作原理如下：

定子铁芯1与普通交流发电机定子铁芯相似，上面有定子绕组14，但它的内腔是园锥形的。转子2由永磁材料构成，磁极用于形成磁场，它的外园也是园锥形的，它和定子铁芯1的内腔形成均匀的气隙3，气隙3随转子2轴向移动而变化。图中转子2向右移，气隙3变大；向左移，气隙3变小。当电机轴12高速旋转时，园环座4在重锤5的离心力拉动下，带动转子2顺轴向右移，定子铁芯1和转子2之间的气隙3变大，磁通量变小，永磁风力发电机发出的电压在转速增加磁通减少的共同作用下变化不大；当电机轴12低速旋转时，重锤5的离心力减小，在弹簧6的预压力作用下，园环座4带动转子2顺轴向左移，定子铁芯1和转子2之间的气隙3变小，磁通量变大，永磁风力发电机发出的电压又在转速减少磁通增大的共同作用下，近乎不变；。当电机轴12静止不动时，在弹簧6的预压力作用下，转子2移向左边，使定子铁芯1和转子2之间的气隙3处于最小状态。设计中由于弹簧6的加入，使气隙3磁拉力作用所占的成份减弱，于是重锤5的调整效果比较线性化。为了使重锤5的离心力均衡，重锤5在园周方向可以均匀布置2-4个。

阻尼器8由固定在转子支架15上的阻尼器外壳和固定在电机轴12上的滑塞9所组成，滑塞9上有小孔，它在充满油的阻尼器外壳内可以滑动。当转子2左右移动带动充满油的阻尼器外壳时，由于油的阻尼作用，使转子2的运动不会太突然，从而使定子铁芯1和转子2之间的气隙变化不会太快，保证了输出电压的平稳调节。

定子铁芯1内园面磨削成园锥面，转子2磁极表面磨成同定子铁芯2内腔相同的园锥面。转子支架15内腔设计成花键槽，与电机轴12花键7相配。园环座4和阻尼器8用螺钉紧固在转子支架15上，阻尼器外壳与电机轴12之间安装O型密封圈，以防止尼阻器8内的油漏出。阻尼器8、转子支架15、园环座4在电机轴12上应配合在滑动状态。弹簧6的弹性设计应在弹簧6完全弹开时基本没有什么力作用于转子2，此时转子2与定子铁芯1的气隙处于最小状态。而弹簧6被压缩的力基本上要与定子铁芯1、转子2的磁拉力被减小相抵消，如果相差太大，可用双弹簧的方式，使弹簧力与气隙3磁拉力进一步平衡。选择重锤5的大小要经过计算，使离心力作用的最终结果是输出电压变化在设计允许范围内。

Claims

1.一种永磁风力发电机，它至少由定于铁芯、定于绕组、转子、电机轴、左轴承、右轴承和外壳组成；其特征在于：它还有转子支架、花键、园环座、连接杆、限位园环、重锤、弹簧和阻尼器；转子支架用花键套装在电机轴中部，既能顺电机轴轴向滑动，也能跟随电机轴转动；转子固定在转子支架的外园周上；转子支架的右端面与套装在电机轴上的园环座凸台端面固定连接在一起，园环座的另一端面与套装在电机轴上的弹簧接触，弹簧的另一端面与套装在电机轴上的限位园环大孔端面接触，限位园环的内孔台阶紧贴电机轴的台阶面，其小孔端面紧贴右轴承；重锤与两根连接杆组成离心机构付，两根连接杆的一端与重锤之间成活动连接，两根连接杆的另一端分别与园环座凸台端和限位园环成活动连接，上述重锤和两根连接杆组成的离心机构付，在园环座和限位园环的外园周上至少有2付，且均匀分布；转子支架的左端面与套装在电机轴上的阻尼器固定连接，阻尼器中的滑塞与电机轴固定连接，阻尼器外壳能沿电机轴轴向滑动；定子铁芯固定在外壳中部的内壁上，与转子之间成有气隙的配合，定子绕组安装在定子铁芯中；左轴承安装在电机轴的左端靠近阻尼器，左轴承、右轴承分别与外壳的两端盖孔配合将电机轴安装支承在外壳中；其特征还有：所述定子铁芯与转子配合的内孔为锥形孔，右端孔的直径大，左端孔的直径小；所述转子与定子铁芯配合的外园为锥形园，右端园的直径大，左端园的直径小，其锥度与定子铁芯内孔的锥度相同。