CN201541178U - 自冷却垂直轴永磁风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自冷却垂直轴永磁风力发电机，属于新能源供电系统设备技术领域，包括：永磁体3，分别嵌装在动盘2内，静盘10套装在主轴5上，由端盖1和13中的轴承4支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与动盘2的凸槽卡接，螺丝12将端盖固定在动盘2上，静盘10内嵌装线圈11、导线9引出机外与控制盒或负载连接组成；特征是：发电机内设有通风自冷却装置，由：设在下端盖13上的进风孔6、主轴上的出风孔8、主轴中的风道7构成；克服了发电机运行时产生的温升散热问题，解决了永磁体因过热造成的逐渐退磁老化问题，提高了发电能力和使用寿命；产品具有广阔的市场潜力。

Description

自冷却垂直轴永磁风力发电机

技术领域

本实用新型涉及一种自冷却垂直轴永磁风力发电机，属于新能源技术领域，特别涉及一种风力发电设备中的发电机。

背景技术

在现有技术中，垂直轴型永磁风力发电机，转子主轴一般都用圆钢实体制成，通过端盖中的轴承支承，与定子壳体封闭式装配，由发电机壳体散热；存在着因发电机内部温升过热，制约发电能力和造成永磁体逐渐退磁老化的缺陷，如何克服上述不足，又能降低成本，提高风能利用率和使用寿命，是本实用新型的目的。

发明内容

针对上述问题和缺陷，本实用新型从改变风力发电机的主机结构入手，增设通风自冷却装置，结合永磁叠加技术给于克服。

技术方案：

一种自冷却垂直轴永磁风力发电机，包括：主要采用永磁体3，嵌装固定在动盘2内，静盘10套装在主轴5上，由端盖1和下端盖13中的轴承4支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与动盘2的凸槽卡接，螺栓12将端盖固定在动盘2上，静盘10内嵌装线圈11，导线9穿过管路引出组成；特征是：发电机内设有通风自冷却装置，由：设在下端盖13上的进风孔6、主轴上的出风孔8、主轴中的风道7构成；空气由进风孔6进入发电机内部动盘与静盘之间隙，经出风孔8、风道7，从内部带走热量，以克服发电机运行时所产生的温升过热，制约发电能力和造成的退磁老化问题，提高了发电机的发电效率和使用寿命。

上述所说主轴5，由大口径钢管制成，长度可根据配置的风轮高度套接加长，直径至少是主机外壳直径的四分之一，选择比例在1∶0.25～0.6的范围，有利于扩展通风量和缩短转子与定子之间的直径距离，提高动态平衡、减轻重量、降低成本、快速散热，改善通风和发电能力。

上述所说静盘10为1片或n片，其中n＞1，由无磁材料制成，中心开孔，固定在主轴5上；圆面积内设置线圈11，所说线圈为若干只无铁心绕组，由高强度漆包线绕制成圆形片状，绕组数量：单相发电机为20只或20+m4只，其中m＞1，三相发电机为36只或36+m6只，组成圆圈排列，按度数均匀分布在静盘10内，线圈按预先设定的磁极数连接，导线9穿过管路引出机外，便于与接线盒、负载连接；具体可根据发电机的功率大小、转速要求以及静盘的实用圆面积的大小设计而定。

上述所说动盘2，为2片或N+1片，其中N＞2，由无磁金属材料制成，内壁铠装永磁体，所说永磁体3为釹铁硼或钐钴或铝镍钴，形状有圆柱体或方块体或六角体，按照S极N极的顺序排列成圆圈，须与静盘10内的线圈统一对称，并列装置在静盘上下两侧，通过螺栓12与端盖固定。

上述所说静盘10与动盘2之间平面相对距离的空隙范围为0.2～2MM，由主轴5中凸起的轴挡作为靠山定位限制；空隙距离的大小根据发电机功率大小和动，静盘的面积大小以及加工精度而定，加工的精密度越高空隙越小则越利于提高发电机的输出效率。

上述所说静盘和动盘用叠加组合的方法装配：在每片静盘10和动盘2上，可以根据功率需要，统一设置成1圈永磁体和线圈，或者1+c圈，其中c＞1，永磁体和线圈，以增加每1片的输出功率，然后，将n片静盘和N+1片动盘，按顺序装置在主轴5上，导线9穿过管路分别引出，可扩大发电机的输出功率，制造出功率级别较大体积较小的新型发电机。

上述所说自冷却垂直轴永磁风力发电机，只要将设置在动盘和静盘内的元件相互更换，就可以方便地制成主轴5旋转的，内转子自冷却垂直轴永磁风力发电机；

该技术方案为：

一种内转子自冷却垂直轴永磁风力发电机，包括：主要采用永磁体3，分别嵌装固定在动盘2内，动盘2套装在主轴5上，由端盖1和下端盖13中的轴承4支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与静盘10的凸槽卡接，螺栓12将端盖固定在静盘10上，静盘10内嵌装线圈11，导线9穿过管路引出机外组成。

上述所说内转子自冷却垂直轴永磁风力发电机，增加了发电机的品种和使用范围，可以在风力发电机以外的领域中使用，所以用途十分广泛。

本设计所述的自冷却垂直轴永磁风力发电机与众不同之处在于：1.发电机内部设有通风自冷却装置，克服了发电机运行时所产生的温升散热问题，解决了永磁体因过热造成的退磁老化问题，提高了发电能力和使用寿命。2.采用磁场叠加的设计新思路和大口径钢管制作主轴的新方法，大大地缩小和减轻了发电机的重量和体积，大幅度地降低了制造成本。根据上述实用新型优点，自冷却垂直轴永磁风力发电机这一新能源项目，得以全面推广，进一步造福人类，将之成为现实。

本实用新型的有益效果是：结构简单、部件少、耗材小、重量轻、体积小、成本低、可以叠加装配、制作工艺简单、易于流水线大批量生产、无铁心、无电刷、无噪音、无励磁绕组、无静摩擦力矩、效率高，输出功率稳定、运行安全、节能环保、使用寿命长、适用范围广阔。

附图说明

附图1，一种自冷却垂直轴永磁风力发电机的结构原理剖示图。

附图2，一种内转子自冷却垂直轴永磁风力发电机的结构原理剖示图。

具体实施方式

以下实施例并不构成对本实用新型保护范围的任何限制。

附图：1～8中：1.端盖，2.动盘，3.永磁体，4.轴承，5.主轴，6.进风孔，7.风道，8.出风孔，9.导线，10.静盘，11.线圈，12.螺栓，13.下端盖。

实施例：参照附图1所示，一种自冷却垂直轴永磁风力发电机的结构原理剖示图。作为优选，永磁体3，采用钕铁硼磁钢，分别嵌装固定在动盘2内，静盘10套装在主轴5上，由端盖1和下端盖13中的轴承4支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与动盘2的凸槽卡接，螺栓12将端盖固定在动盘2上，静盘10内嵌装线圈11、导线9穿过管路与接线盒或负载连接。

实施例：参照附图2所示，一种内转子自冷却垂直轴永磁风力发电机的结构原理剖示图。作为优选，永磁体3，采用钕铁硼磁钢，分别嵌装固定在动盘2内，动盘2套装在主轴5上，由端盖1和下端盖13中的轴承4支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与静盘10的凸槽卡接，螺栓12将端盖固定在静盘10上，静盘10内嵌装线圈11，导线9穿过管路引出机外组成。

综上所述，本实用新型的特征和优点是显而易见的，可以更新目前还在普遍使用的效率低，耗材大的发电机产品，具有巨大的经济效益和市场潜力。

根据上述实施例和工作原理，有些聪明的制造商稍微改变或试图减少某一另件而制造的雷同产品，也属于本实用新型的保护范畴之例。

Claims (5)

1.一种自冷却垂直轴永磁风力发电机，包括：主要采用永磁体(3)，嵌装在动盘(2)内，静盘(10)套装在主轴(5)上，由端盖(1)和下端盖(13)中的轴承(4)支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与动盘(2)的凸槽卡接，螺栓(12)将端盖固定在动盘上，静盘(10)内嵌装线圈(11)，导线(9)穿过管路引出组成；特征是：发电机内设有通风自冷却装置，由：设在下端盖(13)上的进风孔(6)、主轴上的出风孔(8)、主轴中的风道(7)构成。

2.根据权利要求1所述的自冷却垂直轴永磁风力发电机，特征是：所说主轴(5)，由大口径钢管制成，长度可根据配置的风轮高度套接加长，直径至少是主机外壳直径的四分之一，选择比例在1∶0.25～0.6的范围。

3.根据权利要求1所述的自冷却垂直轴永磁风力发电机，特征是：所说静盘(10)为1片或1+1n片，其中n＞1，由无磁材料制成，中心开孔，固定在主轴(5)上；圆面积内设置线圈(11)，所说线圈为若干只无铁心绕组，由高强度漆包线绕制成圆形片状，绕组数量：单相发电机为20只或20+4n只，三相发电机为36只或36+6n只，组成圆圈排列，按度数均匀分布在静盘(10)内，线圈按预先设定的磁极数连接，导线(9)穿过管路引出机外，便于与接线盒、负载连接；具体根据发电机的功率大小、转速要求以及静盘的实用圆面积的大小设计而定。

4.根据权利要求1所述的自冷却垂直轴永磁风力发电机，特征是：所说动盘(2)，为2片或2+1n片，由无磁金属材料制成，内壁铠装永磁体，所说永磁体(3)为釹铁硼或钐钴或铝镍钴，形状有圆柱体或方块体或六角体，按照S极N极的顺序排列成圆圈，须与静盘(10)内的线圈统一对称，并列装置在静盘上下两侧，通过螺栓(12)与端盖固定。

5.根据权利要求1所述的自冷却垂直轴永磁风力发电机特征是：所说静盘(10)与动盘(2)之间平面相对距离的空隙范围为0.2～2MM，由主轴(5)中凸起的轴挡作为靠山定位限制；空隙距离的大小根据发电机功率大小和动，静盘的面积大小以及加工精度而定。

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