CN201541178U - 自冷却垂直轴永磁风力发电机 - Google Patents
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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
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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ITUB20155875A1 (it) * | 2015-11-25 | 2017-05-25 | Studio Pedrini Srl | Struttura di generatore elettrico, particolarmente per microturbine eoliche ad asse verticale |
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