CN202364086U - 一种永磁型发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种永磁型发电机，包括叶轮组合体、定子部分和固定在定子部分轴线上的转轴，叶轮组合体通过轴承与固定在定子部分上的转轴相连接，所述定子部分包括定子座以及固定在定子座上的数个可独立旋转的磁极单元，所述的数个可独立旋转的磁极单元分别与固定在叶轮组合体上的驱动机构相连接，通过数个可独立旋转的磁极单元磁场的变化形成一个有规律布置、且能够连续变化的旋转磁场。本实用新型将多个可旋转的磁极通过合理的磁场布局排列，利用通过控制固定在其定子上的多个独立磁极单元磁场的旋转使其对外呈现的磁极发生变化，产生一个稳定的可持续的旋转磁场，在变化磁场的作用下使设置在定子上的电磁线圈产生感生电流，产生电能。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源电机技术领域，特别涉及一种使用以磁力构成的旋转磁场的永磁发电机械。
背景技术
在现有的永磁发电机中如永磁型风力发电机，其一般的结构为，叶轮在风力的作用下，带动一套增速机构提高转速，再带动发电机的转子旋转，在发电机的转子上布置有多个N、S交替的永磁体，在变化磁场的作用下使设置在定子上的电磁线圈产生感生电流，产生电能。在现有技术中，由于叶轮需要克服增速机构和发电机内部磁场产生的阻力矩，因而对风力的等级会有一定的要求，必须达到其最小启动风力级别才能使其工作，为此需要将发电机置于一定的高度或设置在特定的地区，从而使风力发电机的广泛应用受到了一定的限制。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供能在较小的风力或水力下就能有效工作的永磁型风力发电机或水力发电机，其利用磁座和旋转电磁铁的基本工作原理，将多个可旋转的磁极通过合理的磁场布局排列，利用通过控制固定在其定子上的多个独立磁极单元磁场的旋转使其对外呈现的磁极发生变化，在较小外力的作用下在定子上产生一个稳定的可持续的旋转磁场，在变化磁场的作用下使设置在定子上的电磁线圈产生感生电流，产生电能。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种永磁型发电机，包括叶轮组合体、定子部分和固定在定子部分轴线上的转轴，叶轮组合体通过轴承与固定在定子部分上的转轴相连接，其特征在于：所述定子部分包括定子座以及固定在定子座上的数个可独立旋转的磁极单元，所述的数个可独立旋转的磁极单元分别与固定在叶轮组合体上的驱动机构相连接，通过数个可独立旋转的磁极单元磁场的变化形成一个有规律布置、且能够连续变化的旋转磁场，在变化磁场的作用下使设置在定子部分上的电磁线圈切割磁极单元形成的磁力线，从而产生感生电流，产生电能。
本实用新型所述的一种永磁型发电机，其所述的数个可独立旋转的磁极单元的极对数相同、轴线相互平行均匀布置在定子座的同一圆周之上，且所述的可独立旋转的磁极单元的磁场的方向与其轴线相垂直。
本实用新型所述的一种永磁型发电机，其在定子部分的中心还布置有一个旋转磁极，所述旋转磁极的磁场方向与其旋转轴线的方向垂直，且所述旋转磁极的极对数等于定子部分上可独立旋转的磁极单元的数量与其中一个磁极单元的极对数的乘积。
本实用新型所述的一种永磁型发电机，其叶轮组合体包括一个包裹定子座外圆周的圆环，在所述圆环上布置有多个平面或弧面、且极性为N、S相间的永磁体，所述圆环的极对数为布置在定子部分上可独立旋转的磁极单元的数量与可独立旋转的磁极单元的极对数的乘积或为其乘积的整数倍。
本实用新型所述的一种永磁型发电机，其所述定子部分还包括有固定在任意相邻两个可独立旋转的磁极单元之间的电磁线圈。
本实用新型所述的一种永磁型发电机，其所述的数个可独立旋转的磁极单元的磁极方向相一致或任意相邻两个可独立旋转的磁极单元的磁极方向相垂直。
本实用新型所述的一种永磁型发电机，其所述固定在叶轮组合体上的驱动机构包括有一个与定子部分同轴的、与固定在每个可独立旋转的磁极单元转轴上的齿轮相啮合的驱动齿轮盘。
本实用新型所述的一种永磁型发电机，其所述驱动齿轮盘与布置在定子部分的同一圆周上的可独立旋转的磁极单元以及布置在定子部分中心的旋转磁极的旋转轴上的齿轮共同构成行星齿轮组。
本实用新型所述的一种永磁型发电机，其所述驱动齿轮盘带动定子部分上可独立旋转的磁极单元以及旋转磁极同步同向转动，所述圆环的旋转方向与可独立旋转的磁极单元和旋转磁极的旋转方向相反。
本实用新型所述的一种永磁型发电机，其所述旋转磁极的轴心与任意相邻两个可独立旋转的磁极单元的轴心连线形成的夹角所对应的旋转磁极和圆环的弧长为可独立旋转的磁极单元的1/2周长的整数倍。
本实用新型产生的有益效果是：由于在本实用新型中，叶轮在风力或水力的作用下，其所带的的旋转部分只有设置在定子上的多个可旋转的磁极单元，与现有技术的永磁型风力发电机相比较其转动惯量大为减小，同时因为叶轮所带的的外齿轮的圆周远大于固定在多个可旋转磁极单元转轴上的小齿轮，故在本实用新型中可以去掉现有技术中所必须的增速机构，从而使得本实用新型的应用场合得到拓展，能在较小的风力或水力的作用下正常工作输出电能。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中标记：1为定子座，2为可独立旋转的磁极单元，3为转轴，4为电磁线圈，5为旋转磁极，6为圆环，7为永磁体。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种永磁型发电机，包括叶轮组合体、定子部分和固定在定子部分轴线上的转轴3，叶轮组合体通过轴承与固定在定子部分上的转轴3相连接，所述定子部分包括定子座1以及固定在定子座1上的六个可独立旋转的磁极单元2，所述的六个可独立旋转的磁极单元2分别与固定在叶轮组合体上的驱动机构相连接，通过六个可独立旋转的磁极单元2磁场的变化形成一个有规律布置、且能够连续变化的旋转磁场，在变化磁场的作用下使设置在定子部分上的电磁线圈4切割磁极单元2形成的磁力线，从而产生感生电流，产生电能。在任意相邻两个可独立旋转的磁极单元2之间也设置有电磁线圈4。
其中，所述的六个可独立旋转的磁极单元2的极对数均为1对，且其轴线相互平行均匀布置在定子座1的同一圆周之上，且所述的可独立旋转的磁极单元2的磁场的方向与其轴线相垂直，所述的六个可独立旋转的磁极单元2的磁极方向相一致或任意相邻两个可独立旋转的磁极单元2的磁极方向相垂直；在定子部分的中心还布置有一个旋转磁极5，所述旋转磁极5的磁场方向与其旋转轴线的方向垂直，且所述旋转磁极5的极对数等于定子部分上可独立旋转的磁极单元2的数量与可独立旋转的磁极单元2的极对数的乘积，在本实施例中，则旋转磁极5的极对数为6对。
其中，叶轮组合体包括一个包裹定子座1外圆周的圆环6，在所述圆环6上布置有多个平面或弧面、且极性为N、S相间的永磁体7，所述圆环6的极对数为布置在定子部分上可独立旋转的磁极单元2的数量与可独立旋转的磁极单元2的极对数的乘积或为其乘积的整数倍，在本实施例中，则圆环的极对数为其乘积的2倍，即12对。
其中，所述固定在叶轮组合体上的驱动机构包括有一个与定子部分同轴的、与固定在每个可独立旋转的磁极单元2转轴上的齿轮相啮合的驱动齿轮盘，所述驱动齿轮盘为内齿轮圆盘或外齿轮圆盘，所述驱动齿轮盘与布置在定子部分的同一圆周上的可独立旋转的磁极单元2以及布置在定子部分中心的旋转磁极5的旋转轴上的齿轮共同构成行星齿轮组；所述驱动齿轮盘带动定子部分上可独立旋转的磁极单元2以及旋转磁极5同步同向转动，所述圆环6的旋转方向与可独立旋转的磁极单元2和旋转磁极5的旋转方向相反；所述旋转磁极5的轴心与任意相邻两个可独立旋转的磁极单元2的轴心连线形成的夹角所对应的旋转磁极5和圆环6的弧长为可独立旋转的磁极单元2的1/2周长的整数倍。
本实用新型的工作原理：通过叶轮组合体和驱动机构带动包裹在定子座外圆周的圆环、六个可独立旋转的磁极单元以及定子部分中心的旋转磁极转动，使设置在定子部分上的电磁线圈切割其形成的磁力线，由于风叶仅需带动数个旋转磁极的转动，且风叶旋转一周旋转磁极要旋转6圈，再加上每个线圈其对应的磁场变化率比常规单个磁极对应的磁场变化率要快一倍，因而可以在没有增速机构的情况下仅需较小的风力就能使发电机正常工作，在旋转磁场的作用下从而产生感生电流，产生电能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种永磁型发电机，包括叶轮组合体、定子部分和固定在定子部分轴线上的转轴（3），叶轮组合体通过轴承与固定在定子部分上的转轴（3）相连接，其特征在于：所述定子部分包括定子座（1）以及固定在定子座（1）上的数个可独立旋转的磁极单元（2），所述的数个可独立旋转的磁极单元（2）分别与固定在叶轮组合体上的驱动机构相连接，通过数个可独立旋转的磁极单元（2）磁场的变化形成一个有规律布置、且能够连续变化的旋转磁场，在变化磁场的作用下使设置在定子部分上的电磁线圈（4）切割磁极单元（2）形成的磁力线，从而产生感生电流，产生电能。
2.根据权利要求1所述的一种永磁型发电机，其特征在于：所述的数个可独立旋转的磁极单元（2）的极对数相同、轴线相互平行均匀布置在定子座（1）的同一圆周之上，且所述的可独立旋转的磁极单元（2）的磁场的方向与其轴线相垂直。
3.根据权利要求2所述的一种永磁型发电机，其特征在于：在定子部分的中心还布置有一个旋转磁极（5），所述旋转磁极（5）的磁场方向与其旋转轴线的方向垂直，且所述旋转磁极（5）的极对数等于定子部分上可独立旋转的磁极单元（2）的数量与与可独立旋转的磁极单元（2）的极对数的乘积。
4.根据权利要求3所述的一种永磁型发电机，其特征在于：叶轮组合体包括一个包裹定子座（1）外圆周的圆环（6），在所述圆环（6）上布置有多个平面或弧面、且极性为N、S相间的永磁体（7），所述圆环（6）的极对数为布置在定子部分上可独立旋转的磁极单元（2）的数量与可独立旋转的磁极单元（2）的极对数的乘积或为其乘积的整数倍。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种永磁型发电机，其特征在于：所述定子部分还包括有固定在任意相邻两个可独立旋转的磁极单元（2）之间的电磁线圈（4）。
6.根据权利要求5所述的一种永磁型发电机，其特征在于：所述的数个可独立旋转的磁极单元（2）的磁极方向相一致或任意相邻两个可独立旋转的磁极单元（2）的磁极方向相垂直。
7.根据权利要求5所述的一种永磁型发电机，其特征在于：所述固定在叶轮组合体上的驱动机构包括有一个与定子部分同轴的、与固定在每个可独立旋转的磁极单元（2）转轴上的齿轮相啮合的驱动齿轮盘。
8.根据权利要求7所述的一种永磁型发电机，其特征在于：所述驱动齿轮盘与布置在定子部分的同一圆周上的可独立旋转的磁极单元（2）以及布置在定子部分中心的旋转磁极（5）的旋转轴上的齿轮共同构成行星齿轮组。
9.根据权利要求8所述的一种永磁型发电机，其特征在于：所述驱动齿轮盘带动定子部分上可独立旋转的磁极单元（2）以及旋转磁极（5）同步同向转动，所述圆环（6）的旋转方向与可独立旋转的磁极单元（2）和旋转磁极（5）的旋转方向相反。
10.根据权利要求9所述的一种永磁型发电机，其特征在于：所述旋转磁极（5）的轴心与任意相邻两个可独立旋转的磁极单元（2）的轴心连线形成的夹角所对应的旋转磁极（5）和圆环（6）的弧长为可独立旋转的磁极单元（2）的1/2周长的整数倍。
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2011
- 2011-11-15 CN CN2011204503919U patent/CN202364086U/zh not_active Expired - Fee Related
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