CN202991368U - 内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机 - Google Patents
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Abstract
内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，属于风力发电设备领域。其特征在于：转子轴（11）外套装有转子铁芯（15），转子铁芯（15）外圈设有磁瓦（16），磁瓦（16）外安装固定定子（17），上述转子铁芯（15）、磁瓦（16）和定子（17）均安装在内机壳（2）内，内机壳（2）上方安装行星齿轮增速机构，转子轴（11）穿过行星齿轮增速机构并通过转子轴（11）外圈的太阳轮与行星齿轮增速啮合，行星齿轮增速机构外圈与固定在外壳体（1）内壁上的内齿圈（5）相啮合，实现外壳体（1）与转子轴（11）之间的增速传动。该内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机能提高发电机的输入转速、减小发电机体积，促进发电机发展。
Description
技术领域
内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，属于风力发电设备领域，具体涉及一种小型垂直轴风力发电机。
背景技术
在当今能源日趋紧张、大力推广环保与节能的主题下，风能得到了有效的推广和运用，风能作为一种新兴可再生能源，受到了世界各国的重视。在小型风力发电机市场，一般采用直驱式永磁无刷发电机，它具有结构简单、寿命长的特点，但由于风机运行转速较低，其额定转速一般只有300rpm左右。众所周知，在相同机座号及铁心长度下，输入转速越高，其发电功率越大，正是由于一般直驱式永磁无刷发电机的输入转速低，所以其体积较大，它耗用的永磁材料、硅钢片及电磁线就相对较多，即它的功率体积比较小。在稀土永磁材料日趋紧张、电磁线价格相对很不稳定的情况下，若能提高发电机的输入转速，那么在相同机座号及铁心长度下，发电功率将会显著增大。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能提高发电机的输入转速、减小发电机体积，降低发电机重量，促进发电机发展的内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，包括外壳体，外壳体外圆周均布多个扇叶，外壳体内安装能与其实现相对转动的转子轴，其特征在于：所述转子轴通过上端的轴头和下端的轴端盖竖直支撑固定在外壳体内，转子轴外套装有转子铁芯，转子铁芯外圈设有磁瓦，磁瓦外安装固定定子，上述转子铁芯、磁瓦和定子均安装在内机壳内，内机壳上方安装行星齿轮增速机构，转子轴穿过行星齿轮增速机构并通过转子轴外圈的太阳轮与行星齿轮增速啮合，行星齿轮增速机构外圈与固定在外壳体内壁上的内齿圈相啮合，实现外壳体与转子轴之间的增速传动。
所述的行星齿轮增速机构包括行星架、支撑轴和行星轮，行星架支撑固定在内机壳上端，行星架上方圆周均布三个支撑轴，每个支撑轴顶端均套装有行星轮，三个行星轮同时与固定在外壳体内壁上的内齿圈以及转子轴外圈的太阳轮相啮合。三个行星轮、内齿圈与转子轴外圈的太阳轮形成一级行星轮增速器，风能带动外壳体与内齿圈低速转动，经一级行星轮增速器增速，转子轴带动转子铁芯做高速旋转，发电机的输入转速提高。
所述的轴头通过上推力轴承支撑固定在外壳体上端，轴端盖通过第一深沟球轴承支撑固定在外壳体的下端盖上部，转子轴下端外部套装有并排的第二深沟球轴承和下推力轴承，上端外部套装有第三深沟球轴承，转子轴与行星架接触处设有骨架油封，骨架油封起到密封的作用。
所述的三个支撑轴上端均套装有第四深沟球轴承，第四深沟球轴承通过上方的孔用挡圈限位固定，第四深沟球轴承外圈套装有行星轮。
所述的轴端盖下端通过多个大内六角螺钉紧固有安装板，通过安装板可与发电机架相连接。
所述的定子外部连接有引出线，引出线伸出外壳体外部，引出线连接到发电机控制器。
所述的内机壳上端通过多个小内六角螺钉连接行星架，内机壳下端通过其余小内六角螺钉连接轴端盖。
所述的定子采用12槽分体式冲片，构成集中式绕组，槽面积大，槽满率高，端部小，有利于减少铜损耗。
所述的转子铁芯外的磁瓦为10极稀土永磁体磁瓦。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：该内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，不但具有一般直驱式永磁无刷发电机的优点，而且结构紧凑，通过设置三个行星轮、内齿圈与转子轴外圈的太阳轮形成一级行星轮增速器，通过一级行星增速器增速，实现提高发电机的输入转速的目的，从而达到大大减少发电机稀土永磁材料和硅钢片及铜绕组线的用量的效果，不但减少了发电机的制造成本，还减轻了发电机的重量，减少了发电机在安装、运输中的费用，利于小型发电机的普及应用，具有非常广阔的推广和使用前景。
附图说明
图1是本实用新型内部结构剖视图。
其中：1、外壳体 2、内机壳 3、小内六角螺钉 4、行星架 5、内齿圈 6、行星轮 7、骨架油封 8、第三深沟球轴承 9、上推力轴承 10、轴头 11、转子轴 12、第四深沟球轴承 13、支撑轴 14、孔用挡圈 15、转子铁芯 16、磁瓦 17、定子 18、引出线 19、下推力轴承 20、第一深沟球轴承 21、下端盖 22、安装板 23、大内六角螺钉 24、第二深沟球轴承 25、轴端盖。
具体实施方式
图1是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1对本实用新型做进一步说明。
参照附图1：该内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，包括外壳体1，外壳体1外圆周均布多个扇叶，外壳体1下方安装发电机架，外壳体1内安装转子轴11，转子轴11上下两端分别通过轴头10和轴端盖25固定，轴头10通过上推力轴承9支撑固定在外壳体1上端，轴端盖25通过第一深沟球轴承20支撑固定在外壳体1的下端盖21上部，轴端盖25下端通过多个大内六角螺钉23紧固有安装板22，通过安装板可与发电机架相连接。转子轴11下端外部套装有并排的第二深沟球轴承24和下推力轴承19，上端外部套装有第三深沟球轴承8，转子轴11与行星架4接触处设有骨架油封7，骨架油封7起到密封的作用。
转子轴11外套装有转子铁芯15，转子铁芯15外圈设有磁瓦16，磁瓦16外安装固定定子17，定子17外部连接有引出线18，引出线18伸出外壳体1外部，引出线18连接到发电机控制器，上述的转子铁芯15、磁瓦16和定子17均安装在内机壳2内，内机壳2上端通过多个小内六角螺钉3连接行星架4，内机壳2下端通过其余小内六角螺钉3连接轴端盖25。行星架4上端圆周均布三个支撑轴13，三个支撑轴13上端均套装有第四深沟球轴承12，第四深沟球轴承12通过上方的孔用挡圈14限位固定，第四深沟球轴承12外圈套装有行星轮6。三个行星轮6外设有一个固定在外壳体1内壁上的内齿圈5，行星轮6同时与内齿圈5以及转子轴11外圈的太阳轮相啮合。
定子17采用12槽分体式冲片，构成集中式绕组，槽面积大，槽满率高，端部小，有利于减少铜损耗。转子铁芯15外的磁瓦16为10极稀土永磁体磁瓦。
工作原理如下：三个行星轮6、内齿圈5与转子轴11外圈的太阳轮形成一级行星轮增速器，风能带动外壳体1与内齿圈5低速转动，经一级行星轮增速器增速，转子轴11带动转子铁芯15做高速旋转，发电机的输入转速提高，从而达到大大减少发电机稀土永磁材料和硅钢片及铜绕组线的用量的效果，有效减小了发电机体积，减轻了发电机重量。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，包括外壳体（1），外壳体（1）外圆周均布多个扇叶，外壳体（1）内安装能与其实现相对转动的转子轴（11），其特征在于：所述转子轴（11）通过上端的轴头（10）和下端的轴端盖（25）竖直支撑固定在外壳体（1）内，转子轴（11）外套装有转子铁芯（15），转子铁芯（15）外圈设有磁瓦（16），磁瓦（16）外安装固定定子（17），上述转子铁芯（15）、磁瓦（16）和定子（17）均安装在内机壳（2）内，内机壳（2）上方安装行星齿轮增速机构，转子轴（11）穿过行星齿轮增速机构并通过转子轴（11）外圈的太阳轮与行星齿轮增速啮合，行星齿轮增速机构外圈与固定在外壳体（1）内壁上的内齿圈（5）相啮合，实现外壳体（1）与转子轴（11）之间的增速传动。
2.根据权利要求1所述的内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的行星齿轮增速机构包括行星架（4）、支撑轴（13）和行星轮（6），行星架（4）支撑固定在内机壳（2）上端，行星架（4）上方圆周均布三个支撑轴（13），每个支撑轴（13）顶端均套装有行星轮（6），三个行星轮（6）同时与固定在外壳体（1）内壁上的内齿圈（5）以及转子轴（11）外圈的太阳轮相啮合。
3.根据权利要求1所述的内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的轴头（10）通过上推力轴承（9）支撑固定在外壳体（1）上端，轴端盖（25）通过第一深沟球轴承（20）支撑固定在外壳体（1）的下端盖（21）上部，转子轴（11）下端外部套装有并排的第二深沟球轴承（24）和下推力轴承（19），上端外部套装有第三深沟球轴承（8），转子轴（11）与行星架（4）接触处设有骨架油封（7）。
4.根据权利要求2所述的内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的三个支撑轴（13）上端均套装有第四深沟球轴承（12），第四深沟球轴承（12）通过上方的孔用挡圈（14）限位固定，第四深沟球轴承（12）外圈套装有行星轮（6）。
5.根据权利要求1或3任一项所述的内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的轴端盖（25）下端通过多个大内六角螺钉（23）紧固有安装板（22）。
6.根据权利要求1所述的内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的定子（17）外部连接有引出线（18），引出线（18）伸出外壳体（1）外部。
7.根据权利要求2所述的内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的内机壳（2）上端通过多个小内六角螺钉（3）连接行星架（4），内机壳（2）下端通过其余小内六角螺钉（3）连接轴端盖（25）。
8.根据权利要求1或6任一项所述的内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的定子（17）采用12槽分体式冲片。
9.根据权利要求1所述的内置行星增速器的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的转子铁芯（15）外的磁瓦（16）为10极稀土永磁体磁瓦。
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