CN203289251U - 一种水平轴无铁芯盘式风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于发电机技术领域，特指一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，电机转轴的后端间隔设置有前永磁转子盘、后永磁转子盘，在前永磁转子盘、后永磁转子盘之间设置有盘式无铁芯定子绕组盘，盘式无铁芯定子绕组盘的铁环的前、后两侧分别设置有前端盖及后端盖，前、后永磁转子盘设置在由前端盖、铁环及后端盖形成的外壳内，外壳内的盘式无铁芯定子绕组盘和前、后永磁转子盘之间形成磁场气隙构成发电装置，电机转轴的前端外套装有轴承座，电机转轴与轴承座之间设置有前、后轴承，轴承座的前端的电机转轴上设置有连接法兰，本实用新型运行可靠性高、生产装配容易、启动阻力矩低、效率高；用于风力发电，车载设备发电等。

Description

一种水平轴无铁芯盘式风力发电机

技术领域：

本实用新型属于发电机技术领域，特指一种水平轴无铁芯盘式风力发电机。

背景技术：

近30年来，我国经济保持了快速稳定的增长势头，能源需求不断增加，常规能源储备已经严重不足。同时，在国际上我国也面临着巨大的节能减排压力。节能降耗离不开新能源产业发展，大力发展和应用新能源已经成为非常紧迫的工作。

当前，全球范围内绿色经济、低碳技术正在兴起，抢占未来发展制高点的竞争日趋激烈。不少发达国家在应对国际金融危机中，提出“绿色新政”，制定发展战略，投入巨额资金，支持节能环保、新能源和低碳技术研研发。发展节能环保和新能源产业已成为国际竞争的新领域。同时，国际金融危机影响深远，气候变化以及能源资源安全等全球性问题会更加突出。“十二五”时期是我国由中等收入国家向中等发达国家迈进的重要阶段，工业化和城镇化进程将进一步加快，能源需求呈刚性增长，资源环境约束突出，传统增长模式面临新挑战。实现我国政府承诺的到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的目标，需要付出艰苦努力，我国现阶段控制温室气体排放主要靠节能提高能效，其贡献率要达到90%以上。必须加快经济发展方式转变，大力推进节能减排，发展绿色经济，推广低碳技术，走节能、低碳、绿色发展之路，才能实现经济又好又快发展。

在国家政策导向的强力推动下，我国在风能，太阳能利用领域进展迅速，风能作为一种清洁的能源相对其他新能源来说技术相对成熟,近年来以25%的增长速度位居各类新能源之首，发展迅速。

但是目前我国中小型风力发电机运行状况普遍存在运行可靠性差的问题，另外也存在发电效果差，启动力矩大，生产和维护成本高等缺点。直接影响风力发电带来的经济效益。为使风能发电更具有竞争优势，必须对其技术进行不断的研究。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种运行可靠性高、发电效果好、启动扭矩低，能够在微风状况下即可发电的水平轴无铁芯盘式风力发电机。

本实用新型是这样实现的：

一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，电机转轴的后端间隔设置有随电机转轴一起转动的前永磁转子盘、后永磁转子盘，在前永磁转子盘、后永磁转子盘之间设置有圆环形的盘式无铁芯定子绕组盘，盘式无铁芯定子绕组盘是由无铁芯线圈通过与非导磁材料固化在铁环内并与铁环内侧固化黏接而成的圆环状盘式结构，铁环的前、后两侧分别设置有前端盖及后端盖，所述的前永磁转子盘、后永磁转子盘设置在由前端盖、铁环及后端盖形成的外壳内，外壳内的盘式无铁芯定子绕组盘和前、后永磁转子盘之间形成磁场气隙构成发电装置，所述的电机转轴的前端外套装有轴承座，电机转轴与轴承座之间设置有前轴承和后轴承，电机转轴通过前轴承和后轴承支撑在轴承座上，所述的轴承座的后端与前端盖固连，轴承座的前端的电机转轴上设置有连接法兰。

上述的轴承座的内孔的两端分别形成有轴承安装位，轴承安装位的直径大于轴承座内孔的直径，轴承安装位与轴承座内孔之间形成有台阶面，前轴承和后轴承分别设置在轴承安装位内。

上述电机转轴的前、后端分别设置有外螺纹，电机转轴的后端设置有扩径部，前永磁转子盘及后永磁转子盘分别紧挨扩径部的两端面设置，在电机转轴的前端套装有连接法兰，连接法兰顶住前轴承与轴承安装位及轴承座内孔之间的台阶面将前轴承定位，后轴承紧靠前永磁转子盘，前永磁转子盘紧靠扩径部的侧面，扩径部的侧面与轴承安装位及轴承座内孔之间的台阶面将后轴承定位，后永磁转子盘通过螺接在电机转轴后端的螺母与扩径部的侧面定位。

上述的后端盖、盘式无铁芯定子绕组盘的铁环、前端盖之间通过螺钉固定连接。

上述的前永磁转子盘及后永磁转子盘由磁轭盘及黏贴在磁轭盘一侧面的外圆环上的钕铁硼永磁体组成，所述的前永磁转子盘及后永磁转子盘的钕铁硼永磁体朝向盘式无铁芯定子绕组盘设置。

上述的轴承座的后端通过螺钉与前端盖固连。

上述的电机转轴的前端部设置有防松防水螺母将连接法兰固定在电机转轴上并紧挨前轴承设置。

上述的前端盖上设置有无铁芯定子绕组盘的引出线过线孔，在前端盖的外侧面上设置有电机接线盒，无铁芯定子绕组盘的引出线从过线孔引出与电机接线盒连接。

上述的前、后永磁转子盘及连接法兰与电机转轴之间均通过销键连接。

上述的轴承座的前端部向外延伸有环形凸沿，连接法兰上与轴承座相邻的侧面的外边沿生成有环形凸起，所述的环形凸起套装在轴承座的环形凸沿之外，连接法兰上的环形凸起与轴承座上的环形凸沿形成了防雨结构，所述环形凸起的内径大于环形凸沿的外径。

本实用新型相比现有技术突出的优点是：

1、本实用新型运行可靠性高，转轴前端连接法兰承载风叶片，转轴后端承载发电机发电装置，两者中间通过轴承座中的轴承支撑，轴承座外连接塔架，这种结构设计有利于各种力的平衡，使发电机在旋转运行过程中发电机内各部分（前后永磁转子盘，轴承等）不易产生疲劳磨损，从而提高发电机运行的可靠性；

2、本实用新型生产装配容易，现有一般盘式发电机的两组轴承分别安装在两个电机端盖上，由于钕铁硼永磁体的吸引力很强，对安装或拆卸转子时都相当的困难，本项目采用了将两组轴承都设置在一侧的结构，很好地解决了这一问题，也可以大大提高生产效率；

3、本实用新型的定子采用无铁芯线圈绕组通过特种非导磁材料热压成型固化制成，有效降低了启动阻力矩，完全消除了铁心的涡流损耗，降低了发电机的重量和体积，和传统电机相比采用稀土永磁无铁芯电机具有高效节能，无铁损、无磁阻尼,效率得到较大的提高；

4、本实用新型气隙磁场是轴向的，能产生很高的气隙磁密，发电效果显著，用于风力发电，车载设备发电等。

附图说明：

图1是本实用新型的剖视图。

具体实施方式：

下面以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1：

一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，电机转轴10的后端间隔设置有随电机转轴10一起转动的前永磁转子盘20、后永磁转子盘30，在前永磁转子盘20、后永磁转子盘30之间设置有圆环形的盘式无铁芯定子绕组盘60，盘式无铁芯定子绕组盘60是由无铁芯线圈通过与非导磁材料固化在铁环130内并与铁环130内侧固化黏接而成的圆环状盘式结构，铁环130的前、后两侧分别设置有前端盖40及后端盖20，所述的前永磁转子盘20、后永磁转子盘30设置在由前端盖40、铁环130、后端盖20形成的外壳内，在前永磁转子盘20、后永磁转子盘30之间的外盘式无铁芯定子绕组盘60与电机转轴10同轴线设置，外壳内的盘式无铁芯定子绕组盘60和前、后永磁转子盘20、30之间形成磁场气隙构成发电装置，所述的电机转轴10的前端外套装有轴承座70，电机转轴10与轴承座70之间设置有前轴承80和后轴承90，电机转轴10通过前轴承80和后轴承90支撑在轴承座70上，所述的轴承座70的后端与前端盖40固连，轴承座70的前端的电机转轴10上设置有连接法兰110。连接法兰110上连接有风叶片。本实用新型的前轴承80和后轴承90为低阻尼轴承。

上述的轴承座70的内孔的两端分别形成有轴承安装位，轴承安装位的直径大于轴承座内孔的直径，轴承安装位与轴承座内孔之间形成有台阶面100，前轴承80和后轴承90分别设置在轴承安装位内。

上述电机转轴10的前、后端分别设置有外螺纹101、102，电机转轴10的后端设置有扩径部103，前永磁转子盘20及后永磁转子盘30分别紧挨扩径部103的两端面设置，在电机转轴10的前端套装有连接法兰110，连接法兰110顶住前轴承80与轴承安装位及轴承座内孔之间的台阶面100将前轴承80定位，后轴承90紧靠前永磁转子盘20，前永磁转子盘20紧靠扩径部103的侧面，扩径部103的侧面与轴承安装位及轴承座内孔之间的台阶面100将后轴承90定位，后永磁转子盘30通过螺接在电机转轴10后端的螺母120与扩径部103的侧面定位。

上述的后端盖50、铁环130、前端盖40之间通过螺钉固连形成外壳。螺钉为内六角螺钉。

上述的前永磁转子盘20及后永磁转子盘30由磁轭盘201（301）及黏贴在磁轭盘201（301）外圆环上的钕铁硼永磁体202（302）组成，所述的前永磁转子盘20及后永磁转子盘30的钕铁硼永磁体202（302）朝向盘式无铁芯定子绕组盘60设置。

上述的轴承座70的后端通过螺钉与前端盖40固连。

上述的电机转轴10的前端部设置有防松防水螺母140将连接法兰110固定在电机转轴10上并紧挨前轴承70设置。

上述的前端盖40上设置有无铁芯定子绕组盘的引出线过线孔，在前端盖40的外侧面上设置有电机接线盒150，无铁芯定子绕组盘60的引出线从过线孔引出与电机接线盒150连接。

上述的前、后永磁转子盘20、30及连接法兰110与电机转轴10之间均通过销键连接。前、后永磁转子盘20、30及连接法兰110与电机转轴10一起转动。

上述的轴承座70的前端部向外延伸有环形凸沿701，连接法兰110上与轴承座70相邻的侧面的外边沿生成有环形凸起1101，所述的环形凸起1101套装在轴承座70的环形凸沿701之外，连接法兰110上的环形凸起1101与轴承座70上的环形凸沿701形成了防雨结构，所述环形凸起1101的内径大于环形凸沿701的外径。

本实用新型的安装：

轴承座70的前、后两端的轴承安装位上分别装有前轴承80、后轴承90，通过内六角螺丝把前端盖40在轴承座70后端处与轴承座70连接起来。把前永磁转子盘20压入电机转轴10贴紧在电机转轴10后端的扩径部103的一侧端面处。并通过电机转轴10前端穿过装在轴承座70内的轴承前轴承80、后轴承90后电机转轴10前端装入连接法兰110用六角法兰防松防水螺母140拧紧。在前端盖40上放置圆环状盘式无铁芯定子绕组盘60，在电机转轴10的扩径部103后端处安置后永磁转子盘30，并用六角螺母120拧紧固定连接。用内六角螺丝将后端盖50与盘式无铁芯定子绕组盘60的铁环130、前端盖40连接起来组成完整的发电机。盘式无铁芯定子绕组盘60的引出线通过穿孔到电机接线盒150中。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例之一，并非以此限制本实用新型的实施范围，故：凡依本实用新型的形状、结构、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，其特征在于：电机转轴的后端间隔设置有随电机转轴一起转动的前永磁转子盘、后永磁转子盘，在前永磁转子盘、后永磁转子盘之间设置有圆环形的盘式无铁芯定子绕组盘，盘式无铁芯定子绕组盘是由无铁芯线圈通过与非导磁材料固化在铁环内并与铁环内侧固化黏接而成的圆环状盘式结构，铁环的前、后两侧分别设置有前端盖及后端盖，所述的前永磁转子盘、后永磁转子盘设置在由前端盖、铁环及后端盖形成的外壳内，外壳内的盘式无铁芯定子绕组盘和前、后永磁转子盘之间形成磁场气隙构成发电装置，所述的电机转轴的前端外套装有轴承座，电机转轴与轴承座之间设置有前轴承和后轴承，电机转轴通过前轴承和后轴承支撑在轴承座上，所述的轴承座的后端与前端盖固连，轴承座的前端的电机转轴上设置有连接法兰。

2.根据权利要求1所述的一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，其特征在于：所述的轴承座的内孔的两端分别形成有轴承安装位，轴承安装位的直径大于轴承座内孔的直径，轴承安装位与轴承座内孔之间形成有台阶面，前轴承和后轴承分别设置在轴承安装位内。

3.根据权利要求1所述的一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，其特征在于：所述电机转轴的前、后端分别设置有外螺纹，电机转轴的后端设置有扩径部，前永磁转子盘及后永磁转子盘分别紧挨扩径部的两端面设置，在电机转轴的前端套装有连接法兰，连接法兰顶住前轴承与轴承安装位及轴承座内孔之间的台阶面将前轴承定位，后轴承紧靠前永磁转子盘，前永磁转子盘紧靠扩径部的侧面，扩径部的侧面与轴承安装位及轴承座内孔之间的台阶面将后轴承定位，后永磁转子盘通过螺接在电机转轴后端的螺母与扩径部的侧面定位。

4.根据权利要求1所述的一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，其特征在于：所述的后端盖、盘式无铁芯定子绕组盘的铁环、前端盖之间螺钉固连。

5.根据权利要求1所述的一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，其特征在于：所述的前永磁转子盘及后永磁转子盘由磁轭盘及黏贴在磁轭盘一侧面的外圆环上的钕铁硼永磁体组成，所述的前永磁转子盘及后永磁转子盘的钕铁硼永磁体朝向盘式无铁芯定子绕组盘设置。

6.根据权利要求1所述的一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，其特征在于：所述的轴承座的后端面与前端盖之间通过螺钉固连。

7.根据权利要求1所述的一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，其特征在于：所述的电机转轴的前端部设置有防松防水螺母将连接法兰固定在电机转轴上并紧挨前轴承设置。

8.根据权利要求1所述的一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，其特征在于：所述的前端盖上设置有无铁芯定子绕组盘的引出线过线孔，在前端盖的外侧面上设置有电机接线盒，无铁芯定子绕组盘的引出线从过线孔引出与电机接线盒连接。

9.根据权利要求1所述的一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，其特征在于：所述的前、后永磁转子盘及连接法兰与电机转轴之间均通过销键连接。

10.根据权利要求1所述的一种水平轴无铁芯盘式风力发电机，其特征在于：所述的轴承座的前端部向外延伸有环形凸沿，连接法兰上与轴承座相邻的侧面的外边沿生成有环形凸起，所述的环形凸起套装在轴承座的环形凸沿之外，连接法兰上的环形凸起与轴承座上的环形凸沿形成了防雨结构，所述环形凸起的内径大于环形凸沿的外径。

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