CN205430006U - 大功率盘式发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种大功率盘式发电机，包括上端盖和下端盖，以及层叠设置在所述上端盖和下端盖之间的多个转子组件，相邻的转子组件之间设置有定子组件，所述上端盖与和所述上端盖相邻的转子组件之间也设置有定子组件，所述下端盖与和所述下端盖相邻的转子组件之间也设置有定子组件；所述大功率盘式发电机还包括定子轴，所述定子组件固定在定子轴上，所述上端盖和所述下端盖的内侧面分别沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块，所述上端盖通过第一轴承与所述定子轴的上端连接，所述下端盖通过第二轴承与所述定子轴的下端连接。本实用新型的大功率盘式发电机具有多个转子组和多个定子组，能够有效地将更多的动能转化为电能，可以满足大功率发电的需要。

Description

大功率盘式发电机

技术领域

本实用新型涉及盘式发电机，更具体地说，涉及一种大功率盘式发电机。

背景技术

盘式发电机通常用于垂直轴风力发电系统。现有的盘式发电机一般只有一个定子盘，以及位于定子上方的上转盘和位于定子盘下方的下转盘，定子盘上沿周向设置多个线圈，上转盘和下转盘则设置多个永磁体，当上转盘和下转盘相对定子盘旋转时，定子盘上的线圈内产生电流。由于定子盘只有一个，使得现有的盘式发电机的功率小，发电量少，发电效率低，不能满足大功率发电的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大功率盘式发电机，以满足大功率发电的需要。

一方面，本实用新型提供的大功率盘式发电机包括上端盖和下端盖，以及层叠设置在所述上端盖和下端盖之间的多个转子组件，相邻的转子组件之间设置有定子组件，所述上端盖与和所述上端盖相邻的转子组件之间也设置有定子组件，所述下端盖与和所述下端盖相邻的转子组件之间也设置有定子组件；

所述大功率盘式发电机还包括定子轴；

所述定子组件包括圆形的定子盘，以及沿所述定子盘圆周方向均匀设置在所述定子盘上的线圈，每个所述定子盘上的线圈个数m为2和3的公倍数，所述定子盘通过轴芯连接件固定在所述定子轴上，所述轴芯连接件套设在所述定子轴上，所述定子盘固定在所述轴芯连接件上；

所述上端盖和所述下端盖的内侧面分别沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块，所述上端盖通过第一轴承与所述定子轴的上端连接，所述下端盖通过第二轴承与所述定子轴的下端连接，所述上端盖和所述下端盖上的所述磁体块的个数都为n，n为2和3的公倍数，且m>n；

所述转子组件包括转子盘，所述转子盘包括圆筒形的环壁以及由所述环壁内侧沿径向方向向内延伸形成的环形支撑板，相邻的转子组件的环壁层叠连接在一起，所述环形支撑板上沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块，每个转子组件上的磁体块的个数为n；

所述转子盘、定子盘和定子轴同轴设置，所述定子盘的设置有线圈的部分伸入到相邻的两个转子盘的环形支撑板之间，所述转子盘、所述上端盖以及下端盖一起相对所述定子盘旋转时，所述磁体块的磁场切割所述线圈以在所述线圈中产生电流；

所述上端盖的上部设置有用于连接动力输入轴的轴连接部。

在本实用新型所述的大功率盘式发电机中，所述定子轴具有供所述线圈的电力输出线通过的通道。

在本实用新型所述的大功率盘式发电机中，所述上端盖、下端盖和所述转子盘由无磁金属材料冲压或压铸而成，所述定子盘由陶瓷或电木制成。

另一方面，本实用新型提供的大功率盘式发电机包括上端盖和下端盖，以及层叠设置在所述上端盖和下端盖之间的多个转子组件，相邻的两个所述转子组件之间设置有定子组件，所述上端盖与和所述上端盖相邻的转子组件之间也设置有定子组件，所述下端盖与和所述下端盖相邻的转子组件之间也设置有定子组件；

所述大功率盘式发电机还包括定子轴；

所述定子组件包括圆形的定子盘，以及沿所述定子盘圆周方向均匀设置在所述定子盘上的线圈，所述定子盘通过轴芯连接件固定在所述定子轴上，所述轴芯连接件套设在所述定子轴上，所述定子盘固定在所述轴芯连接件上；

所述上端盖和所述下端盖的内侧面分别沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块，所述上端盖通过第一轴承与所述定子轴的上端连接，所述下端盖通过第二轴承与所述定子轴的下端连接；

所述转子组件包括转子盘，所述转子盘包括圆筒形的环壁以及由所述环壁内侧沿径向方向向内延伸形成的环形支撑板，相邻的转子组件的环壁层叠连接在一起，所述环形支撑板上沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块；

所述转子盘、定子盘和定子轴同轴设置，所述定子盘的设置有线圈的部分伸入到相邻的两个转子盘的环形支撑板之间，所述转子盘、所述上端盖以及下端盖一起相对所述定子盘旋转时，所述磁体块的磁场切割所述线圈以在所述线圈中产生电流。

在本实用新型所述的大功率盘式发电机中，每个所述定子盘上的线圈个数m为2和3的公倍数。

在本实用新型所述的大功率盘式发电机中，所述上端盖和所述下端盖上的所述磁体块的个数都为n，n为2和3的公倍数，且m>n，每个转子组件上的磁体块的个数为n。

在本实用新型所述的大功率盘式发电机中，所述定子轴具有供所述线圈的电力输出线通过的通道。

在本实用新型所述的大功率盘式发电机中，所述上端盖、下端盖和所述转子盘由无磁金属材料冲压或压铸而成。

在本实用新型所述的大功率盘式发电机中，所述定子盘由陶瓷或电木制成。

在本实用新型所述的大功率盘式发电机中，所述上端盖的上部设置有用于连接动力输入轴的轴连接部。

实施本实用新型的大功率盘式发电机，具有以下有益效果：本实用新型的大功率盘式发电机具有多个转子组和多个定子组，能够有效地将更多的动能转化为电能，可以满足大功率发电的需要。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的大功率盘式发电机的一实施例的结构示意图；

图2是图1所示的大功率盘式发电机的分解示意图；

图3是本实用新型的大功率盘式发电机的定子组件和转子组件的分解示意图；

图4A-B是本实用新型的大功率盘式发电机的一个转子组件的磁体块产生的磁场的示意图；

图5是本实用新型的大功率盘式发电机的所有的转子组件一起形成的磁场的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

下面详细描述本实用新型的大功率盘式发电机的实施例，这些实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本实用新型的大功率盘式发电机的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“上端”、“下端”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1、图2和图3所示，为本实用新型的大功率盘式发电机的一个实施例。该实施例的大功率盘式发电机包括上端盖1和下端盖2，以及层叠设置在上端盖1和下端盖2之间的多个转子组件3，多个转子组件3从上到下依次层叠在一起。每个转子组件3包括一个转子盘30，转子盘30包括圆筒形的环壁31以及由环壁31内侧沿径向方向向内延伸形成的环形支撑板32。相邻的转子组件3的环壁31层叠连接在一起形成大功率盘式发电机的侧壁，环壁31之间可以通过任何适宜的方式连接在一起，例如通过螺栓连接、焊接或其他常规适用的方式连接，最上端的转子盘30的环壁31与上端盖1的边缘连接在一起，最下端的转子盘30的环壁31与下端盖2的边缘连接在一起，上端盖1、转子盘30的环壁31和下端盖2限定了大功率盘式发电机的外轮廓。转子组件3的转子盘的环形支撑板32上沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块6，每个转子组件3上的磁体块6的个数为n，n为2和3的公倍数，即n可以被2和3整除。上端盖1和下端盖2的内侧面分别沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块6，上端盖1和下端盖2上的磁体块6的个数都也为n，即上端盖1和下端盖2上的磁体块6的个数与转子组件3上的磁体块6的个数相同。磁体块6为永磁体，例如合金永磁体，可以是由钕铁硼材料制成，还可以是铁氧体永磁体。

参看图1和图2，本实用新型的大功率盘式发电机中的相邻的转子组件3之间设置有定子组件4，上端盖1与和上端盖1相邻的转子组件3之间也设置有定子组件4，下端盖2与和下端盖2相邻的转子组件3之间也设置有定子组件4，大功率盘式发电机还包括定子轴5。定子组件4包括圆形的定子盘40，以及沿定子盘40圆周方向均匀设置在定子盘40上的线圈41，线圈41可以有带有绝缘层的铜线绕成，每个定子盘40上的线圈41个数m也为2和3的公倍数，且优选m>n，定子盘40通过轴芯连接件42固定在定子轴5上，轴芯连接件42套设在定子轴5上，定子盘40固定在轴芯连接件42上，具体地，轴芯连接件42具有供定子轴5穿过的通孔，轴芯连接件42套在定子轴5上并固定在定子轴5上，轴芯连接件42还具有与定子盘40连接的法兰部，定子盘40与轴芯连接件42的法兰部固定连接。转子盘30、定子盘40和定子轴5同轴设置，定子盘40的设置有线圈41的部分伸入到相邻的两个转子盘30的环形支撑板32之间。上端盖1通过第一轴承71与定子轴5的上端连接，下端盖2通过第二轴承72与定子轴5的下端连接，这样上端盖1和下端盖2以及位于上端1和下端盖2之间的转子组件3可以一起相对定子轴5旋转。转子盘30、上端盖1以及下端盖2一起相对定子盘40旋转时，磁体块6的磁场切割线圈41以在线圈41中产生电流，由此进行发电。为了方便线圈41中产生的电流可以方便的输送出去，可以在定子轴5上设置供线圈41的电力输出线通过的通道，例如，定子轴5可以是空心结构，线圈41的电力输出线可以从定子轴5的中心通过。

在本实用新型的大功率盘式发电机中，上端盖1、下端盖2和转子盘30由无磁金属材料冲压或压铸而成，例如可以由铝、铝合金、铜、铜合金、不锈钢或其他无磁金属材料通过冲压或压铸工艺制成。定子盘40由绝缘材料制成，例如可以由陶瓷或电木(酚醛塑料)或其他绝缘材料制成。

参看图1，为了方便与动力输入轴连接，例如垂直轴风力发电风轮的转轴，上端盖1的上部设置有用于连接动力输入轴的轴连接部8，垂直轴风力发电风轮的转轴可以与轴连接部8连接，当垂直轴风力发电风轮旋转时，可以带动上端盖1、转子组件3和下端盖2一起相对定子组件4旋转，以产生电力。参看图4A、4B和图5，其中图4A和图4B为一个转子组件3的磁体块6所产生的磁场的示意图，图5则为整个大功率盘式发电机的所有的转子组件3一起产生的磁场的示意图，当垂直轴风力发电风轮带动转子组件3转动时，转子组件3产生的磁场便随着转子组件3一起旋转起来，由于定子组件4相对静止，转子组件3产生的磁场切割定子组件4的线圈41时，就会在线圈41中形成电流，由此，随着转子组件3的不停转动，线圈41中的电流就源源不断的产生出来。

在本实用新型的大功率盘式发电机中，每个转子组件3、上端盖1和下端盖2上的磁体块6的个数优选为n，n为2和3的公倍数，每个定子组件4上的线圈41的个数优选为m，m也为2或3的公倍数，且优选m>n。但同样需要理解的是，本实用新型的大功率盘式发电机的每个转子组件3、上端盖1和下端盖2上的磁体块6个数并不局限于2和3的公倍数，每个定子组件4上的线圈41的个数也不局限于2和3的公倍数。

本实用新型的大功率盘式发电机具有多个转子组和多个定子组，能够有效地将更多的动能转化为电能，可以满足大功率发电的需要。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种大功率盘式发电机，其特征在于，包括上端盖(1)和下端盖(2)，以及层叠设置在所述上端盖(1)和下端盖(2)之间的多个转子组件(3)，相邻的转子组件(3)之间设置有定子组件(4)，所述上端盖(1)与和所述上端盖(1)相邻的转子组件(3)之间也设置有定子组件(4)，所述下端盖(2)与和所述下端盖(2)相邻的转子组件(3)之间也设置有定子组件(4)；

所述大功率盘式发电机还包括定子轴(5)；

所述定子组件(4)包括圆形的定子盘(40)，以及沿所述定子盘(40)圆周方向均匀设置在所述定子盘(40)上的线圈(41)，每个所述定子盘(40)上的线圈(41)个数m为2和3的公倍数，所述定子盘(40)通过轴芯连接件(42)固定在所述定子轴(5)上，所述轴芯连接件(42)套设在所述定子轴(5)上，所述定子盘(40)固定在所述轴芯连接件(42)上；

所述上端盖(1)和所述下端盖(2)的内侧面分别沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块(6)，所述上端盖(1)通过第一轴承(71)与所述定子轴(5)的上端连接，所述下端盖(2)通过第二轴承(72)与所述定子轴(5)的下端连接，所述上端盖(1)和所述下端盖(2)上的所述磁体块(6)的个数都为n，n为2和3的公倍数，且m>n；

所述转子组件(3)包括转子盘(30)，所述转子盘(30)包括圆筒形的环壁(31)以及由所述环壁(31)内侧沿径向方向向内延伸形成的环形支撑板(32)，相邻的转子组件(3)的环壁(31)层叠连接在一起，所述环形支撑板(32)上沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块(6)，每个转子组件(3)上的磁体块(6)的个数为n；

所述转子盘(30)、定子盘(40)和定子轴(5)同轴设置，所述定子盘(40)的设置有线圈(41)的部分伸入到相邻的两个转子盘(30)的环形支撑板(32)之间，所述转子盘(30)、所述上端盖(1)以及下端盖(2)一起相对所述定子盘(40)旋转时，所述磁体块(6)的磁场切割所述线圈(41)以在所述线圈(41)中产生电流；

所述上端盖(1)的上部设置有用于连接动力输入轴的轴连接部(8)。

2.根据权利要求1所述的大功率盘式发电机，其特征在于，所述定子轴(5)具有供所述线圈(41)的电力输出线通过的通道。

3.根据权利要求1所述的大功率盘式发电机，其特征在于，所述上端盖(1)、下端盖(2)和所述转子盘(30)由无磁金属材料冲压或压铸而成，所述定子盘(40)由陶瓷或电木制成。

4.一种大功率盘式发电机，其特征在于，包括上端盖(1)和下端盖(2)，以及层叠设置在所述上端盖(1)和下端盖(2)之间的多个转子组件(3)，相邻的两个所述转子组件(3)之间设置有定子组件(4)，所述上端盖(1)与和所述上端盖(1)相邻的转子组件(3)之间也设置有定子组件(4)，所述下端盖(2)与和所述下端盖(2)相邻的转子组件(3)之间也设置有定子组件(4)；

所述大功率盘式发电机还包括定子轴(5)；

所述定子组件(4)包括圆形的定子盘(40)，以及沿所述定子盘(40)圆周方向均匀设置在所述定子盘(40)上的线圈(41)，所述定子盘(40)通过轴芯连接件(42)固定在所述定子轴(5)上，所述轴芯连接件(42)套设在所述定子轴(5)上，所述定子盘(40)固定在所述轴芯连接件(42)上；

所述上端盖(1)和所述下端盖(2)的内侧面分别沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块(6)，所述上端盖(1)通过第一轴承(71)与所述定子轴(5)的上端连接，所述下端盖(2)通过第二轴承(72)与所述定子轴(5)的下端连接；

所述转子组件(3)包括转子盘(30)，所述转子盘(30)包括圆筒形的环壁(31)以及由所述环壁(31)内侧沿径向方向向内延伸形成的环形支撑板(32)，相邻的转子组件(3)的环壁(31)层叠连接在一起，所述环形支撑板(32)上沿圆周方向均匀的设置有多个磁体块(6)；

所述转子盘(30)、定子盘(40)和定子轴(5)同轴设置，所述定子盘(40)的设置有线圈(41)的部分伸入到相邻的两个转子盘(30)的环形支撑板(32)之间，所述转子盘(30)、所述上端盖(1)以及下端盖(2)一起相对所述定子盘(40)旋转时，所述磁体块(6)的磁场切割所述线圈(41)以在所述线圈(41)中产生电流。

5.根据权利要求4所述的大功率盘式发电机，其特征在于，每个所述定子盘(40)上的线圈(41)个数m为2和3的公倍数。

6.根据权利要求5所述的大功率盘式发电机，其特征在于，所述上端盖(1)和所述下端盖(2)上的所述磁体块(6)的个数都为n，n为2和3的公倍数，且m>n，每个转子组件(3)上的磁体块(6)的个数为n。

7.根据权利要求4所述的大功率盘式发电机，其特征在于，所述定子轴(5)具有供所述线圈(41)的电力输出线通过的通道。

8.根据权利要求4所述的大功率盘式发电机，其特征在于，所述上端盖(1)、下端盖(2)和所述转子盘(30)由无磁金属材料冲压或压铸而成。

9.根据权利要求4所述的大功率盘式发电机，其特征在于，所述定子盘(40)由陶瓷或电木制成。

10.根据权利要求4所述的大功率盘式发电机，其特征在于，所述上端盖(1)的上部设置有用于连接动力输入轴的轴连接部(8)。