CN201426055Y - 垂直轴盘式无铁芯风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种垂直轴盘式无铁芯风力发电机，属发电设备类。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种垂直轴盘式无铁芯风力发电机，包括，一垂直向下的轴1，以及布置在轴1上部的由上、下底板4－2和4－1、上下端盖11和3、端环8、磁钢固定架5－1和5－2、磁钢6－1和6－2、电枢盘9，和二个轴承2－1和2－2构成；在所述的上下底板4－2和4－1上分别固定有不多于二十八块的扇形磁钢6－2和6－1，使磁感线垂直于电枢盘9构成轴向磁场，所述的轴1的上部整体呈盘式形状。本装置彻底解决了传统有铁芯风力发电机启动阻力矩大的问题，它采用轴向磁场设计，有效地避免了电磁阻尼对发电机启动的影响，大大降低了风力发电机启动风速，额定转速低、温升低、发电效率高、独特的盘式结构设计具有精致美丽的外观。

Description

垂直轴盘式无铁芯风力发电机

技术领域

本实用新型涉及一种垂直轴盘式无铁芯风力发电机，属发电设备类。

背景技术

现实技术中已有垂直轴直驱的风力发电机，但这些技术中发电机直接与风叶相连，风轴直驱的风力发电机，风吹动叶片带动风力发电机发电，输出的电流经过整流之后冲入蓄电池先蓄电，再通过逆变系统供电给交流电器使用。这类技术，由于垂直轴直驱风力发电机的叶片为独特结构，启动非常困难，可实现的转速较之传统的水平轴风力发电机还要低，故发电效率非常低，是现实技术没有解决的最大问题，也就限制了垂直轴风力发电机的市场推广和实际应用。为此，人们一直在寻求一种具有启动力矩小、额定转速低，且发电效率高的风力发电机，是业内技术人员一直要追求的目标。

对于发电机的研究，最关键和最迫切地需要解决的问题是对现有的有铁芯发电机的技术改造，现有发电机的机械阻尼和电磁阻尼均必然存在，导致了启动阻力矩始终无法减小到一个合理的范围，并且额定转速都超过了垂直轴风力发电机系统可以实际应用并可能达到的转速。

经检索，有关风力发电机方面的文献有不少，其中有的也采用了风力永磁发电机，但尚不能解决现有技术存在的问题，也与本实用新型的结构和功能不相同。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种垂直轴盘式无铁芯风力发电机，是为解决传统有铁芯风力发电机启动阻力矩大的问题，它采用轴向磁场设计，从而避免了电磁阻尼对发电机启动的影响，仅保留了轴承，虽然尚存在有机械阻尼，但大大降低了发电机启动阻力矩。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种垂直轴盘式无铁芯风力发电机，包括，一垂直向下的轴1，以及布置在轴1上部的由上、下底板4-2和4-1、上下端盖11和3、端环8、磁钢固定架5-1和5-2、磁钢6-1和6-2、电枢盘9，和二个轴承2-1和2-2构成；

所述的上下底板4-2和4-1通过上下两个磁钢固定架5-2和5-1以及布置在上下底板4-2和4-1边缘的数个端环8进行固定，

在所述的上下底板4-2和4-1上分别固定有不多于二十八块的扇形磁钢6-2和6-1，使磁感线垂直于电枢盘9构成轴向磁场，

所述的上下底板4-2和4-1与上端盖11、下端盖3、端环8构成转子组件，

所述的电枢盘12的引出线由空心的轴1内孔穿出构成发电机定子组件，上述定子组件与上述转子组件通过两个角接触球轴承2-1和2-2连接。

本实用新型的有益效果是：彻底解决了传统有铁芯风力发电机启动阻力矩大的问题，它采用轴向磁场设计，有效地避免了电磁阻尼对发电机启动的影响，大大降低了发电机启动阻力矩和风速，实现微风启动，在结合垂直轴风力发电机固有特性的情况下，降低了额定转速，对整个发电机系统的实用性做出了突破性贡献。

总之，本实用新型具有启动阻力矩小、额定转速低、温升低、发电效率高、独特的盘式结构设计具有精致美丽的外观。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中标示：1、轴，2-1和2-2为角接触球轴承，3、下端盖，4-1和4-2为上下底板，5-1和5-2为磁钢固定架，6-1和6-2磁钢，7-1和7-2六角螺栓，8、端环，9、电枢盘，10-1和10-2为十字槽沉头螺钉，11、上端盖，12、圆柱头内六角螺钉。

具体实施方式

图1表示本实用新型一最佳实施方式的结构示意图。

下面结合附图进一步说明本实用新型的详细技术内容和实施例。

本实用新型提供的一种垂直轴盘式无铁芯风力发电机，包括前述的结构，但所述的上下底板4-2和4-1通过上下两个磁钢固定架5-2和5-1以及布置在上下底板4-2和4-1边缘的数个端环8进行固定，其中的数个端环8，数量不限，通常需均匀地布置在盘式发电机的上下底板4-2和4-1的边缘，

在所述的上下底板4-2和4-1上分别固定有不多于二十八块的扇形磁钢6-2和6-1，使磁感线垂直于电枢盘9构成轴向磁场，

所述的上下底板4-2和4-1与上端盖11、下端盖3、端环8构成转子组件，

所述的电枢盘12的引出线由空心的轴1内孔穿出构成发电机定子组件，且电枢盘采用无铁芯电机制造技术，无硅钢片，采用环氧树脂、尼龙材料注塑而成。

上述定子组件与上述转子组件通过两个角接触球轴承2-1和2-2连接，定子组件与转子组件通过两对角接触球轴承连接组成发电机，本装置增大了电机外径，增加了磁钢和漆包线用量，优化了气隙大小，提高了发电效率。

所述的轴1的上部整体呈盘式形状，具体形状可根据实地和需要来确定。

所述的上端盖11与风力发电机的风叶进行连接；下端盖3与风力发电机塔架的法兰进行连接。

所述电枢盘9的引出线穿过轴1与发电机专用控制柜电源连接。

所述的电枢盘9为无铁芯电机制造，一般采用环氧树脂或尼龙材料注塑而成。

所述轴1通过圆柱头内六角螺钉12与电枢盘9连接构成定子组件。

所述的下端盖3和下底板4-1通过十字槽沉头螺钉10-1连接在一起，且在下底板4-1的上面均匀涂有胶水使其粘结在磁钢固定架5-1上，并将所述的磁钢6-1分别粘结在下底板4-1上，且由磁钢固定架5-1定位均布，组成下端盖组件。

所述的上端盖11与上底板4-2通过十字槽沉头螺钉10-2连接在一起，且在上底板4-2下面均匀涂有胶水粘结在磁钢固定架5-2，并将所述的磁钢6-2分别粘结在底板4-2上，且由磁钢固定架5-2定位均布，组成上端盖组件。

所述的上端盖组件通过12个六角头螺栓7-1与端环8连接。

所述的下端盖组件通过12个六角螺栓7-2与端环8连接，组成转子组件。

本实用新型采用轴向磁场设计和无铁芯电机制造技术用于离网型垂直轴直驱风力发电机，大大降低了启动风速和额定转速，有效提高了发电效率。

本实用新型仅就本实用新型的一最佳实施例进行详细的描述，但不能理解为对本实用新型实施的其他方式的限制，凡是在本实用新型基础上进一步的改进和类似或雷同的方案，均视为是本实用新型请求保护的范围。

Claims (10)

1、一种垂直轴盘式无铁芯风力发电机，其特征在于：包括，一垂直向下的轴(1)，以及布置在轴(1)上部的由上、下底板(4-2)和(4-1)、上下端盖(11)和(3)、端环(8)、磁钢固定架(5-1)和(5-2)、磁钢(6-1)和(6-2)、电枢盘(9)，和二个轴承(2-1)和(2-2)构成；

所述的上下底板(4-2)和(4-1)通过上下两个磁钢固定架(5-2)和(5-1)以及布置在上下底板(4-2)和(4-1)边缘的数个端环(8)进行固定，

在所述的上下底板(4-2)和(4-1)上分别固定有不多于二十八块的扇形磁钢(6-2)和(6-1)，使磁感线垂直于电枢盘(9)构成轴向磁场，

所述的上下底板(4-2)和(4-1)与上端盖(11)、下端盖(3)、端环(8)构成转子组件，

所述的电枢盘(12)的引出线由空心的轴(1)内孔穿出构成发电机定子组件，

上述定子组件与上述转子组件通过两个角接触球轴承(2-1)和(2-2)连接。

2、根据权利要求1所述的垂直轴盘式无铁芯风力发电机，其特征是：所述轴(1)的上部整体呈盘式形状。

3、根据权利要求1所述的垂直轴盘式无铁芯风力发电机，其特征是：所述的上端盖(11)与风力发电机的风叶进行连接。

4、根据权利要求1所述的垂直轴盘式无铁芯风力发电机，其特征是：所述的下端盖(3)与风力发电机塔架的法兰进行连接。

5、根据权利要求1所述的垂直轴盘式无铁芯风力发电机，其特征是：所述电枢盘(9)的引出线穿过轴(1)与发电机专用控制柜电源连接。

6、根据权利要求1所述的垂直轴盘式无铁芯风力发电机，其特征是：所述的电枢盘(9)为无铁芯电机制造，一般采用环氧树脂或尼龙材料注塑而成。

7、根据权利要求1所述的垂直轴盘式无铁芯风力发电机，其特征是：所述轴(1)通过圆柱头内六角螺钉(12)与电枢盘(9)连接构成定子组件。

8、根据权利要求1所述的垂直轴盘式无铁芯风力发电机，其特征是：所述的下端盖(3)和下底板(4-1)通过十字槽沉头螺钉(10-1)连接在一起，且在下底板(4-1)的上面均匀涂有胶水使其粘结在磁钢固定架(5-1)上，并将所述的磁钢(6-1)分别粘结在下底板(4-1)上，且由磁钢固定架(5-1)定位均布，组成下端盖组件。

9、根据权利要求1所述的垂直轴盘式无铁芯风力发电机，其特征是：所述的上端盖(11)与上底板(4-2)通过十字槽沉头螺钉(10-2)连接在一起，且在上底板(4-2)下面均匀涂有胶水粘结在磁钢固定架(5-2)，并将所述的磁钢(6-2)分别粘结在底板(4-2)上，且由磁钢固定架(5-2)定位均布，组成上端盖组件。

10、根据权利要求7所述的垂直轴盘式无铁芯风力发电机，其特征是：所述的上端盖组件通过12个六角头螺栓(7-1)与端环(8)连接；所述的下端盖组件通过12个六角螺栓(7-2)与端环(8)连接，组成转子组件。

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