[實用新型]低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電機

有效

• 申請號: 201320549201.8
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN203482058U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 鄧隱北;張子亮;唐慶偉;李恩重
• 申請（專利權）人: 河南亮明電控設備有限公司
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K1/27;F03D9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于風力發電技術領域，具體涉及一種低風速充電性能優的無鐵芯永磁風力發電機。?

背景技術

目前廣泛應用的風光互補路燈照明系統中，為給路燈供電提供新能源，利用了太陽能的光伏組件和風力發電機，其中，風力發電機有水平軸的和垂直軸的兩種型式，無論哪種型式的風電機組，均存在低風速下輸出電壓不高的缺點。通過對各種不同風機廠家多個風機性能的多次測試，結果表明：通常在轉速達到100rpm下，輸出電壓約6v左右，如果給2組串接(U_N=24v)的蓄電池充電，那是遠遠不夠的，只能全靠太陽電池組件來供電。因此，在很多場合下，風機看起來不停地轉動，但電壓偏低、容量小，不可能給蓄電池充電，形同虛設。有的地方為省投資，干脆放棄風電，只用太陽能給路燈照明供電。然而，太陽能和風電都是國家提倡使用的可再生清潔能源，尤其在陰雨天無陽光照射的氣象條件下，如何有效利用風力發電的新能源，研制出一種低風速下充電性能良好的風力發電機，這是我們所提出本實用新型的宗旨，不僅為太陽能的光伏發電起到真正的互補作用，甚至還可減少成本較高的光伏發電容量。因而降低整個風光互補系統的造價。當然，這就要求本實用新型的風機，既能確保低風速下的充電性能好，又可實現低價格的制造成本。?

發明內容

本實用新型的風力發電機為2定子/1轉子組合的盤式電機結構，如圖1所示。定子外殼(1)采用PCB板材，每塊定子上均布18個線圈(6)，線圈連接布置?好以后用環氧樹脂整體澆注使線圈定位。兩個定子的內側面正對著轉子的正反兩面安裝，并保持各個平面的平行，定、轉子之間的氣隙均勻，氣隙長度0.5mm。兩個定子線圈的外側【定子鐵軛(5)】采用了3mm的低碳鋼板或軟鐵板，有利于與轉子(2)上的磁鋼(9)形成磁回路。?

轉子(2)上均布16個扇形孔，16塊牌號為38sh的扇形釹鐵硼的磁鋼(9)嵌置在扇形孔中，轉子的內園孔壓套在軸承上，然后將兩個定子(1)和裝有軸承(3)的轉子(2)先后壓套在固定軸(4)上。轉子外緣再焊接一圓環型的支撐圈(7)，支撐圈的外周均布6片風葉(8)，每片風葉由螺栓固定在支撐圈(7)上。如圖2所示。?

固定軸(4)為空心軸，抗拉強度相對比實心軸的大，且重量減輕。?

當風力驅動轉子旋轉時，轉動的磁力線切割定子上的線圈而發電，輸出的交流電經過機架上的整流器后，由燈桿頂端向下輸出直流電接到蓄電池，確保路燈的供電。?

附圖說明

圖1為2定子/1轉子風力發電機的結構示意圖。?

圖中，1-定子外殼；2-轉子；3-軸承；4-固定軸；5-定子鐵軛；6-定子線圈；7-支撐圈；8-風葉。?

圖2為6片風葉沿轉子外緣均勻配置的示意圖。?

圖中，7-支撐圈；8-風葉?

圖3為定子的線圈配置圖，圖中，6-定子線圈?

圖4為轉子的磁鋼配置圖，圖中9-磁鋼?

具體實施方式

下面，結合附圖對本實用新型作進一步說明。?

本實用新型的結構特點是采用兩個定子和一個轉子在軸向組合，交叉配置，如圖1所示。這種配置結構旨在極大發揮轉子磁鋼(9)兩面的雙向勵磁效果，提高有效材料的利用率，增大輸出功率。?

定子外殼(1)采用輕薄型PCB板材，在整個圓環面積上均布18個線圈(6)，如圖3所示。線圈的排列力求切割磁力線的有效邊長最大，也即切割磁力線最多，并保證三相線圈的相位要求(互隔120°電角度)；定子與定子的線圈連接則按照需求的電壓、電流大小，由串聯或并聯方式解決；兩個定子均通過緊壓配合，壓套在固定軸(4)上。?

轉子(2)由16塊稀土永磁釹鐵硼磁鋼(9)加工成扇面形狀，嵌置在16個由硅鋼片沖壓疊置成的相應扇形磁鋼槽中，注意嵌置時轉子的每塊磁鋼(9)，其極性應相互交叉配置，也即，相鄰磁極的極性必須相反，如圖(4)所示。?

本風力發電機的另一特點是：風葉(6)直接安裝在發電機轉子外周，發電機轉子(2)通過軸承(3)，壓套在固定軸(4)上，為了由風葉(8)直接驅動轉子(2)旋轉，在轉子的外緣，連接一個焊接結構的支撐圈(7)，支撐圈的外圓環面與支撐圈焊接為一體，外圓環面上均布由螺栓連接的6片風葉。這樣，在風力驅動發電機轉子旋轉時，因磁力線的切割而發電。?

整套裝置，結構簡單，發電效率高，輸出電壓高，輸出功率大，比功率(單位重量的功率)也大，極具使用價值。?