[發(fā)明專利]旋轉發(fā)電機的改進

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780074953.4
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN110337777A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設計）人: H-P·G·凱利
• 申請（專利權）人: 格林斯普可再生能源有限公司
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24;H02K3/47;H02K7/08;H02K7/18;H02K1/18
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 郎志濤;董李欣

一種軸向磁通旋轉發(fā)電機，包括：兩個磁環(huán)；線圈環(huán)；所述磁環(huán)和所述線圈環(huán)具有公共軸線；兩個磁環(huán)限定圍繞公共軸線延伸跨越兩個磁環(huán)之間的間隙的多個磁場，所述線圈環(huán)在所述間隙中具有圍繞所述公共軸線的線圈順序，使得當使所述磁環(huán)相對于所述線圈環(huán)轉動時，來自所述磁場的磁通量線切割多匝線圈并因此在所述線圈中感應電流；和在所述線圈環(huán)的中心孔處設置或朝向所述線圈環(huán)的中心孔設置以抵抗所述線圈環(huán)的軸向彎曲的部件。

背景技術

本發(fā)明涉及軸向磁通發(fā)電機的定子和轉子的構造的改進，特別地涉及在專利申請GB 2520516、GB 2532478和GB2538516中公開的類型的發(fā)電機的定子和轉子的構造的改進。

在這種形式的發(fā)電機中，一系列同軸地間隔開的環(huán)形轉子——兩側布置有永磁體——將一系列共軸地裝載線圈的環(huán)形定子夾在中間。附接至且居間于轉子的內側部分的環(huán)形套管保持轉子之間的分離以及轉子磁體表面和定子表面之間所需要的最小空氣間隙。定子環(huán)的內直徑足以避讓開通過其中的套管。一些列轉子通過接合螺栓結合在一起并通過外部部件可旋轉地驅動——例如風力機的轉子——從而相對于定子旋轉，接合螺栓穿過轉子以及使各轉子分開的套管。從一個轉子上的永磁體穿過空氣間隙到達對面的轉子上的磁體的磁通量對夾在轉子之間的多匝定子線圈進行切割，從而產生電磁力。

對于特定的應用，尤其在慢速旋轉直接驅動應用中使用這種發(fā)電機的情況下，期望轉子和定子具有相當大的直徑。原因在于根據弗萊明定律，導體內產生的電流與磁通對其切割的速率成正比。因此直徑越大，轉子提供的磁通切割安裝在定子內的多匝線圈的速率越大。通過使用大直徑裝置，能夠彌補在直接驅動裝置中傳統(tǒng)齒輪箱增大旋轉速度的缺失。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種軸向磁通旋轉發(fā)電機，包括：兩個磁環(huán)；被機械地支撐在外邊緣處的線圈環(huán)；所述磁環(huán)和所述線圈環(huán)具有公共軸線；兩個磁環(huán)限定圍繞公共軸線延伸跨越兩個磁環(huán)之間的間隙的多個磁場，所述線圈環(huán)在所述間隙中具有圍繞所述公共軸線的線圈順序，使得當使所述磁環(huán)相對于所述線圈環(huán)轉動時，來自所述磁場的磁通量線切割多匝線圈并因此在所述線圈中感應電流；和設置在所述線圈環(huán)的中心孔處以抵抗所述線圈環(huán)的軸向彎曲的部件。

因此，根據本發(fā)明，在本文所述的類型的發(fā)電機的定子(線圈環(huán))的中心孔處或者朝向定子(線圈環(huán))的中心孔設置部件來防止或基本上防止在使用中定子沿著發(fā)電機的長度偏離其指定的對準的軸向彎曲的程度。這特別地適用于其中定子(線圈環(huán))直徑至少為其軸向厚度(不包括抵抗軸向彎曲的部件)的三十倍或更多倍的發(fā)電機。對于其中定子尺寸至少為其軸向厚度的五十倍或更多倍的發(fā)電機，在沒有本發(fā)明的抵抗軸向彎曲的部件的情況下存在更高的軸向彎曲的風險。這解決了定子的軸向彎曲(可能導致損壞)的問題。

根據本發(fā)明的第一方面，所述抵抗軸向彎曲的部件為在所述定子的一側或兩側附接至所述定子的中心部分的一個或多個加強構件的形式，優(yōu)選地，所述一個或多個加強構件為自身環(huán)形，優(yōu)選地，所述一個或多個加強構件由被設計為抑制所述線圈環(huán)軸向彎曲的任何傾向的材料形成。在該第一方面的特征中，可以在轉子盤上或者使轉子盤分離的套管內設置環(huán)形凹部，從而容納所述加強部件。

在一實施例中，抵抗軸向彎曲的部件包括承載件。這是有利的，尤其在承載件為接觸式承載件的優(yōu)選的實施例中，因為這樣的部件與加強構件相比能夠抵抗更大的軸向彎曲。

根據本發(fā)明的第二方面，所述定子的用于限制軸向彎曲的部件包括位于所述定子上的塑性承載表面，所述塑性承載表面與安裝在所述轉子上的相似承載表面滑動接觸或者接近于滑動接觸。所述安裝在所述轉子上的承載表面在位于所述定子上的所述塑性承載表面的兩側。承載表面的存在使得定子盤任何明顯的軸向彎曲在物理上不可能。作為安裝在轉子上的承載表面的替代，承載表面可以安裝在使轉子分離的套管上。

對于特別大的定子和轉子，優(yōu)選地采用更耐用且耐磨的對準部件，而不使用塑性承載板。在該示例中，可以使用正式的保持架軸承裝置，其中環(huán)形軸承的內座圈安裝在使轉子盤分離的套管的表面上或者套管上的槽內，并且外保持架安裝在定子盤的內側區(qū)域，或者安裝在限定其內直徑的內側圓周面之內且位于該內側圓周面上。