专利名称：轴向磁场永磁风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种永磁发电机。特别涉及一种永磁风力发电机。
背景技术：
小型交流永磁发电机按照主磁场方向的不同，有径向磁场型式和切向磁场 型式两种，二者的磁场方向所在平面均与转轴(线)垂直。现有的永磁发电机 用于风力发电时，通常采用的是磁场方向与轴线垂直的结构。如目前技术比较
先进的广州红鹰Hy-400W风力发电机和江苏淮安FD2.7-500永磁风力发电机均是 磁场方向与轴线垂直的结构。这种结构的永磁风力发电机单边磁拉力大，漏磁 多，同时定子绕组按一定规律嵌放在铁心槽中，电机运转时因齿槽效应，电磁 转矩会产生脉动。因而这种结构的永磁风力发电机额定风速均较高(10 12m/s)， 风叶直径偏大，在风速较小的情况下，输出功率小，不能很好地利用风能。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种可以在低风速、小风量情况下能输出较大的功率， 适应风速范围宽，运行效率高的永磁风力发电机。
本实用新型轴向磁场永磁风力发电机采用双(上、下)转子的轴向磁场结 构，包括主轴、定子和上、下转子端盖，定子由若干个空心结构的集中定子线 圈圆周均布于定子圆盘内注塑而成，无槽无铁心，上、下转子端盖分别由上、 下转子磁钢和上、下转子背轭组成，上、下转子磁钢极性交错均布于上、下转 子端盖圆盘内，上、下转子端盖由圆筒形机壳连接，定子固定在主轴上，上、 下转子端盖和定子构成双气隙，上、下转子端盖通过铝合金结构与风轮连接， 直接由风叶带动旋转。电机整体呈扁平圆盘形结构。本实用新型轴向磁场永磁风力发电机主磁路从一个极出发，轴向穿过气隙 和与之相对的另一极，沿周向经过转子背轭再穿过相邻的磁极和轴向气隙，最 后沿转子轭部闭合，磁场方向与轴线平行，克服了单边磁拉力，减少了漏磁， 极面下磁密分布更加均匀，充分利用了永磁材料，气隙磁密比单边磁体结构提 高10%左右，有利于提升电机性能、降低成本、縮小体积。
定子无齿无槽无铁心，结构简单，控制灵活，转动惯量小，转矩脉动大为 改善，响应速度快。
转子旋转时，永磁体又兼具风扇作用，有助于电机的散热。
为进一步改善电机的风速适应范围，定子可以采用变极绕组，设置多种输 出模式，在转子上设有转速传感器，通过转速传感器发出的实时速度信号(指 令)控制定子线圈切换继电器，自动切换定子线圈的连接方式，满足从低速到 高速的宽风速、宽功率范围内高效率运转发电的要求。
本实用新型轴向磁场永磁风力发电机可以在低风速、小风量情况下，输出 较大的功率，适应风速范围宽，运行效率高。
图1为本实用新型轴向磁场永磁风力发电机一个实施例的结构示意图； 图2为图1所示实施例的转子磁钢配置示意图； 图3为图1所示实施例的定子线圈配置示意图； 图4为图1所示实施例的定子线圈连接的切换模式。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图中1、主轴 2、下转子端盖 3、上转子端盖 4、轴承 5、上 转子背轭6、上转子磁钢 7、下转子磁钢8、下转子背轭 9、圆筒形机壳10、定子线圈 11、定子圆盘
如图所示，本实用新型永磁风力发电机包括主轴l、定子、上转子端盖2和
下转子端盖3，上转子端盖2和下转子端盖3由圆筒形机壳9连接，上、下转子 端盖2、 3和定子线圈10构成双气隙，定子线圈10固定在主轴I上，主轴1固 定在底座上，上、下转子端盖2、 3通过铝合金结构与风轮连接，直接由风叶带 动旋转。电机整体呈扁平圆盘形结构。
定子由定子线圈IO和定子圆盘11组成，16个空心结构的集中定子线圈10 圆周均布于定子圆盘11内，定子线圈IO与绝缘胶木酚醛塑料(电木)的定子 圆盘ll'注塑成一体。定子圆盘ll中心开有孔，孔周围的16个小孔尺寸与绕组 内圈的尺寸完全一致，以利于磁通的穿越和被切割。旋转的磁场被固定的线圈 切割，则感应而发电。定子绕组有16极串联、8极2并联、4极4并联、2极8 并联四种输出模式，通过设在转子上的转速传感器发出实时速度信号(指令) 控制定子线圈切换继电器，自动切换定子线圈的连接方式。定子绕组采用》 0.8mm的漆包线绕制，绕圈数量16，每线圈绕120匝，16线圈均布于定子圆平 面内。
上、下转子端盖2、 3由高性能的稀土永磁材料(NdFeB)与钢板粘接，上、 下转子端盖2、 3分别由上、下转子磁钢6、 7和上、下转子背轭5、 8组成，16 块经过优化设计尺寸的上、下转子磁钢6和7，分别极性交错地均布于上、下转 子端盖2、 3圆盘内，上、下转子背轭5和8，采用软铁等高导磁率材料，以利 于形成闭合的主磁路。上、下转子端盖2、 3装有16个N、 S极性交替配置的永 磁钢，磁极定位后用环氧树脂固定。为进一步减少漏磁，转子采用铝材料边样， 起到隔磁作用。
权利要求1、一种轴向磁场永磁风力发电机，包括主轴(1)、定子和转子，其特征在于定子由若干个空心结构的集中定子线圈(10)圆周均布于定子圆盘(11)内注塑而成，无槽无铁心，转子为上、下双转子，上、下转子端盖(2、3)分别由上、下转子磁钢(6、7)和上、下转子背轭(5、8)组成，上、下转子磁钢(6、7)极性交错均布于上、下转子端盖(2、3)圆盘内，上、下转子端盖(2、3)由圆筒形机壳(9)连接，定子固定在主轴(1)上，上、下转子端盖(2、3)和定子构成双气隙，上、下转子端盖(2、3)通过铝合金结构与风轮连接。
2、 根据权利要求l所述的一种轴向磁场永磁风力发电机，其特征在于定子由16个空心结构的集中定子线圈(10)圆周均布于绝缘胶木酚醛塑料的定子圆盘(11)内，定子线圈(10)与定子圆盘(11)注塑成一体。
3、 根据权利要求2所述的一种轴向磁场永磁风力发电机，其特征在于定子圆盘(11)中心开有孔，孔周围的16个小孔尺寸与绕组内圈的尺寸完全一致。
4、 根据权利要求1或2所述的一种轴向磁场永磁风力发电IH，其特征在于:定子绕组有16极串联、8极2并联、4极4并联、2极8并联四种输出模式，转子上设有转速传感器，定子上有线圈切换继电器。
专利摘要本实用新型公开了一种轴向磁场永磁风力发电机，包括主轴(1)、定子和转子，定子由若干个空心结构的集中定子线圈(10)圆周均布于定子圆盘(11)内注塑而成，定子无槽无铁心，转子为上、下双转子，上、下转子端盖(2、3)分别由上、下转子磁钢(6、7)和上、下转子背轭(5、8)组成，上、下转子磁钢(6、7)极性交错均布于上、下转子圆盘内，上、下转子端盖(2、3)由圆筒形机壳(9)连接，定子固定在主轴(1)上，上、下转子端盖(2、3)和定子构成双气隙，上、下转子端盖(2、3)通过铝合金结构与风轮连接。这种永磁风力发电机可以在低风速、小风量情况下输出较大的功率，适应风速范围宽，运行效率高。
文档编号H02K1/22GK201403035SQ200920088649
公开日2010年2月10日 申请日期2009年2月24日 优先权日2009年2月24日
发明者周保臣, 彭晓华, 邓隐北, 翔 龙 申请人:河南森源电气股份有限公司