专利名称：小口径复合多定子大功率发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电设备领域，特别是安装在汽车上使用的风力发电机械领 域。
背景技术：
利用风力发电为汽车补充能量，已为人们广泛注意。如中国专利2005200189772 可发电充电的电动车辆装置，美国专利US2008/0041643A1WIND-P0WER VEHICLE AKAWPV等， 各种风力发电汽车方案虽有不同，但大都安装的小型涡轮风扇，发电最多也不过几十瓦。也 就是说，但到目前为止，还没有专门适合汽车上使用的风力发电机，因为在汽车上发电补充 能量，第一个要求发电机体积小巧，第二个要求功率强大，而目前现有的发电机普遍存在的 问题是体积庞大而功率不足，因而发电汽车没有突破性发展。
发明内容为克服现有风力发电机笨重而功率不足的缺点，本实用新型提供一种车用风力发 电机——小口径复合多定子大功率发电机，该风力发电机体积小而功率大，特别适合在各 种机动车船上安装使用。本实用新型为解决上述技术为题所采取的技术方案是小口径复合多定子大功率 发电机具有一个由机舱和加速舱构成的T字形的外转子、一个小口径复合多定子机芯、一 个加速器、一根发电机的机轴，以及固定在外转子上的风扇，外转子和机芯各使用轴承安装 在机轴上，机芯在外转子口径较小的机舱内，加速器在外转子口径较大的加速舱内，风扇固 定在机舱上。所述外转子是圆筒形，其一端口径较小，在圆筒形的另一端口径增大，形如大 写的英文字母T ； 口径较小的部分称为机舱，口径较大的一端称为加速舱，外转子的端盖在 加速舱一端；所述机芯套装在外转子口径较小的机舱内，机芯和外转子各使用轴承安装在 机轴上，二者之间有间隙。所述机芯是复合多定子机芯，定子数量的多少根据需要设定；每 个定子的铁心大小、厚度、线圈形状、圈数、相位均完全相同。所述定子是组合式定子，每个 定子均有定子支架、定子铁心、定子线圈以及定子挡圈；在定子铁心圆周的边缘，均勻开有 径向燕尾槽，径向燕尾槽的数量，根据需要，最少可开18个，最多可开36个。所述机轴上至 少设有一条花键，在定子支架和定子挡圈的中心轴孔上，设有与花键相应的榫槽，在整机安 装时，定子的轴孔榫槽对准机轴花键，将定子推入机轴到位，随后将定子挡圈的榫槽对准花 键推入到位。所述机芯具有一个转子外壳，转子永磁体按圆周排列安装固定在转子外壳的 内壁上，每安装一周转子永磁体，加设一只锁环；转子永磁体和锁环上设有互锁结构在转 子永磁体的圆弧侧面上开有锁口，在锁环的圆弧侧面上设有锁键；每一圆周永磁体的数量， 最少安装16片，最多安装32片。所述机芯在整机安装时，每一定子线圈对准转子永磁体，每 一线圈的线端沿径向到定子支架轴孔附近，所有同相线圈线端并接在一起形成三相线缆， 最后从机轴内孔中弓I出。所述加速器在加速舱的一端，在机芯的轴承座上安装太阳轮，在太 阳轮的周围啮合星轮，星轮轴固定在定位板上，星轮与齿圈啮合，齿圈安装在加速舱的侧壁上，太阳轮、星轮、加速轮构成加速器。所述加速舱的口径，在条件允许的情况下，其口径也 可以和机舱口径相同，此时外转子为等截面圆筒形。所述风扇固定在圆筒形的机舱外面上， 每个风扇扇叶具有较长的扇柄，均勻分布在360度圆周上。本实用新型设计了带加速舱的T字形外转子，以及小口径多定子复合式机芯，使 得发电机形体变得细而长但功率却很大，因而特别适合安装在轿车、客车、以及各种车船 上，当车载电能不足时，利用车辆泊停时的自然风发电，为车载电池充电后创造车辆轻松续 航的条件。特别是在海上作业的船只，如渔船在捕鱼工作时，航行运动的速度不是主要的， 基本处于泊停状态，而海上终年刮着5级以上的自然风，本发明可为渔船提供捕鱼照明的 电力，而不用再开动柴油发电机，能为国家节约巨额燃油补助金，减小巨大环境污染，本实 用新型具有明显的积极意义。
下面，结合附图及实施例对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型所提供的一种小口径复合多定子大功率发电机总体结构示意 图。图2是小口径复合多定子大功率发电机俯视结构示意图。图3是机芯结构示意图。图4是定子结构示意图。图5是转子永磁体结构示意图。图6是机轴花键结构示意图。图7是线圈引线结构示意图。图1中，(3)是风扇，(103)是端盖，(2B2)是定位板，(2B1)是星轮轴，(3A)扇柄， (105)是外转子轴承，(106)是机芯轴承，(102)是机舱，(IA)是机轴，(104)是机舱轴承， (1)是机芯，(2A)是太阳轮，(2B)是星轮，(2)是加速舱，(2C)是齿圈。图2中，(IB)是线缆，(201)是安装口。图3中，(101)是转子外壳，(ID)是转子永磁体，(IC)是定子线圈，(1A3)是花键， (ICl)是定子支架，(1A2)是机轴螺口，(IAl)是机轴内孔，(IBl)是定子线圈线端，(IH)是 定子挡圈，(1C2)是定子铁心，(IF)是锁环。图4中，(1C3)是燕尾槽，(1C4)是定子轴孔，(1C5)是榫槽。图5 中，(IDl)是锁口。图7中，a、b、c是三个相线线端。
具体实施方式
如图1所示，小口径复合多定子大功率发电机具有一个由机舱和加速舱构成的 T字形的外转子(102)和(2)、一个小口径复合多定子机芯(1)、一个加速器(2A)、(2B)、 (2C)，一根发电机的机轴(IA)，以及固定在外转子上的风扇(3)，外转子和机芯各使用轴承 (104)、(105)和(106)安装在机轴(IA)上，机芯在外转子口径较小的机舱(102)内，加速器 在外转子口径较大的加速舱(2)内，风扇固定在机舱上。外转子是圆筒形，一端口径较小， 另一端口径增大，形如大写的英文字母T，口径较小的部分称为机舱，口径较大的一端称为加速舱；外转子的端盖(103)在加速舱一端；机芯套装在外转子口径较小的机舱内，机芯使 用轴承(106)，外转子使用轴承(104)、(105)安装在机轴上，二者之间有间隙。加速器安装 在加速舱⑵内，在机芯的轴承座上安装太阳轮(2A)，在太阳轮的周围啮合星轮(2B)，星轮 轴(2B1)固定在定位板(2B2)上，星轮与齿圈(2C)啮合，齿圈安装在加速舱的内侧壁上，太 阳轮(2A)、星轮(2B)、加速轮(2C)构成加速器。所述加速舱的口径，在条件允许的情况下， 其口径也可以和机舱口径相同，此时外转子为等截面圆筒形。在不计空间体积情况下，如建 筑、场地发电等。如图2所示，风扇(3)安装在外转子的机舱(102)外面，风扇的数量至少是3个或 三个以上，每个风扇具有较长的扇柄(β A)，均勻分布在360度圆周上。如图3所示，机芯(1)是复合多定子机芯，定子数量的多少根据需要设定，每个定 子铁心的大小、厚度、线圈形状、圈数、相位均完全相同。在小型轿车上，由于车体宽度有限， 为了增大低速风时的扭矩，要尽量缩小发电机的口径，以增大风扇的相对力臂，因而转子的 直径小，定子数量必然要多一些，可以做到十个或者更多。这里的定子是组合式定子，每个 定子均有定子支架(ICl)、定子铁心(1C2)、定子线圈(IC)以及定子挡圈(IE)。为减轻发电 机的重量，在定子支架上组合定子铁心，定子支架可以是较轻的铝合金金属，也可以是更轻 的碳纤维等非金属。如图4所示，在定子铁心圆周的边缘，均勻开有径向燕尾槽(1C3)，径向燕尾槽的 数量，根据需要，最少可开18个，最多可开36个。在机轴(IA)上至少设有一条花键(1Α3)， 在定子支架的中心轴孔(1C4)上，设有与花键相应的榫槽(1C5)，在整机安装时，定子的轴 孔榫槽对准机轴花键，将定子推入机轴到位，随后将定子挡圈的榫槽对准花键推入到位。如图3、图5所示，所述机芯具有一个转子外壳(101)，转子永磁体(ID)按圆周排 列安装固定在转子外壳的内壁上，每安装一周转子永磁体，加设一只锁环(IF)；转子永磁 体和锁环上设有互锁结构在转子永磁体的圆弧侧面上开有锁口(IDl)，在锁环的圆弧侧 面上设有锁键，锁口锁键相互咬合，转子永磁体在任何情况下也不易脱落。每一圆周永磁体 的数量，最少安装16片，最多安装32片。如图3、图7所示，在整机安装时，每一定子线圈(IC)对准转子永磁体(ID)，每一 线圈的线端(IBl)沿径向到定子支架的轴孔(1C4)附近，所有同相线圈线端并接在一起形 成三相线缆(IB)，最后从机轴内孔(IAl)中引出。
权利要求一种小口径复合多定子大功率发电机，其特征在于该机具有一个由机舱(102)和加速舱(2)构成的T字形的外转子、一个小口径复合多定子机芯(1)、一个加速器(2A)、(2B)、(2C)，一根发电机的机轴(1A)，以及固定在外转子上的风扇(3)，外转子和机芯各使用轴承(104)、(105)和(106)安装在机轴上，机芯在外转子口径较小的机舱(102)内，加速器在外转子口径较大的加速舱(2)内，风扇固定在机舱上。
2.如权利要求1所述的小口径复合多定子大功率发电机，其特征在于所述外转子是 圆筒形，一端口径较小，另一端口径增大，形如大写的英文字母T ； 口径较小的部分称为机 舱(102)，口径较大的一端称为加速舱(2)，外转子的端盖(103)在加速舱一端；所述机芯套 装在外转子口径较小的机舱内，机芯和外转子各使用轴承(106)和(104)、(105)安装在机 轴上，二者之间有间隙。
3.如权利要求1所述的小口径复合多定子大功率发电机，其特征在于所述机芯是复 合多定子机芯，定子数量的多少根据需要设定；每个定子的铁心大小、厚度、线圈形状、圈 数、相位均完全相同。
4.如权利要求1所述的小口径复合多定子大功率发电机，其特征在于所述定子是组 合式定子，每个定子均有定子支架(ICl)、定子铁心(1C2)、定子线圈(IC)以及定子挡圈 (IH)；在定子铁心圆周的边缘，均勻开有径向燕尾槽(1C3)，径向燕尾槽的数量，根据需要， 最少可开18个，最多可开36个。
5.如权利要求1所述的小口径复合多定子大功率发电机，其特征在于所述机轴上至 少设有一条花键(1A3)，在定子支架的中心轴孔(1C4)上，设有与花键相应的榫槽(1C5)，在 整机安装时，定子的轴孔榫槽对准机轴花键，将定子推入机轴到位，随后将定子挡圈的榫槽 对准花键推入到位。
6.如权利要求1所述的小口径复合多定子大功率发电机，其特征在于所述机芯具有 一个转子外壳(101)，转子永磁体(ID)按圆周排列安装固定在转子外壳的内壁上，每安装 一周转子永磁体，加设一只锁环(IF)；转子永磁体和锁环上设有互锁结构在转子永磁体 的圆弧侧面上开有锁口(IDl)，在锁环的圆弧侧面上设有锁键；每一圆周永磁体的数量，最 少安装16片，最多安装32片。
7.如权利要求1所述的小口径复合多定子大功率发电机，其特征在于所述机芯在整 机安装时，每一定子线圈(IC)对准转子永磁体(ID)，每一线圈的线端沿径向到定子支架轴 孔(1C4)附近，所有同相线圈线端并接在一起形成三相线缆，最后从机轴内孔中引出。
8.如权利要求1所述的小口径复合多定子大功率发电机，其特征在于所述加速器在 加速舱(2)的一端，在机芯的轴承座上安装太阳轮(2A)，在太阳轮的周围啮合星轮(2B)，星 轮轴(2B1)固定在定位板(2B2)上，星轮与齿圈(2C)啮合，齿圈安装在加速舱的侧壁上，太 阳轮、星轮、加速轮构成加速器。
9.如权利要求1所述的小口径复合多定子大功率发电机，其特征在于所述加速舱的 口径，在条件允许的情况下，其口径也可以和机舱口径相同，此时外转子为等截面圆筒形。
10.如权利要求1所述的小口径复合多定子大功率发电机，其特征在于所述风扇(3) 固定在圆筒形的机舱外面上，每个风扇扇叶具有较长的扇柄(3A)，均勻分布在360度圆周 上。
专利摘要一种小口径复合多定子大功率发电机，具有一个由机舱和加速舱构成的T字形的外转子、一个小口径复合多定子机芯、一个加速器、一根发电机的机轴，以及固定在外转子上的风扇，外转子和机芯各使用轴承安装在机轴上，机芯在外转子口径较小的机舱内，加速器在外转子口径较大的加速舱内，风扇固定在机舱上。
文档编号H02K1/27GK201635930SQ20102014009
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者赵幼仪 申请人:赵幼仪