一种立式无铁芯永磁风力发电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种立式无铁芯永磁风力发电机。

背景技术：

现有的风力发电机分为大型和小型两种，其中大型风力发电机需要设置在一定高度且风力资源良好的空阔区域，其机组庞大，设备对风速要求高，主要为城市生活进行供电；小型风力发电机一般体积较小主要设置于道路和公园景点为道路照明灯、交通信号灯以及景观灯进行供电。

小型风力发电机的制作成本远低于太阳能发电设备且供电效果优于太阳能发电设备，但由于小型风力发电机自身存有结构复杂且维修不便的问题，使其普及度较低；

如专利申请号为201811197444.3名为《一种双斥力动式发电机》的专利文献中公开了一种小型风力发电机，该种发电机结构较为复杂，在出现故障时维修不便，且该种电机在运作时难以保持平衡转动，发电效率不高。

技术实现要素：

本发明为了解决现有风力发电机由于结构复杂导致维修不便的问题，提供一种立式无铁芯永磁风力发电机，通过优化电机自身结构，使各部分相互独立便于生产、安装和维修。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种立式无铁芯永磁风力发电机，包括定子、转子、机壳、转轴和多个叶片，所述转轴和多个叶片之间设置有旋翼，所述旋翼包括固定环和多个支撑条，所述固定环为圆环状结构，固定环与多个支撑条可拆卸连接，所述支撑条为c字型结构，多个所述支撑条沿固定环外环面等距设置，支撑条与固定环外环面相切，支撑条一端与固定环圆弧过渡、另一端与叶片可拆卸连接，旋翼对应设置于转轴两端，叶片通过旋翼与转轴转动连接，转轴的底端转动连接机壳，所述机壳与旋翼固定连接，机壳内部设置有转子，所述转子包括磁轭和多个永磁体，所述磁轭包括上磁轭和下磁轭，上磁轭和下磁轭之间设置定子，所述定子为绕组盘，所述绕组盘为圆环状结构，绕组盘内嵌有绕组，所述绕组盘与转轴固定连接。

进一步地，所述转轴包括连接轴和电机轴，所述连接轴和电机轴均为圆环状柱形结构，连接轴套设在电机轴外部与电机轴固定连接。

进一步地，所述固定环的内环面开设有轴承位，旋翼分别设置于连接轴和电机轴上端，旋翼与连接轴之间设置有第一轴承，旋翼与电机轴之间设置有第二轴承。

进一步地，所述机壳包括上端盖和下端盖，所述上端盖为设置有阶梯孔的圆柱形，上端盖的上端面开设有圆形通孔，所述下端盖为设置有阶梯孔的阶梯圆柱形，所述上端盖和下端盖可拆卸连接。

进一步地，所述上磁轭和下磁轭均为阶梯圆柱形，上磁轭和下磁轭分别与上端盖和下端盖通过螺栓固定连接，所述上磁轭和下磁轭的小径端对向设置、大径端一侧沿大径端圆周等距固定设置有多个永磁体，多个所述永磁体的磁性交替排布，上磁轭和下磁轭相对的永磁体磁性相同。

进一步地，所述绕组盘内环面设置有轴套，所述轴套呈环状结构，轴套与电机轴之间通过连接键可拆卸连接，所述绕组之间呈单层链式交叉排列，绕组盘的绕组引出火线和零线，轴套的侧面开设出线槽，所述出线槽与电机轴对应位置开设有出线孔

进一步地，所述绕组盘和轴套为一体化结构，绕组盘和轴套均由环氧树脂材质浇筑而成，所述环氧树脂材质包覆绕组表面形成绝缘层。

进一步地，所述转子和定子之间设置有间隙，所述间隙的范围为0.07~0.04mm。

进一步地，所述电机轴依次穿过旋翼、上端盖、上磁轭、绕组盘、下磁轭和下端盖，所述下端盖的底面设置有轴承位，所述下端盖与电机轴之间设置有第三轴承，下端盖与电机轴通过第三轴承转动连接。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明设置有旋翼，旋翼对应设置于转轴两端，叶片通过旋翼与转轴转动连接，转轴的底端转动连接机壳，所述机壳与旋翼固定连接，机壳内部设置有转子，所述转子包括磁轭和多个永磁体，所述磁轭包括上磁轭和下磁轭，上磁轭和下磁轭之间设置定子，所述定子为绕组盘，所述绕组盘为圆环状结构，绕组盘内嵌有绕组，所述绕组盘与转轴固定连接。在工作时，风力作用于叶片表面，推动旋翼、机壳和转子转动，同时转轴和定子处于固定状态，定子切割磁力线产生电能。叶片、旋翼、机壳、转子、和定子之间连接简单，各部分相互独立可以直接进行替换，降低了维护成本。

2.旋翼包括固定环和多个支撑条，所述固定环为圆环状结构，固定环与多个支撑条可拆卸连接，所述支撑条为c字型结构，多个所述支撑条沿固定环外环面等距设置，支撑条与固定环外环面相切，支撑条一端与固定环圆弧过渡、另一端与叶片可拆卸连接，旋翼对应设置于转轴两端，机壳与旋翼固定连接。旋翼各部件可拆卸连接便于维修和替换，多个支撑条组合后其结构为平面螺旋状可以加强风力的推动作用，同时旋翼对应设置于转轴两端将叶片固定，避免叶片在风力作用下出现晃动，影响发电机的工作效率。

附图说明

图1是本发明一种立式无铁芯永磁风力发电机的整体结构示意图。

图2是本发明一种立式无铁芯永磁风力发电机的拆分示意图。

图3是本发明一种立式无铁芯永磁风力发电机的部分剖视图。

图4是本发明一种立式无铁芯永磁风力发电机的上端拆分示意图。

附图中标号为：1为叶片，2为上磁轭，3为下磁轭，4为绕组盘，5为连接轴，6为电机轴，7为旋翼，8为机壳，9为卡耳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述：

如图1~图4所示，一种立式无铁芯永磁风力发电机，包括定子、转子、机壳8、转轴和多个叶片1，所述转轴和多个叶片1之间设置有旋翼7，所述旋翼7包括固定环和多个支撑条，所述固定环为圆环状结构，固定环与多个支撑条可拆卸连接，所述支撑条为c字型结构，多个所述支撑条沿固定环外环面等距设置，支撑条与固定环外环面相切，支撑条一端与固定环圆弧过渡、另一端与叶片1可拆卸连接，旋翼7对应设置于转轴两端，叶片1通过旋翼7与转轴转动连接，转轴的底端转动连接机壳8，所述机壳8与旋翼7固定连接，机壳8内部设置有转子，所述转子包括磁轭和多个永磁体，所述磁轭包括上磁轭2和下磁轭3，上磁轭2和下磁轭3之间设置定子，所述定子为绕组盘4，所述绕组盘4为圆环状结构，绕组盘4内嵌有绕组，所述绕组盘4与转轴固定连接。

为优化产品结构，所述转轴包括连接轴5和电机轴6，所述连接轴5和电机轴6均为圆环状柱形结构，连接轴5套设在电机轴6外部与电机轴6通过螺栓连接。

为优化产品结构，所述固定环的内环面开设有轴承位，旋翼7分别设置于连接轴5和电机轴6上端，旋翼7与连接轴5之间设置有第一轴承，旋翼7与电机轴6之间设置有第二轴承。

为保护定子和转子，所述机壳8包括上端盖和下端盖，所述上端盖为设置有阶梯孔的圆柱形，上端盖的上端面开设有圆形通孔，所述下端盖为设置有阶梯孔的阶梯圆柱形，所述上端盖和下端盖通过螺栓可拆卸连接。

为使发电机能够运行，所述上磁轭2和下磁轭3均为阶梯圆柱形，上磁轭2和下磁轭3分别与上端盖和下端盖通过螺栓固定连接，所述上磁轭2和下磁轭3的小径端对向设置、大径端一侧沿大径端圆周等距固定设置有多个永磁体，多个所述永磁体的磁性交替排布，上磁轭2和下磁轭3相对的永磁体磁性相同。

为优化产品结构，所述绕组盘4内环面设置有轴套，所述轴套呈环状结构，轴套与电机轴6之间通过连接键可拆卸连接，所述绕组之间呈单层链式交叉排列，绕组盘4的绕组引出火线和零线，轴套的侧面开设出线槽，所述出线槽与电机轴6对应位置开设有出线孔

为提高绝缘性能，所述绕组盘4和轴套为一体化结构，绕组盘4和轴套均由环氧树脂材质浇筑而成，所述环氧树脂材质包覆绕组表面形成绝缘层。

为使保证发电机散热性能，所述转子和定子之间设置有间隙，所述间隙的范围为0.07~0.04mm。

为优化产品结构，提高风力作用，所述电机轴6依次穿过旋翼7、上端盖、上磁轭2、绕组盘4、下磁轭3和下端盖，所述下端盖的底面设置有轴承位，所述下端盖与电机轴6之间设置有第三轴承，下端盖与电机轴6通过第三轴承转动连接。

在安装时，将下端盖与电机轴6通过第三轴承连接，第三轴承在轴承位内被固定，接着将固定有永磁体的下磁轭3与下端盖通过螺栓固定连接，同样方法将上端盖和上磁轭2进行固定，绕组盘4和轴套按照出线孔位置与电机轴6进行组合通过连接键进行固定，接着将上端盖和下端盖通过螺栓进行固定，需要注意的是上磁轭2和下磁轭3上相对应的永磁体的磁性需保持一致；将固定环和支撑架通过螺栓固定，在固定环内环面开设有轴承位，通过第二轴承使旋翼7与电机轴6转动连接，旋翼7与上端盖通过螺栓固定，旋翼7与上端盖之间设置有橡胶垫，所述橡胶垫用于防雨密封；将连接轴5与电机轴6套合后通过顶丝固定，旋翼7与连接轴5通过第一轴承连接，发电机主体安装完成；

最后安装叶片1，在本实施中所述叶片1为铝合金材质制成的长条形结构，铝合金具有可塑性将铝合金按照支撑条形状以及弧度进行弯曲，固定环上设置有用于叶片1定位的卡耳9，所述卡耳9为半圆形，卡耳9的数量与叶片1和支撑条的数量保持一致，叶片1与支撑条通过螺栓固定，发电机安装完成。

在进行维修时，通过上述步骤对零件进行更换，由于其结构简单，且各部位零件相互独立在维修时较为便捷。

在有风的情况下，风力推动叶片1使旋翼7带动机壳8和转子转动，在转子转动的同时定子和转轴保持静止，定子切割磁力线产生电能，为道路交通信号灯、照明灯、以及景区景观灯等用电设备进行供电。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。