专利名称：风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发电机，是一种风力发电机。
背景技术：
当前，随着人们对节能减排，节约地球资源的认识和呼声越来越高，由此，也越来 越重视对风能的利用。在各级政府的支持下，经技术人员坚持不懈的努力，风能发电技术得 到了长足的发展与进步。众所周知，现有技术中加工永磁材料广泛采用定向充磁法，排列在 发电机壳体上的永磁体每块制成呈瓦形结构，瓦形永磁体的内表面呈平滑状的圆弧面，这 样的瓦形平滑状永磁体与嵌有相应绕组线圈的铁芯相组合，其磁势阻力较大，则发电机的 初始启动扭矩就大，发电机在1级_2级风力条件下就转动不起来。在实际工作中发现，现 有风力发电厂(站)在3级_4级风力时有高达60%的发电机停转不发电，导致全年的风能 发电利用率不到300个小时，造成了高额的风能电价。本实用新型人根据对永磁体磁性能 新用途的研究发现，根据发电机的特点对永磁体的结构及排列方式作出新的设计，是解决 低风速条件下发电机运转问题的主要途径之一。
发明内容本实用新型的目的是提供一种风力发电机，使其在一、二级风力作用下也能驱动 发电，以提高风能的有效发电时间值和降低产出电价比。 本实用新型的另一 目的是使发电机的重要部件_换向器能实现方便地维护保养 或调换，以提高发电机的使用寿命。 实现上述目的的本实用新型的技术构思是，把组合排列在发电机壳体上的瓦形永 磁体设置成波浪形永磁磁场结构，以减小磁阻力面积，达到减小初始输入扭矩的目的。本 实用新型的具体方案是，在发电机壳体内圆周上设有多组永磁体，每组永磁体包含有多块， 每块永磁体呈瓦形体结构，每组的多块永磁体呈同极组合，多组永磁体以N. S极间隔排列； 在发电机主轴上固装有一铁芯，在该铁芯的外周缘上按轴向开有与永磁体匹配的多道嵌线 槽、其内嵌置以与永磁体磁场特征相匹配的循环绕组线圈；在发电机主轴的一端头固设有 一换向器，绕组线圈的线头固接在该换向器上，换向器的外圆周面与电刷紧密接合；本实用 新型中把瓦形体永磁体设计成其内凹面呈二侧凸起的波浪形结构；所说换向器设计成由 线脚部和磨擦接触部组成的两段式结构，线脚部包含一轴座和多根嵌置其上的勾爪型接线 脚，磨擦接触部包含一连接环和多根嵌置其上的直片型接线脚，每一直片型接线脚可紧密 地插嵌入与之相对应的勾爪型接线脚的嵌槽中。如此所说的本实用新型，永磁体形成波浪 式的齿磁波场型，则可减小永磁对铁芯的压阻力，当绕组线圈铁芯在外力驱动下由电刷导 电时产生电枢电磁势，此时的永磁体的强磁场点就会对铁芯起到吸力作用与排拆作用，使 其初始输入转矩减小，从而能迅速迅速旋转发电。 本实用新型可以根据不同输入转速的需要和发电电压与发电量的需要与电刷轴 线相重合需要，来设计设置在发电机壳体内圆周面上的永磁体与永磁体的磁能级强度和设置的嵌线槽数。本实用新型中，排列在电机壳体内周面上的多组永磁体可以有二组、四组、 六组、八组，每组永磁体可以有二、三、四或六块瓦形永磁体组成。本实用新型中，与换向器 外圆周面紧密接合的电刷可以有一组、二组、三组等多组。 如上所述，由于本实用新型配置排列的永磁体和嵌线槽绕组线圈与电刷轴线相重 合的新匹配设计，本实用新型具有如下所述主要优点本实用新型中的磁场结构存在"连续 的"高强磁场点和弱磁场区间，当绕组线圈铁芯在外力驱动下由电刷导电时产生电枢电磁 势，此时的永磁体的强磁场点就会对铁芯起到吸力作用与排拆作用，使得本实用新型的初 始扭矩小，只需能转动就能发电，使得本实用新型发电性能特性硬，电压、电流随转速提高 而一路升值。此外，本实用新型功率大小按应用需要可以任意设计设定，并且在发电时超出 额定功率值时不会发热。而且，由于本实用新型中的换向器制成二段式结构，则当与电刷紧 密接合的换向器磨擦接触部因磨损而损坏时，可以方便地拆下来更换，方便了发电机的保 养维护，提高发电机的整体寿命。
图1为本实用新型一个实施例的正向剖视示意图。 图2为图1的B-B截面示意图。 图3为图1的A-A截面示意图。 图4为本实用新型中瓦形永磁体的一种结构形式。 图5为本实用新型中瓦形永磁体的另一种结构形式。 图6为本实用新型中换向器实施例的正向剖视示意图
具体实施方式本实用新型的一个较佳实施例如附图所示。
以下结合附图所示实施例对本实用新 型作具体说明 由图1见，本实施例包括有一发电机壳体3、主轴1、嵌有绕组线圈6的铁芯4、电 刷8、换向器9及设置在发电机壳体内圆周上的永磁体5。铁芯4固装在主轴1上，绕组线 圈6的线头固接在换向器9上，换向器9的外圆周面与电刷8紧密接合。本实用新型由多 块呈瓦形体的永磁体5排列布置在发电机壳体3的内圆周面上。由图2见，本实施例中设 置在发电机壳体3内圆周面上的永磁体5有四组(在其它实施例中可以是二组、六组或八 组)，每组有二块瓦形永磁体，每块瓦形永磁体其内凹面呈二侧凸起如图4或图5所示的方 波形13或锯齿形14波浪形结构。在同一位置的端面上每组的二块永磁体呈同极组合，四 组永磁体以N. S极间隔排列。 由图3见，换向器9固装在主轴1的端头上，换向器9的外圆周面与电刷8紧密接 合。本实施例中设有二组(对称二支电刷构成一组)电刷8，每支电刷均通过导线与接线柱 12相连接。本实施例中，每支电刷8均以一盘簧11顶紧在换向器9的外圆周面上。图中7 为发电机的后端盖。请同时参阅图6，由图6见，本实施例中的换向器呈由线脚部15和磨擦 接触部18组成的两段式结构，线脚部15包含一轴座19和多根嵌置在该轴座19上的勾爪 型接线脚16，磨擦接触部18包含一用以镶接在轴座19上的连接环18和多根嵌置在该连接 环18上的直片型接线脚17，每一直片型接线脚18紧密地插嵌入与之相对应的勾爪型接线16中。电刷8紧密地接合在磨擦接触部18外圆周上,
权利要求一种风力发电机，在发电机壳体内圆周上设有多组永磁体，每组永磁体包含有多块，每块永磁体呈瓦形体结构，每组的多块永磁体呈同极组合，多组永磁体以N.S极间隔排列；在发电机主轴上固装有一铁芯，在该铁芯的外周缘上按轴向开有与永磁体匹配的多道嵌线槽、其内嵌置以与永磁体磁场特征相匹配的循环绕组线圈；在发电机主轴的一端头固设有一换向器，绕组线圈的线头固接在该换向器上，换向器的外圆周面与电刷紧密接合；其特征在于瓦形体结构的永磁体其内凹面呈二侧凸起的波浪形结构；所说换向器分成由线脚部和磨擦接触部组成的两段式结构，线脚部包含一轴座和多根嵌置其上的勾爪型接线脚，磨擦接触部包含一连接环和多根嵌置其上的直片型接线脚，每一直片型接线脚可紧密地插嵌入与之相对应的勾爪型接线脚中。
2. 根据权利要求1所述风力发电机，其特征在于排列在电机壳体内周面上的多组永 磁体可以有二组、四组、六组或八组，每组永磁体可以有二、三、四或六块瓦形永磁体组成。
3. 根据权利要求1或2所述风力发电机，其特征在于所说瓦形体永磁体内凹面呈二 侧凸起的方波形、锯齿形结构。
专利摘要本实用新型是一种风力发电机，主要特点是设置在发电机壳体内圆周面上的永磁体呈多组、多块同极组合排列，每块永磁体呈瓦形体，其内凹面呈二侧凸起的波浪形结构；在同一位置的端面上每组的多块永磁体呈同极组合，多组永磁体以N.S极间隔排列；所说换向器分成由线脚部和磨擦接触部组成的两段式可拆卸结构。本实用新型的初始扭矩小，只需能转动就能发电，换向器的保养维护或更换方便，能提高发电机的整体寿命。
文档编号H02K23/02GK201466950SQ20092007261
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者杨永明 申请人:盐城合能机电科技发展有限公司