专利名称：自冷却垂直轴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自冷却垂直轴永磁风力发电机，属于新能源技术领域，特别
涉及一种风力发电设备中的发电机。
背景技术：
在现有技术中，垂直轴型永磁风力发电机，转子主轴一般都用圆钢实体制成，通过端盖中的轴承支承，与定子壳体封闭式装配，由发电机壳体散热；存在着因发电机内部温升过热，制约发电能力和造成永磁体逐渐退磁老化的缺陷，如何克服上述不足，又能降低成本，提高风能利用率和使用寿命，是本实用新型的目的。
发明内容针对上述问题和缺陷，本实用新型从改变风力发电机的主机结构入手，增设通风自冷却装置，结合永磁叠加技术给于克服。[0004] 技术方案 —种自冷却垂直轴永磁风力发电机，包括主要采用永磁体3，嵌装固定在动盘2内，静盘10套装在主轴5上，由端盖1和下端盖13中的轴承4支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与动盘2的凸槽卡接，螺栓12将端盖固定在动盘2上，静盘10内嵌装线圈11，导线9穿过管路引出组成；特征是发电机内设有通风自冷却装置，由设在下端盖13上的进风
孔6、主轴上的出风孔8、主轴中的风道7构成；空气由进风孔6进入发电机内部动盘与静盘
之间隙，经出风孔8、风道7，从内部带走热量，以克服发电机运行时所产生的温升过热，制
约发电能力和造成的退磁老化问题，提高了发电机的发电效率和使用寿命。 上述所说主轴5，由大口径钢管制成，长度可根据配置的风轮高度套接加长，直径
至少是主机外壳直径的四分之一，选择比例在l : 0.25 0.6的范围，有利于扩展通风量
和縮短转子与定子之间的直径距离，提高动态平衡、减轻重量、降低成本、快速散热，改善通
风和发电能力。 上述所说静盘10为l片或n片，其中n〉 l，由无磁材料制成，中心开孔，固定在主轴5上；圆面积内设置线圈ll，所说线圈为若干只无铁心绕组，由高强度漆包线绕制成圆形片状，绕组数量单相发电机为20只或20+m4只，其中m > l，三相发电机为36只或36+m6只，组成圆圈排列，按度数均匀分布在静盘10内，线圈按预先设定的磁极数连接，导线9穿过管路引出机外，便于与接线盒、负载连接；具体可根据发电机的功率大小、转速要求以及静盘的实用圆面积的大小设计而定。 上述所说动盘2，为2片或N+1片，其中N > 2，由无磁金属材料制成，内壁铠装永磁体，所说永磁体3为钕铁硼或钐钴或铝镍钴，形状有圆柱体或方块体或六角体，按照S极N极的顺序排列成圆圈，须与静盘10内的线圈统一对称，并列装置在静盘上下两侧，通过螺栓12与端盖固定。 上述所说静盘10与动盘2之间平面相对距离的空隙范围为0. 2 2匪，由主轴5中凸起的轴挡作为靠山定位限制；空隙距离的大小根据发电机功率大小和动，静盘的面积大小以及加工精度而定，加工的精密度越高空隙越小则越利于提高发电机的输出效率。[0010] 上述所说静盘和动盘用叠加组合的方法装配在每片静盘10和动盘2上，可以根据功率需要，统一设置成1圈永磁体和线圈，或者l+c圈，其中c > l，永磁体和线圈，以增加每1片的输出功率，然后，将n片静盘和N+l片动盘，按顺序装置在主轴5上，导线9穿过管路分别引出，可扩大发电机的输出功率，制造出功率级别较大体积较小的新型发电机。[0011] 上述所说自冷却垂直轴永磁风力发电机，只要将设置在动盘和静盘内的元件相互更换，就可以方便地制成主轴5旋转的，内转子自冷却垂直轴永磁风力发电机；[0012] 该技术方案为 —种内转子自冷却垂直轴永磁风力发电机，包括主要采用永磁体3，分别嵌装固定在动盘2内，动盘2套装在主轴5上，由端盖1和下端盖13中的轴承4支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与静盘10的凸槽卡接，螺栓12将端盖固定在静盘10上，静盘10内嵌装线圈11，导线9穿过管路引出机外组成。 上述所说内转子自冷却垂直轴永磁风力发电机，增加了发电机的品种和使用范围，可以在风力发电机以外的领域中使用，所以用途十分广泛。 本设计所述的自冷却垂直轴永磁风力发电机与众不同之处在于1.发电机内部设有通风自冷却装置，克服了发电机运行时所产生的温升散热问题，解决了永磁体因过热造成的退磁老化问题，提高了发电能力和使用寿命。2.采用磁场叠加的设计新思路和大口径钢管制作主轴的新方法，大大地縮小和减轻了发电机的重量和体积，大幅度地降低了制造成本。根据上述实用新型优点，自冷却垂直轴永磁风力发电机这一新能源项目，得以全面推广，进一步造福人类，将之成为现实。 本实用新型的有益效果是结构简单、部件少、耗材小、重量轻、体积小、成本低、可以叠加装配、制作工艺简单、易于流水线大批量生产、无铁心、无电刷、无噪音、无励磁绕组、无静摩擦力矩、效率高，输出功率稳定、运行安全、节能环保、使用寿命长、适用范围广阔。
附图l，一种自冷却垂直轴永磁风力发电机的结构原理剖示图。[0018] 附图2，一种内转子自冷却垂直轴永磁风力发电机的结构原理剖示图。
具体实施方式以下实施例并不构成对本实用新型保护范围的任何限制。 附图1 8中1.端盖，2.动盘，3.永磁体，4.轴承，5.主轴，6.进风孔，7.风道，8.出风孔，9.导线，IO.静盘，ll.线圈，12.螺栓，13.下端盖。 实施例参照附图1所示，一种自冷却垂直轴永磁风力发电机的结构原理剖示图。作为优选，永磁体3，采用钕铁硼磁钢，分别嵌装固定在动盘2内，静盘10套装在主轴5上，由端盖1和下端盖13中的轴承4支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与动盘2的凸槽卡接，螺栓12将端盖固定在动盘2上，静盘10内嵌装线圈11、导线9穿过管路与接线盒或负载连接。 实施例参照附图2所示，一种内转子自冷却垂直轴永磁风力发电机的结构原理
4剖示图。作为优选，永磁体3，采用钕铁硼磁钢，分别嵌装固定在动盘2内，动盘2套装在主轴5上，由端盖1和下端盖13中的轴承4支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与静盘10的凸槽卡接，螺栓12将端盖固定在静盘10上，静盘10内嵌装线圈11，导线9穿过管路引出机外组成。 综上所述，本实用新型的特征和优点是显而易见的，可以更新目前还在普遍使用的效率低，耗材大的发电机产品，具有巨大的经济效益和市场潜力。 根据上述实施例和工作原理，有些聪明的制造商稍微改变或试图减少某一另件而制造的雷同产品，也属于本实用新型的保护范畴之例。
权利要求一种自冷却垂直轴永磁风力发电机，包括主要采用永磁体(3)，嵌装在动盘(2)内，静盘(10)套装在主轴(5)上，由端盖(1)和下端盖(13)中的轴承(4)支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与动盘(2)的凸槽卡接，螺栓(12)将端盖固定在动盘上，静盘(10)内嵌装线圈(11)，导线(9)穿过管路引出组成；特征是发电机内设有通风自冷却装置，由设在下端盖(13)上的进风孔(6)、主轴上的出风孔(8)、主轴中的风道(7)构成。
2. 根据权利要求l所述的自冷却垂直轴永磁风力发电机，特征是所说主轴(5)，由大 口径钢管制成，长度可根据配置的风轮高度套接加长，直径至少是主机外壳直径的四分之 一，选择比例在l : 0. 25 0.6的范围。
3. 根据权利要求1所述的自冷却垂直轴永磁风力发电机，特征是所说静盘(10)为1 片或l+ln片，其中n〉 l，由无磁材料制成，中心开孔，固定在主轴(5)上；圆面积内设置线圈(ll)，所说线圈为若干只无铁心绕组，由高强度漆包线绕制成圆形片状，绕组数量单相发电机为20只或20+4n只，三相发电机为36只或36+6n只，组成圆圈排列，按度数均匀分 布在静盘(10)内，线圈按预先设定的磁极数连接，导线(9)穿过管路引出机外，便于与接线 盒、负载连接；具体根据发电机的功率大小、转速要求以及静盘的实用圆面积的大小设计而定。
4. 根据权利要求l所述的自冷却垂直轴永磁风力发电机，特征是所说动盘(2)，为2 片或2+ln片，由无磁金属材料制成，内壁铠装永磁体，所说永磁体(3)为钕铁硼或钐钴或铝 镍钴，形状有圆柱体或方块体或六角体，按照S极N极的顺序排列成圆圈，须与静盘(10)内 的线圈统一对称，并列装置在静盘上下两侧，通过螺栓(12)与端盖固定。
5. 根据权利要求1所述的自冷却垂直轴永磁风力发电机特征是所说静盘(10)与动 盘(2)之间平面相对距离的空隙范围为O. 2 2匪，由主轴(5)中凸起的轴挡作为靠山定位 限制；空隙距离的大小根据发电机功率大小和动，静盘的面积大小以及加工精度而定。
专利摘要本实用新型公开了一种自冷却垂直轴永磁风力发电机，属于新能源供电系统设备技术领域，包括永磁体3，分别嵌装在动盘2内，静盘10套装在主轴5上，由端盖1和13中的轴承4支承，端盖上设有凹槽或凸槽，凹槽与动盘2的凸槽卡接，螺丝12将端盖固定在动盘2上，静盘10内嵌装线圈11、导线9引出机外与控制盒或负载连接组成；特征是发电机内设有通风自冷却装置，由设在下端盖13上的进风孔6、主轴上的出风孔8、主轴中的风道7构成；克服了发电机运行时产生的温升散热问题，解决了永磁体因过热造成的逐渐退磁老化问题，提高了发电能力和使用寿命；产品具有广阔的市场潜力。
文档编号H02K15/00GK201541178SQ20092012109
公开日2010年8月4日 申请日期2009年5月27日 优先权日2009年5月27日
发明者陈鸿雁 申请人:陈鸿雁