[发明专利]无铁芯多定子永磁高效发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种无铁芯多定子永磁高效发电机，属于清洁能源技术领域，特别涉及一种适用于风力发电的高效率发电设备。

背景技术

根据，电磁力正比于磁通量和电流的电机原理，低转速的直驱式风力发电机要达到比较大的功率，而且要减小电机直径，减轻体积和重量，就必须显著增大电磁力；由于传统的发电机或永磁发电机由一个定子和一个转子组成，在制造较大功率的电机时，必然相应比例地增加定子和转子的体积，所以普遍存在着体积大、质量重、成本高、效率低的缺陷，显然不能满足风力发电的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，采用以下技术方案来实现：

一种无铁芯多定子永磁高效发电机，特征是：转子5由金属制成工字形的圆盘体形状，两端沿内、外圆周方向分别铠装导磁或隔磁圈501、永磁片502，圆盘中心通过主轴1固定；第一定子2、第二定子6，由导磁垫圈、框架、线圈以及金属加工成碗形壳体形状，分别设置在转子的圆周内侧，中心通过轴承或磁浮轴承4支承主轴1；第三定子3、第四定子7，由导磁垫圈、框架、线圈以及金属加工成加工成圆筒体形状，分别设置在转子5的圆周外侧，圆筒体两端的中心圆孔分别与第一、第二定子的碗形壳体固定，导线8各自连接绕组203、603、303、703，穿过管路引至接线盒；其中，转子与定子之间分别设有气隙9；风轮与主轴连接，风力通过风轮带动主轴、转子旋转，导线8输出电流发电。

一种无铁芯多定子永磁高效发电机，特征是：转子由金属制成圆筒体形状，两端沿内、外圆周方向分别铠装导磁或隔磁圈501、永磁片502，两个端盖将圆筒体固定在中间，通过轴承或磁浮轴承4支承主轴1，圆筒体中部突出的圆盘形接口504，从第三与第四定子相对称的中间空隙中穿出，以供外接传动部件连接；第一定子2、第二定子6，由导磁垫圈、框架、线圈以及金属加工成轮盘体形状，分别设置在转子的内侧，中心圆孔与主轴1固定，第三定子3、第四定子7，由导磁垫圈、框架、线圈以及金属加工成碗形壳体形状，分别设置在转子5的外侧，壳体中心圆孔通过主轴固定，导线8各自连接定子绕组203、603、303、703，穿过壳体或主轴中的管路引出，转子与定子之间分别设有气隙9；其中，设有通风冷却装置：由设置在第四定子7的碗形壳体下端的通风孔704，和转子端盖中的风叶503组成；当转子运转，带动风叶旋转，空气进过通风孔704--磁浮轴承中的间隙--气隙9--第三与第四定子相对称的空隙中穿排出，为发电机提供良好的冷却散热功能。

所述转子5主要由金属制成工字形的圆盘体形状，圆盘体两端沿内、外圆周方向各自铠装导磁或隔磁圈501、永磁片502，中间圆盘支架的圆面积中沿圆周方向均匀分布若干个减重孔，中心部位设有带轮毂的圆孔，主轴通过圆孔，由键销、挡圈或紧固螺母固定；或者，由金属制成圆筒体形状，两端沿内、外圆周方向分别铠装导磁或隔磁圈501、永磁片502，两个端盖将圆筒体固定在中间，通过轴承或磁浮轴承4支承主轴1，圆筒体中部突出的圆盘形接口504，从第三与第四定子相对称的中间空隙中穿出，以供外接传动部件连接，其中，在转子端盖的内侧或外侧设置风叶503。

所述第一定子2、第二定子6为碗形壳体或轮盘体，由金属制成，外周面按圆周方向分别设置导磁垫圈201、601，框架202、602，绕组203、603，通过轴承或磁浮轴承4或中心圆孔与主轴1连接固定。

所述第三定子3、第四定子7为圆筒体或碗形壳体，由金属制成，内周面按圆周方向分别设置导磁垫圈301、701，框架302、702，绕组303、703，通过中心圆孔与碗形壳体或者主轴1连接固定，其中，在第四定子7或第三定子3的碗形壳体中分别设置通风孔，并设有空气过滤网。

所述定子内的框架202、602、302、702，由无磁材料制成，沿圆周方向均匀排列一圈Ω形槽口的环形体，线圈绕组203、603、303、703，崁装在各自的Ω形槽内，槽口数量为3a，其中a＞6，构成3相或3n相的定子绕组，其中n＞1；或者，由无磁材料制成单独的线圈框架，将绕有线圈的框架分别沿圆周方向均匀排列固定在第一、第二定子的壳体外周面和第三、第四定子壳体的内周面，线圈的数量为3a，通过导线复式连接，构成3相或3n相的定子绕组。

所述永磁片502为釹铁硼、钐钴或铝镍钴永磁材料，磁场极性：按S-N-S-N……S的顺序圆形排列，或者，按S-N-导磁块-N-S-导磁块-S-N-导磁块-N-S……S的顺序圆形排列，每两块永磁片或永磁块中间设置一块导磁块或导磁片；以节省永磁块的使用量，提高效益。