[发明专利]多层次无铁芯线圈永磁电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层次无铁芯线圈永磁电机，属于清洁能源风力发电设备 或节能电机技术领域，特别涉及一种超级高效率的风力发电机。

背景技术

现有技术中的盘式无铁芯永磁发电机，其结构中的永磁体是横向分布的， 因此，受动盘径向截面积的限制，所以普遍存在着电机直径大，效率低的问题； 例如国际专利W02009/034990A1中公开了一种永磁发电机，其不足之处在于： 由于受径向圆面积的限制，制作较大功率，多磁极、低转速，较高电压、频率 的发电机时，电机直径会设计的很大，才能满足设置永磁体和无铁芯线圈所需 要的径向面积，而且结构比较复杂，体积大、生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，采用永磁体纵向分布的技术方案来实现。

一种多层次无铁芯线圈永磁电机，包括：转子1中心开孔与主轴5固定， 纵向圆面积内设有N道圆槽，每道圆槽的内壁分别设置永磁体2，永磁体2随主 轴5旋转，定子4，或第二定子9中心设置轴承6支承主轴5，纵向圆面积内设 有与转子1的N道圆槽对称的M个环形线圈架，每个线圈架中设置定子绕组3， 其中N、M为自然数，定子绕组3位于N道圆槽中相面对的两组永磁体2的中间， 永磁体2与定子绕组3之间设有气隙7，导线8分别连接定子绕组3，或霍尔元 件10，通过定子4，或第二定子9上的接线盒引出，备置与控制器连接；特征 是：所述多层次无铁芯线圈永磁电机的多层次为：一.每对磁极中纵向排列设置 F个线圈组成1个线圈片，其中F为自然数，通过改变F个线圈串联，并联或复 式连接的方式，以扩展电压或电流的适应范围，突破了传统的一对磁极配一个 线圈的界限，相当于增加了每对磁极F倍线圈的匝数和感应磁通量，使输出功 率比同等直径电机提高F倍；二.20或20+F个线圈片串联或复式连接成1层环 形的线圈片绕组，3层或3k层线圈片绕组叠加压制成1个三相电的定子绕组3， 其中K为自然数，进一步提高了输出功率；三.转子1和定子4中设置N道圆槽 和M个线圈架，构成多层的转子永磁体2和定子绕组3，更进一步提高了输出功 率；四.转子1和定子4中设置一对连体的两个多层的转子永磁体2和定子绕组 3，再进一步提高了输出功率；通过上述设计措施使电机输出功率逐步升级达到 超级高效率的目标。

上述多层次无铁芯线圈永磁电机，只要将定子4中的轴承6与转子1互换 位子，或者，将定子绕组3和永磁体2互换设置位子，就可以方便地制成外转 子旋转的多层次无铁芯线圈永磁电机，具体法案：

一种多层次无铁芯线圈永磁电机，包括：转子1，或第二转子9中心设置轴 承6支承主轴5，纵向圆面积内设有N道圆槽，每道圆槽的内壁分别设置永磁体 2，永磁体随转子旋转成为外转子，定子4中心开孔与主轴5固定，纵向圆面积 内设有与转子的N道圆槽对称的M个圆环形线圈架，每个线圈架中设置定子绕 组3，定子绕组3位于N道圆槽中相面对的两组永磁体2的中间，永磁体2与定 子绕组3之间设有气隙7，导线8分别连接定子绕组3，或霍尔元件10，通过主 轴5中的风道管路引出，备置与控制器连接；特征是：所述多层次无铁芯线圈 永磁电机的多层次为：一.每对磁极中纵向排列设置F个线圈组成1个线圈片， 通过改变F个线圈串联，并联或复式连接的方式，以扩展电压或电流的适应范 围，相当于增加了每对磁极F倍线圈的匝数和感应磁通量，使输出功率比同等 直径电机提高F倍；二.20或20+F个线圈片串联或复式连接成1层环形的线圈 片绕组，3层或3k层线圈片绕组叠加压制成1个三相电的定子绕组3，进一步 提高了输出功率；三.转子1和定子4中设置N道圆槽和M个线圈架，构成多层 的转子永磁体2和定子绕组3，更进一步提高了输出功率；四.转子1和定子4 中设置一对连体的两个多层的转子永磁体2和定子绕组3，再进一步提高了输出 功率；通过上述设计措施使电机输出功率逐步升级达到超级高效率的目标。

所述多层次无铁芯线圈永磁电机，制作1千瓦以上的电机时可设置通风散 热装置，该通风散热装置由设在第二定子或第二转子9中的进风口902，或主 轴5中的通风道501构成，进风口902为若干个圆孔，圆孔中设有空气过滤网。

所述转子1，或第二转子9由金属材料或金属、导磁材料制成，中心圆孔供 主轴5穿过固定，或设置轴承支承主轴5，其余中间部分设置若干个减重孔，以 减轻重量，纵向圆面积内设有N道圆槽，该圆槽可以加工成单面或上下两面， 每道圆槽的内壁分别设置永磁体2。