[发明专利]可避雷的垂直轴外转子永磁无铁芯线圈发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种可避雷的垂直轴外转子永磁无铁芯线圈发电机，属于清洁能源风力发电设备技术领域。

背景技术

现有技术的垂直轴外转子永磁无铁芯线圈发电机由两圈永磁体中间设置一个无铁芯线圈组成，不足之处在于发电机功率不能做大，由于受永磁体圆面积的限止，如果电机功率增加，发电机转子直径就会很大，又粗又扁的发电机壳体难以普遍使用，所以长期以来只能制作微小型发电机，无法发挥永磁无铁芯线圈外转子发电机的优越性；另一个缺陷是露天设置的发电机容易受闪电雷击，定子绕组绝缘击穿短路或电弧轴承滚珠卡死，已是风电行业中的常见故障。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，开发一种可避雷的垂直轴外转子永磁无铁芯线圈发电机来实现，技术方案为：

一种可避雷的垂直轴外转子永磁无铁芯线圈发电机，由：主轴2分别通过轴承连接第一端盖1、第二端盖4和第三端盖5，设在3个端盖之间的2个定子分别与第一永磁块102、第二永磁块402、第三永磁块404、第四永磁块502之间各自留有气隙，导线7连接第一定子绕组301和第二定子绕组601后通过主轴2内的管路引出，特征是：第二端盖4和第二定子6配对成1副为X个功率叠片，可以根据用户功率要求增加或减少功率叠片，灵活地制造各种外直径相同、功率可任意增减的外转子发电机，克服了因功率增加发电机转子直径太大的缺陷，或者在主轴2上端安装避雷装置9，解决风力发电机定子绕组免受闪电雷击绝缘击穿绕组短路或轴承滚珠电弧卡死的常见故障，进一步确保了发电机的运行安全。

所述可避雷的垂直轴外转子永磁无铁芯线圈发电机的主轴2，由圆钢加工制成圆塔形状，上端设螺孔201供外接固定避雷装置9时使用，中端设键槽供定子固定，未端设螺口或键槽供与发电机底座金属架体连接，主轴2内设管路供导线7通过；主轴2外径设有可供第一轴承104、第一定子3、第二轴承405、第二定子6、第三轴承504或X个功率叠片，各自固定的凸挡靠山，以精确控制并固定上述各部件的定位尺寸。

所述第一端盖1或第三端盖5由金属或加强塑料制成，中心圆孔内设第一轴承101或第三轴承504，内端面各自通过若干螺栓505固定第一导磁盘101或第四导磁盘501，第一端盖1或第三端盖5外端面设C个输入端螺孔103或输出端螺孔503供安装维修或外接传动部件使用，制作功率1000W以上的发电机时，外壳端面设加强筋，其中，C为≥6的自然数。

所述第二端盖4由金属材料制成，通过主轴2上的第二轴承405设置在第二定子6的上部，第二端盖外圆端面设圆环卡口与第一端盖1或第三端盖5设置的圆环卡口连接以后通过R个螺栓固定，第二端盖4上端面设C个维修螺孔406供安装或维修时使用，第二端盖4内上下两面通过Y个螺栓固定第二导磁盘401和第三导磁盘403，并且各自设置配对的第二永磁块402和第三永磁块404，其中，R，C，Y为≥6的自然数。

所述外转子中的第一永磁块102、第二永磁块402、第三永磁块404、第四永磁块502为稀土釹铁硼永磁或钐钴永磁或铝镍钴永磁体，制成方形体、环式扇形体、椭圆形体或梯形体，各自由F个永磁块组成一组，其中F为≥8的自然数，永磁块的磁场极性：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，各自固定在第一导磁盘101、第二导磁盘401、第三导磁盘403、第四导磁盘501上，每两块永磁体中间设间隙或导磁凸子。

所述第一定子3或第二定子6由绝缘体材料或金属轴套结合绝缘体材料制成盘形框架，设在框架中心的金属轴套供主轴2穿过固定，框架的圆面积内各自设置第一定子绕组301或第二定子绕组601；或者将绕制成型的第一定子绕组301或第二定子绕组601放入专用的注塑模具内，连同金属轴套或主轴直接压制注塑成盘形为第一定子3或第二定子6；导线7连接第一定子绕组301和第二定子绕组601，通过主轴内的管路引出机外，备置与控制器连接；其中，定子绕组为三相发电机漆包线线圈绕组，绕组内可选择设置热敏电阻或霍尓元件或限流电阻，供温度传感、转速检测或过电流保护和单片机系统或自动跟踪控制系统的控制器配套使用。

所述定子中的定子绕组与永磁块之间各自留有的间隙宽度，需根据发电机功率大小设定，选择为0.3mm～5mm范围，气隙越小，则越利于提高发电机的输出效率。

所述第二端盖4、第二轴承405和第二定子6配对成1副，为X个功率叠片，可以根据功率要求增加或减少功率叠片，灵活机动地制造各种外直径相同、功率可任意增减的大功率外转子发电机，其中X为自然数。