[实用新型]一种迷你永磁浮水斗式水力发电机

说明书

本实用新型提供一种迷你永磁浮水斗式水力发电机，包括第一侧表面固定有喷嘴的主支架，主支架的第一和第三侧表面连接有定子支架，定子支架上固定有定子绕组，主支架的第二侧和第四侧内壁上均固定有径向磁轴承，径向磁轴承的转子上固定套接有发电机主轴，发电机主轴的两端为钝圆锥形，发电机主轴两端外侧的主支架上开设有螺丝孔，螺丝孔内配设有微调螺丝，发电机主轴的钝圆锥形端部与微调螺丝端面接触，发电机主轴上固套有水斗转轮和转子支架，转子支架上固定有转子永磁体，喷嘴的出口中心线垂直于水斗转轮的水斗进水面并与转轮的节圆相切。本申请采用了磁悬浮发电机主轴，水斗转轮与无铁芯永磁发电机共轴结构，摩擦损耗极小，发电效率极高。

技术领域

本实用新型涉及冲击式微水力发电机技术领域，具体涉及一种迷你永磁浮水斗式水力发电机。

背景技术

微水电利用电力负荷附近的低水头小流量的微小水资源发电，无需变电、直接供用户使用的水力发电系统。微水电是解决环境与资源矛盾的重要途径，对推动我国和其它国家特别是发展中国家农村电气化、可持续发展和社会的全面进步具有重要的战略意义。

本实用新型的发明人经过研究发现，目前的微水发电效率普遍较低，如欧美利用调速的方式，使微水电的效率达到了70-80％，而中国为了降低开发成本，使用不调速配合假负载的方式发电，使微水电的效率达到了大约20-40％，转化效率极低。因此，为了提高换能效率，特别是微水发电效率，很有必要开发一种可靠并能实际应用的高效水力发电机。

实用新型内容

针对现有微水发电效率普遍较低的技术问题，本实用新型提供一种迷你永磁浮水斗式水力发电机。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种迷你永磁浮水斗式水力发电机，包括中空结构的主支架，所述主支架的第一侧表面固定安装有喷嘴，所述主支架的第一侧表面及相对的第三侧表面固定连接有无铁芯永磁发电机的定子支架，所述定子支架上固定有定子绕组，所述主支架的第二侧内壁上固定安装有第一径向磁轴承，与所述第二侧内壁相对的主支架的第四侧内壁上固定安装有第二径向磁轴承，所述第一径向磁轴承和第二径向磁轴承的转子上固定套接有发电机主轴，所述发电机主轴的两端为打磨的钝圆锥形，所述发电机主轴一端外侧的主支架内壁上开设有与外部导通的第一螺丝孔，所述第一螺丝孔内配设有第一微调螺丝，所述发电机主轴另一端外侧的主支架内壁上开设有与外部导通的第二螺丝孔，所述第二螺丝孔内配设有第二微调螺丝，所述发电机主轴的钝圆锥形端部与第一微调螺丝或第二微调螺丝的端面接触，所述发电机主轴的中间固定套接有无铁芯永磁发电机的转子支架，所述转子支架与定子支架相邻配置，所述转子支架上固定有多个转子永磁体，所述转子支架和第二径向磁轴承之间的发电机主轴上还固定套接有水斗转轮，所述喷嘴的进口连接低水头水源，所述喷嘴的出口中心线垂直于水斗转轮的水斗进水面并与转轮的节圆相切。

与现有技术相比，本实用新型提供的迷你永磁浮水斗式水力发电机，通过在发电机主轴两端外侧的主支架上开设螺丝孔，螺丝孔由内配设有由内向外旋出的微调螺丝，微调螺丝的平板端面用于限制发电机主轴的轴向运动，通过配合调节两微调螺丝，能较为方便地实现两径向磁轴承转子与定子的相互平衡位置，使得发电机主轴及主轴上的水斗转轮和发电机的转子支架与转子永磁体能径向磁悬浮，而发电机主轴的轴向最多只有一点轻微接触主轴位置第一微调螺丝或第二微调螺丝的端面，极大的减少了摩擦阻力与摩擦损耗，相应的提高了能量转化效率；而喷嘴出口中心线垂直于水斗转轮的水斗进水面并与转轮的节圆相切，由此可以实现公知的最大效率发电。据此，本实用新型采用了磁悬浮发电机主轴、水斗转轮与无铁芯永磁发电机共轴的结构，降低了发电机结构设计困难的同时，摩擦损耗极小，使得在极低的水头下，微量水流就能轻易启动发电机主轴，发电机就输出微小电力，当水斗转轮上的单个水斗直径较小时，转子转速极高，并且发电机运行时只有风阻及电力负载阻力，所以发电效率极高，因而本申请特别适合于在偏远有微水无电区工作使用。

进一步，所述主支架为塑料注塑或者塑料3D打印而成的刚性不导磁支架。