一種正逆雙轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電機領(lǐng)域，具體的說是一種正逆雙轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁發(fā)電機一般包括定子和轉(zhuǎn)子，定子或轉(zhuǎn)子中一個由永磁體構(gòu)成、另一個上設(shè)置線圈繞組。常規(guī)的永磁發(fā)電機一般將轉(zhuǎn)子做成永磁體，在定子內(nèi)設(shè)置線圈繞組，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，定子內(nèi)的線圈繞組切割磁力線，從而在線圈繞組內(nèi)感應(yīng)出電動勢，實現(xiàn)機械能向電能的轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)有的永磁發(fā)電機存在如下缺陷:1)定子繞組只能切割永磁體其中一側(cè)的磁力線，不能充分發(fā)揮永磁體的性能；2)常規(guī)的永磁發(fā)電機多由發(fā)動機等動力機構(gòu)驅(qū)動，不適于風(fēng)力或水力等清潔能源，專用的風(fēng)力或水力發(fā)電機由風(fēng)力葉輪或水利葉輪帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，當(dāng)風(fēng)力或水利較小時，很難保證發(fā)電機高效運行;3)在現(xiàn)有的永磁發(fā)電機中，當(dāng)定子或轉(zhuǎn)子的某一處損壞，整個發(fā)電機即不能使用，造成極大的浪費；4)為了提高現(xiàn)有永磁發(fā)電機的效率，需要大幅增加發(fā)電機的重量和體積，導(dǎo)致發(fā)電機的造價和維護成本成倍增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種正逆雙轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機，該發(fā)電機通過設(shè)置兩套轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，能成倍增加發(fā)電效率，同時，利用分層排布結(jié)構(gòu)，能夠方便結(jié)構(gòu)擴展且能最大限度的利用永磁體的磁力，大幅度提高能量轉(zhuǎn)化率，整機結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計精巧，操作方便，擴展性強。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的正逆雙轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機的結(jié)構(gòu)特點是包括:
基座筒體，其底部連接固定基座；
第一轉(zhuǎn)子組件，其包括轉(zhuǎn)動套裝在基座筒體外部的第一轉(zhuǎn)子套筒、固裝在第一轉(zhuǎn)子套筒頂端的第一轉(zhuǎn)子底盤、分層扣裝在第一轉(zhuǎn)子底盤上的多個第一轉(zhuǎn)子扣罩，第一轉(zhuǎn)子底盤的中心開設(shè)第一轉(zhuǎn)子底盤孔，第一轉(zhuǎn)子扣罩設(shè)置一個以上且每層上第一轉(zhuǎn)子扣罩的內(nèi)腔形成一個單元空腔，第一轉(zhuǎn)子扣罩底壁的中心位置開設(shè)扣罩通孔，第一轉(zhuǎn)子扣罩底壁的周圈位置間隔環(huán)設(shè)多個線圈繞組；
第二轉(zhuǎn)子組件，其包括第二轉(zhuǎn)子軸和分層安裝在第二轉(zhuǎn)子軸上的第二轉(zhuǎn)子盤，第二轉(zhuǎn)子軸的下部轉(zhuǎn)動插裝在基座筒體內(nèi)、上部依次穿過第一轉(zhuǎn)子底盤孔和各扣罩通孔，每個單元空腔內(nèi)設(shè)置一個第二轉(zhuǎn)子盤，第二轉(zhuǎn)子盤的周圈位置間隔環(huán)設(shè)多個與線圈繞組位置相對應(yīng)的永磁體，永磁體的極性豎向設(shè)置且各層上永磁體的極性朝向一致。
[0005]所述第一轉(zhuǎn)子扣罩包括周圈側(cè)壁和中心設(shè)置扣罩通孔的環(huán)形底壁，周圈側(cè)壁上間隔環(huán)設(shè)多個豎向延伸的側(cè)壁通孔，各第一轉(zhuǎn)子扣罩分層堆疊且通過貫穿在側(cè)壁通孔中的第一轉(zhuǎn)子固定螺栓安裝在第一轉(zhuǎn)子底盤上。
[0006]所述第一轉(zhuǎn)子扣罩的內(nèi)壁上熔接覆蓋非鐵磁性材料并形成熔接覆蓋層，所述線圈繞組設(shè)置在熔接覆蓋層內(nèi)。
[0007]每層上線圈繞組的引線分相后與下一層的引線同相連接后并最終從第一轉(zhuǎn)子底盤的底部引出，第一轉(zhuǎn)子套筒的底部與固定基座之間設(shè)置相線引出裝置。
[0008]所述第一轉(zhuǎn)子扣罩底壁的邊緣位置開設(shè)有可供引線穿過的扣罩引線穿孔，各扣罩引線穿孔的位置對應(yīng)，第一轉(zhuǎn)子底盤上開設(shè)有與扣罩引線穿孔位置對應(yīng)的底盤引線穿孔。
[0009]相線引出裝置包括固裝在第一轉(zhuǎn)子套筒上的轉(zhuǎn)針支架、安裝在轉(zhuǎn)針支架上的多支轉(zhuǎn)針和設(shè)置在固定基座上且與轉(zhuǎn)針一一對應(yīng)的環(huán)形導(dǎo)電油槽，轉(zhuǎn)針和環(huán)形導(dǎo)電油槽的數(shù)量與引出相線的數(shù)量相等，轉(zhuǎn)針的頂端與引出相線一一對應(yīng)連接，轉(zhuǎn)針的底端探入與其對應(yīng)的環(huán)形導(dǎo)電油槽內(nèi)。
[0010]所述第二轉(zhuǎn)子盤包括中間的環(huán)形凸臺和設(shè)置在環(huán)形凸臺底部周圈的環(huán)形盤，環(huán)形盤上間隔環(huán)設(shè)多個用于嵌裝永磁體的通槽，環(huán)形凸臺的頂部穿過其所在層上的扣罩通孔，環(huán)形凸臺上間隔環(huán)設(shè)多個豎向延伸的凸臺通孔，各環(huán)形凸臺分層堆疊且通過貫穿在凸臺通孔中的第二轉(zhuǎn)子固定螺栓安裝在第二轉(zhuǎn)子底盤上。
[0011 ]所述第一轉(zhuǎn)子套筒和第二轉(zhuǎn)子軸分別通過套筒連接軸承和轉(zhuǎn)軸連接軸承與基座筒體轉(zhuǎn)動配合。
[0012]每個第一轉(zhuǎn)子扣罩上設(shè)置3N個線圈繞組，每個第二轉(zhuǎn)子盤上設(shè)置4N個永磁體，N為正整數(shù)。由于市電多為三相電，為了方便并網(wǎng)，本發(fā)明的優(yōu)選方案為三相發(fā)電的方式，每相相差120度角。因此，相應(yīng)的，從每個第一轉(zhuǎn)子扣罩上引出三根相線，線圈繞組采用三的倍數(shù)個，具體接線時，間隔兩個線圈繞組連接一根相線的，然后引出，引出后再與其它層上對應(yīng)位置處線圈繞組引出的相線連接，然后再一并引出。
[0013]所述第一轉(zhuǎn)子套筒和第二轉(zhuǎn)子軸分別連接正向葉輪和反向葉輪，葉輪為風(fēng)力葉輪或水力葉輪。本發(fā)明主要用于風(fēng)力或水力發(fā)電，尤其適用于風(fēng)力發(fā)電。當(dāng)采用風(fēng)力葉輪時，通過設(shè)置葉輪的不同的偏轉(zhuǎn)角度，從而控制葉輪正向和反向轉(zhuǎn)動。當(dāng)采用水力葉輪時，通過設(shè)置換向齒輪控制水力葉輪為正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
1)第一轉(zhuǎn)子套筒與第二轉(zhuǎn)子軸通過連接轉(zhuǎn)向相反的動力裝置，可分別實現(xiàn)正向和逆向轉(zhuǎn)動，使得兩者的相對轉(zhuǎn)動速度增加一倍，即線圈繞組切割磁力線的速度提高一倍，從而大幅提高了發(fā)電機的發(fā)電效率；當(dāng)采用風(fēng)力或水力發(fā)電時，上述動力裝置為風(fēng)力葉輪或水力葉輪；
2 )永磁體分層排布且極性朝向統(tǒng)一，豎向磁場疊加，磁場強度和磁通密度均得到了加強，線圈繞組切割磁力線獲得的電動勢也相應(yīng)得到加強，最大限度的發(fā)揮了永磁體的磁力性能，大幅度提高了能量轉(zhuǎn)化率；
3)永磁體與線圈繞組交替分層排布，除最底層的永磁體之外，其它層上永磁體正反兩面的磁力線均可被線圈繞組切割，從而全面發(fā)揮了永磁體的磁力性能，進(jìn)一步提高了能量轉(zhuǎn)化率；
4)采用該種雙轉(zhuǎn)子分層排布的結(jié)構(gòu)，可以方便的對整機進(jìn)行擴展加強，即轉(zhuǎn)子組件的層數(shù)可以根據(jù)具體使用環(huán)境靈活增加，層數(shù)的增加只需通過在頂層增加第一轉(zhuǎn)子扣罩和第二轉(zhuǎn)子盤的數(shù)量即可，對整機的重量和體積影響較小且不影響原有層的結(jié)構(gòu)；
5)采用該種分層堆疊的結(jié)構(gòu)，且分別通過第一轉(zhuǎn)子固定螺栓和第二轉(zhuǎn)子固定螺栓進(jìn)行貫穿安裝，可方便的進(jìn)行拆裝組合，當(dāng)某一層上的轉(zhuǎn)子損壞時，可以僅對的進(jìn)行更換或拆除，不影響其它層的正常使用，方便了整機的檢修維護； 6)采用導(dǎo)電油的結(jié)構(gòu)將轉(zhuǎn)動件的電力引出，可有效避免電弧和電火花產(chǎn)生，還能隔離電磁干擾，保證電連接的可靠性，同時也解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用碳刷結(jié)構(gòu)時的磨損問題。
[0015]綜上所述，本發(fā)明具有發(fā)電效率和能量轉(zhuǎn)化率高以及拆裝組合方便、擴展性強的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中的A部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1中的B部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明中第一轉(zhuǎn)子扣罩的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖4的仰視結(jié)構(gòu)不意圖；
圖6為本發(fā)明中第二轉(zhuǎn)子盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為圖6的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]參照附圖，本發(fā)明的正逆雙轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機主要包括基座筒體、第一轉(zhuǎn)子組件和第二轉(zhuǎn)子組件三大部分，下面對各部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體分析。
[0018]參照附圖，基座筒體1的底部連接固定基座2，固定基座上開設(shè)安裝孔25，用于將整個發(fā)電機固定在固設(shè)的機體、底座或支架上。
[0019]參照附圖，第一轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)動套裝在基座筒體1外部的第一轉(zhuǎn)子套筒3、固裝在第一轉(zhuǎn)子套筒3頂端的第一轉(zhuǎn)子底盤4、分層扣裝在第一轉(zhuǎn)子底盤4上的多個第一轉(zhuǎn)子扣罩5。第一轉(zhuǎn)子底盤4的中心開設(shè)第一轉(zhuǎn)子底盤孔6，第一轉(zhuǎn)子扣罩5設(shè)置一個以上且每層上第一轉(zhuǎn)子扣罩5的內(nèi)腔形成一個單元空腔7，第一轉(zhuǎn)子扣罩5底壁的中心位置開設(shè)扣罩通孔8，第一轉(zhuǎn)子扣罩5底壁的周圈位置間隔環(huán)設(shè)多個線圈繞組9。
[0020]參照附圖，第一轉(zhuǎn)子扣罩5采用分層堆疊安裝的方式，其中，第一轉(zhuǎn)子扣罩5包括周圈側(cè)壁和中心設(shè)置扣罩通孔8的環(huán)形底壁，周圈側(cè)壁上間隔環(huán)設(shè)多個豎向延伸的側(cè)壁通孔13，各第一轉(zhuǎn)子扣罩5分層堆疊且通過貫穿在側(cè)壁通孔13中的第一轉(zhuǎn)子固定螺栓14安裝在第一轉(zhuǎn)子底盤4上。對于線圈繞組9與第一轉(zhuǎn)子扣罩5之間的連接方式，可采用非鐵磁性夾板夾裝、用膠粘接或者開槽嵌裝等多種方式，本發(fā)明優(yōu)選的為:第一轉(zhuǎn)子扣罩5的內(nèi)壁上熔接覆蓋非鐵磁性材料并形成熔接覆蓋層15，所述線圈繞組9設(shè)置在熔接覆蓋層15內(nèi)，該種方式將線圈先纏繞在磁軛上形成多個線圈繞組單元，并將各相線引出，然后將各個線圈繞組單元等間隔環(huán)布在扣罩的內(nèi)底壁上，最后覆蓋非鐵磁性材料形成熔接覆蓋層15，使得各個線圈繞組單元與扣罩形成一體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠保證安裝的牢固性，同時還能保證線圈繞組9的絕緣性能，使得本發(fā)電機能夠適應(yīng)更惡劣的環(huán)境，保證用電安全性。對于上下層引線之間的連接，每層上線圈繞組9的引線分相后與下一層的引線同相連接后并最終從第一轉(zhuǎn)子底盤4的底部引出，第一轉(zhuǎn)子套筒3的底部與固定基座2之間設(shè)置相線引出裝置。第一轉(zhuǎn)子扣罩5底壁的邊緣位置開設(shè)有可供引線穿過的扣罩引線穿孔16，各扣罩引線穿孔16的位置對應(yīng)，第一轉(zhuǎn)子底盤4上開設(shè)有與扣罩引線穿孔16位置對應(yīng)的底盤引線穿孔，各相引線最終由底盤引線穿孔引出。
[0021]如圖4所示，引線也設(shè)置在熔接覆蓋層15內(nèi)，由于采用了該種方式，當(dāng)進(jìn)行上下層引線連接時，需要對熔接覆蓋層15進(jìn)行破壞。為了避免損壞熔接覆蓋層，在扣罩引線穿孔16內(nèi)事先將各相引線向上引出并作出標(biāo)記，從而方便了上下層引線之間的對應(yīng)連接。當(dāng)然，熔接覆蓋層15可以僅覆蓋在扣罩的內(nèi)底壁上，如此即可避免上述情況。
[0022]由于采用了雙轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，需要將轉(zhuǎn)動件的電力引出，對于上述相線引出裝置，常規(guī)的結(jié)構(gòu)有碳刷式的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，本發(fā)明采用如下結(jié)構(gòu):相線引出裝置包括固裝在第一轉(zhuǎn)子套筒3上的轉(zhuǎn)針支架17、安裝在轉(zhuǎn)針支架17上的多支轉(zhuǎn)針18和設(shè)置在固定基座2上且與轉(zhuǎn)針18--對應(yīng)的環(huán)形導(dǎo)電油槽19，轉(zhuǎn)針18和環(huán)形導(dǎo)電油槽19的數(shù)量與引出相線的數(shù)量相等，轉(zhuǎn)針18的頂端與引出相線一一對應(yīng)連接，轉(zhuǎn)針18的底端探入與其對應(yīng)的環(huán)形導(dǎo)電油槽19內(nèi)。本發(fā)明以三