專利名稱：小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于風力發(fā)電機領(lǐng)域，尤其涉及一種小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機 (5kw以下)，其采用目前的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機來作為外轉(zhuǎn)子永磁直流發(fā)電機。
背景技術(shù)：
目前的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機(5kw以下)，發(fā)電量低，價格很貴。按照目前的永磁鋼的價格，發(fā)電機發(fā)出的電的出廠價格是人民幣3元/瓦左右(+20%/-10%的范圍浮動，取決于不同的工廠的成本控制和不同的功率)。發(fā)電量低，價格貴的原因是因為小型風力發(fā)電機買賣市場并沒有成熟，小型風力發(fā)電機買賣市場沒有成熟的原因是1)賣方?jīng)]有成熟是因為1.1)目前在小型發(fā)電市場，比較多的是太陽能發(fā)電系統(tǒng)和風力發(fā)電系統(tǒng)。相對于太陽能發(fā)電系統(tǒng)，風力發(fā)電系統(tǒng)專業(yè)性、技術(shù)性強，復雜很多。一般的消費者不容易安裝、維修這個系統(tǒng)。參閱圖1，圖1所示的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機包括風輪91、發(fā)電機92、尾舵93、支撐軸94、電纜95、充電控制器96、蓄電池組97、逆變器98，發(fā)電機92的轉(zhuǎn)軸水平設置，風輪91和尾舵93固設于發(fā)電機92的機殼上，支撐軸94垂直設置，風輪91和發(fā)電機92 固設于支撐軸94上，發(fā)電機92通過電纜95依次與充電控制器96、蓄電池組97、逆變器98 電連接。參閱圖2，圖2所示的風力發(fā)電系統(tǒng)包括能量轉(zhuǎn)換裝置(風力發(fā)電機組)、控制裝置、檢測顯示裝置、儲能裝置、備用電源、電能負荷裝置。從圖1和圖2可以看出，風力發(fā)電機和風力發(fā)電系統(tǒng)比較復雜，還牽涉到地基的安裝和系統(tǒng)的調(diào)試、維修，由于系統(tǒng)復雜，牽涉到許多不同學科的產(chǎn)品，比如控制器、蓄電池、 逆變器等技術(shù)含量高的產(chǎn)品，系統(tǒng)中的任何一個產(chǎn)品的質(zhì)量和價格都牽動著整個系統(tǒng)的質(zhì)量和價格。1.2)整個發(fā)電機系統(tǒng)中的產(chǎn)品，在技術(shù)上都沒有成熟和穩(wěn)定。由于風力發(fā)電系統(tǒng)在我國是近二十內(nèi)才初步成形的，技術(shù)上還有很多的缺陷和短板，從而影響了整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。比如在目前，我們國家的控制器和逆變器，很多的企業(yè)還沒有順利拿到國外的產(chǎn)品認證，比如GS、UL等國外的強制性認證。因為沒有這些認證，國外的客戶很難采購。1. 3)技術(shù)上的不成熟和不穩(wěn)定，必然帶來成本的高企(比如時間成本、質(zhì)量成本、 采購成本、維修成本、生產(chǎn)成本)，國內(nèi)外的客戶很難采購。1.4)風力發(fā)電系統(tǒng)的風輪是旋轉(zhuǎn)機械，工作環(huán)境相當惡劣，因此帶來的成本上漲很快。2)買方的不成熟是因為2. 1)新興的市場，也需要買方去開拓和培養(yǎng)。由于目前的消費者還沒有形成統(tǒng)一
3的、主流的共識，買方只能買少量的不同功率的風力發(fā)電系統(tǒng)去試。2. 2)因為風力系統(tǒng)的復雜性，也需要買方專業(yè)，也就是說買方需要時間去認識和
掌握它。2. 3)購買成本和安裝、維修成本高，買方也需要資金雄厚，自然買方就會少?？傊?，由于目前的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機的買賣雙方都不成熟帶來的直接后果就是買單少，工廠無法形成批量化、標準化生產(chǎn)，從而導致了價格高企、質(zhì)量低下的不利情況，這種不利情況更加直接不利于整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，進而影響了買單，買單少和價格高之間形成了惡性循環(huán)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機買單少和價格高的問題，提供一種可批量化、標準化生產(chǎn)的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，從而降低成本，提高銷售量。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，包括風輪、發(fā)電機、支撐軸、充電控制器、蓄電池組、逆變器，所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸水平設置，所述風輪固設于所述發(fā)電機的機殼上，所述支撐軸垂直設置，所述風輪和發(fā)電機固設于所述支撐軸上，所述發(fā)電機通過電纜依次與所述充電控制器、蓄電池組、逆變器電連接，所述發(fā)電機采用目前的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機。所述電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件設于所述定子組件的外部；所述轉(zhuǎn)子組件包括前端蓋、后端蓋、轉(zhuǎn)子殼、永磁體，所述前端蓋和后端蓋分別與所述轉(zhuǎn)子殼固定配合，所述永磁體固設于所述轉(zhuǎn)子殼內(nèi)壁，所述風輪固設于所述轉(zhuǎn)子殼上；所述定子組件包括支柱、定子鐵芯、軸承，所述定子鐵芯固設于所述支柱上，所述支柱通過所述軸承分別與所述前端蓋和后端蓋轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)子殼和定子鐵芯之間設有間隙。所述發(fā)電機還同軸連接有尾舵。本實用新型提供的另一種小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，包括風輪、發(fā)電機、支撐軸、充電控制器、蓄電池組、逆變器，所述支撐軸和所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸均垂直設置，所述支撐軸和所述發(fā)電機的機殼連接，所述風輪固設于所述支撐軸上，所述發(fā)電機通過電纜依次與所述充電控制器、蓄電池組、逆變器電連接，所述發(fā)電機采用目前的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機。所述電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件設于所述定子組件的外部；所述轉(zhuǎn)子組件包括前端蓋、后端蓋、轉(zhuǎn)子殼、永磁體，所述前端蓋和后端蓋分別與所述轉(zhuǎn)子殼固定配合，所述永磁體固設于所述轉(zhuǎn)子殼內(nèi)壁，所述風輪固設于所述轉(zhuǎn)子殼上；所述定子組件包括支柱、定子鐵芯、軸承，所述定子鐵芯固設于所述支柱上，所述支柱通過所述軸承分別與所述前端蓋和后端蓋轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)子殼和定子鐵芯之間設有
4間隙。所述風輪由至少兩個沿所述支撐軸軸向設置且彎折為螺旋形的風葉組成，所述風葉與支撐軸之間通過橫梁連接。所述各風葉圍合成一俯視圖為圓形的360°風輪。所述風葉為三個。所述風葉的螺旋方向為左旋或右旋。本實用新型提供的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，采用目前的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機來作為外轉(zhuǎn)子永磁直流發(fā)電機。由于電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機在我國具有批量化、標準化、市場化、產(chǎn)業(yè)鏈成熟的巨大優(yōu)勢，利用它和它的產(chǎn)業(yè)鏈改成小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，可以大大降低小型外轉(zhuǎn)子永磁風力發(fā)電機的成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，因此，對小型外轉(zhuǎn)子永磁風力發(fā)電機產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定和成熟有很好的促進作用。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)提供的風力發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；圖3所示為本實用新型提供的直流電動機工作原理示意圖；圖4所示為本實用新型提供的直流發(fā)電機工作原理示意圖；圖5是本實用新型實施例一提供的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機的示意圖；圖6是圖5中的風輪、發(fā)電機和尾舵的裝配圖；圖7是圖5中的風輪、發(fā)電機和尾舵的分解示意圖；圖8是本實用新型實施例一提供的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機的裝配圖；圖9是本實用新型實施例一提供的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機的分解示意圖；圖10是本實用新型實施例二提供的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機的示意圖；圖11是本實用新型實施例二提供的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機的裝配圖；圖12是本實用新型實施例二提供的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機的分解示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述。本實用新型定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機，稱為直流電機，它是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電機。當它作為電動機運行時是直流電動機，將電能轉(zhuǎn)換為機械能；當它作為發(fā)電機運行時是直流發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)換為電能。1)永磁直流電動機/永磁直流發(fā)電機的原理1. 1)永磁直流電機的可逆運行原理一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行，也可以作為發(fā)電機運行，這種原理在電機理論中稱為可逆原理。當原動機驅(qū)動電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉(zhuǎn)時，電樞繞組上感生出電動勢，經(jīng)電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負載(或電網(wǎng))，對外供電， 此時電機作直流發(fā)電機運行。如用外部直流電源，經(jīng)電刷、換向器裝置將直流電流引向電樞繞組，則此電流與主磁極N. S.產(chǎn)生的磁場互相作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子與連接于其上的機械負載工作，此時電機作直流電動機運行。1. 2)永磁直流電動機和永磁直流發(fā)電機從理論上說，一臺直流電機既可作電動機使用，也可作為發(fā)電機來用，其原理分別建立在電磁力和電磁感應的基礎上。圖3所示為直流電動機工作原理示意圖，圖4所示為直流發(fā)電機工作原理示意圖。圖3和圖4中，兩個空間固定的永久磁鐵北極(N)和南極(S) 之間，安放一個空心的筒狀形鐵心，稱為電樞鐵心；電樞鐵心和磁極之間的縫隙稱為氣隙； 在電樞鐵心的空筒內(nèi)安放一個線圈(abed)，稱為電樞繞組；繞組的兩端焊接在兩個互相絕緣的半圓形銅換向片上，由兩個換向片構(gòu)成的圓柱體稱為換向器；為了把電樞和外電路相連，安裝了與空間固定不動的兩個碳質(zhì)電刷A和B ；電刷與換向器接觸；當電樞轉(zhuǎn)動時，電樞鐵心、電樞繞組以及換向器是旋轉(zhuǎn)的，而主磁極及電刷在空間固定不動。1.3)永磁直流電動機的工作原理永磁直流電動機是把直流電能轉(zhuǎn)換成機械能，帶動軸上的生產(chǎn)機械做功。如圖3 所示，在電刷A和B上通入直流電源，當電動機在圖3所示位置時，導體ab段正好在N極下，而cd段在S極上。直流電流由電源正極經(jīng)電刷A流入電樞繞組，在線圈內(nèi)部電流的方向是由a到b，由c到d，然后經(jīng)電刷B返回電源負極。如果導體所處的磁通密度為B，導體有效長度為1，電流為i，根據(jù)電磁力定律可知，這時導體的受力F = Bli0受力方向由左手定則判定，即導體ab和cd受力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩均為逆時針方向，使電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。當電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過180°時，導體的ab段與cd段正好對換，這時導體cd段在N極下，導體ab段在S 極上。電流經(jīng)電刷A由d端流入線圈，在線圈內(nèi)部方向是由d到c，再由b到a，仍如圖中箭頭所示。根據(jù)左手定則判定導體d和cd受力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍為逆時針方向。由此可知，雖然導體內(nèi)部電流方向變了，但受力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向不變，因此轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)。1.4)永磁直流發(fā)電機的工作原理永磁直流發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)換為直流電能，如圖4所示，由原動機拖動電樞(轉(zhuǎn)子)沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如圖4所示位置時，導體ab段正好在N極下，而導體 cd段正好在S極下。如果這時導體所處的磁通密度為B，導體有效長度為1，導體的線速度為v，則根據(jù)法拉第電磁感應定律，每根導體感應電動勢瞬時值為e = Blv，其方向用右手定則決定，N極下的ab導體電動勢方向由b到a，而S極上的cd導體電動勢方向由到d到c， 即如圖4中箭頭所示。線圈abed的電動勢大小恰好是由ab導體電動勢(或cd導體電卻勢)的2倍，方向為a端為正，d端為負。此時電刷A極性為正，電刷B極性為負。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過180°時，導體的ab段與cd段正好對換，這時導體cd段在N極下，導體ab段在S極上， 導體cd電動勢方向由c到d，導體ab電動勢方向由a到b，仍如圖中箭頭所示。此時線圈 abed的電動勢方向是d端為正，a端為負，但由于電刷不隨換向片轉(zhuǎn)動，仍然有電刷A極性為正，電刷B極性為負?？梢娹D(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)時，電刷A引出的總是N極下導體的正電動勢， 而電刷B引出的總是S極上導體的負電動勢。經(jīng)過電刷和換向器，即把電樞繞組內(nèi)的感應交變電動勢變成了由電刷A-B間輸出的直流電動勢。在實際電動機中，電樞不只是一個線圈，而是由許多按一定規(guī)律連接起來的線圈
6組成的。這樣電動勢的脈振程度也會減少。由上述分析可知，同一臺直流電機，只要改變外界的條件，既可作直流電動機工作，也可當直流發(fā)電機運行。這種用同一臺電機在外界條件不同情況下，既可用作電動機，也可作發(fā)電機運行的原理，不僅適用于直流電機，同樣也適用于交流電機，這是電機理論中的普遍原理。2)選擇目前的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機來改成用于風力發(fā)電系統(tǒng)的外轉(zhuǎn)子風力發(fā)電機的理由2. 1)根據(jù)以上的原理，我們知道永磁直流電動機是可以改成永磁直流發(fā)電機的。2. 2)我們國家對于電動摩托車(包括其中的永磁直流電動機)已經(jīng)制定了詳細的國家標準，這意味著永磁直流電動機是標準化的產(chǎn)品，相對于目前小型風力發(fā)電機的標準的貧乏，生產(chǎn)和質(zhì)量更有保證。從《標準網(wǎng)》上獲悉國家標準化管理委員會于2009年8月7日，在《標準網(wǎng)》上刊發(fā)了中華人民共和國國家標準批準發(fā)布公告——2009年第8號(總第148號)。公告第32至35號公布了四條關(guān)于電動摩托車和電動輕便摩托車的相關(guān)標準GB24155-2009電動摩托車和電動輕便摩托車安全要求GB/T24156-2009電動摩托車和電動輕便摩托車動力性能試驗方法GB/T24157-2009電動摩托車和電動輕便摩托車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法GB/T24158-2009電動摩托車和電動輕便摩托車通用技術(shù)條件標準于2009年6月25日批準，2010年1月1日起實施ISO 7176-21-2003輪椅.第21部分電動輪椅和小型電動摩托車的電磁兼容性要求和試驗方法QC/T 792-2007電動摩托車和電動輕便摩托車用電機及其控制器技術(shù)條件QC/T 791-2007電動摩托車和電動輕便摩托車定型試驗規(guī)程GB M155-2009電動摩托車和電動輕便摩托車安全要求GB/T M156-2009電動摩托車和電動輕便摩托車動力性能試驗方法GB/T M157-2009電動摩托車和電動輕便摩托車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法GB/T24158-2009電動摩托車和電動輕便摩托車通用技術(shù)條件2. 3)在我們國家，電動摩托車(包括其中的永磁直流電動機)的生產(chǎn)廠家多達2 萬多家，整個產(chǎn)業(yè)鏈完整，成熟。這意味著電動摩托車(包括其中的永磁直流電動機)是批量化生產(chǎn)的產(chǎn)品，批量化是保證低成本，質(zhì)量好的有力的途徑。而目前專業(yè)生產(chǎn)小型風力發(fā)電機及其配套產(chǎn)品(控制器，逆變器等)的廠家只有2 千家左右，市場競爭力和社會財富遠不如電動摩托車這個行業(yè)。市場競爭力和社會財富是小型風力發(fā)電機工廠的最大的缺陷。2. 4)電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機是用蓄電池來驅(qū)動的，蓄電池的電壓是直流Mv/48v/60v等；而小型風力發(fā)電機經(jīng)過控制器后的電壓就是直流Mv/48v/60v等，恰恰吻合。2. 5)電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機的額定轉(zhuǎn)速是在一定的額定功率下衡量的；而風力發(fā)電機的額定功率是在一定的額定轉(zhuǎn)速下的衡量的，根據(jù)電機的可逆運行原理也恰恰吻合。比如，一款電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機的額定轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分鐘是在額定功率為1千瓦時獲得，而風力發(fā)電機的額定功率1千瓦是在一定的額定轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分針下衡量的?？傊?，由于電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機在我國具有批量化、標準化、市場化、產(chǎn)業(yè)鏈成熟的巨大優(yōu)勢，利用它和它的產(chǎn)業(yè)鏈改成小型外轉(zhuǎn)子永磁風力發(fā)電機，可以大大降低小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機的成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，因此，對小型外轉(zhuǎn)子永磁風力發(fā)電機產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定和成熟有很好的促進作用。本實用新型的有益效果是可以利用電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機在我國具有批量化、標準化、市場化、產(chǎn)業(yè)鏈成熟的巨大優(yōu)勢，方便地采購到小型風力發(fā)電機所需要的價格便宜、質(zhì)量穩(wěn)定的定子和轉(zhuǎn)子。比如lkw/250rpm的水平軸風力發(fā)電機，如果用目前的風力發(fā)電機的定子和轉(zhuǎn)子的成本是人民幣1300元，而用電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機的定子和轉(zhuǎn)子是人民幣800元，減少了 500元。實施例一如圖5、6、7、8、9所示，本實用新型實施例提供的一種小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，其屬于水平軸風力發(fā)電機，其包括風輪11、發(fā)電機12、支撐軸13、充電控制器14、蓄電池組15、逆變器16，發(fā)電機12的轉(zhuǎn)軸水平設置，風輪11固設于發(fā)電機12的機殼上，支撐軸 13垂直設置，風輪11和發(fā)電機12固設于支撐軸13上，發(fā)電機12通過電纜17依次與充電控制器14、蓄電池組15、逆變器16電連接，發(fā)電機12還同軸連接有尾舵18。與現(xiàn)有技術(shù)不同，本實用新型的發(fā)電機12采用目前的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機，其技術(shù)效果前面已有詳細表述，此處不再贅述。如圖8和圖9所示，該電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，轉(zhuǎn)子組件設于定子組件的外部；轉(zhuǎn)子組件包括前端蓋121、后端蓋122、轉(zhuǎn)子殼123、永磁體124，前端蓋121和后端蓋122分別與轉(zhuǎn)子殼123固定配合，永磁體124固設于轉(zhuǎn)子殼 123內(nèi)壁，風輪11固設于轉(zhuǎn)子殼123上；定子組件包括支柱125、定子鐵芯126、軸承(未示出)，定子鐵芯126固設于支柱125上，支柱125通過軸承分別與前端蓋121和后端蓋122 轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)子殼123和定子鐵芯1 之間設有間隙。本實施例一的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機工作時，風力驅(qū)動風輪11轉(zhuǎn)動，風輪11帶動電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機的轉(zhuǎn)子殼123轉(zhuǎn)動，然后按照前述的永磁直流發(fā)電機的工作原理開始發(fā)電(參閱圖4和1.4))。實施例二如圖10、11、12所示，本實用新型實施例提供的一種小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，其屬于垂直軸風力發(fā)電機，其包括風輪21、發(fā)電機22、支撐軸23、充電控制器(未示出)、蓄電池組(未示出)、逆變器(未示出)，支撐軸23和發(fā)電機22的轉(zhuǎn)軸均垂直設置，且支撐軸23和發(fā)電機22的機殼連接，風輪21固設于支撐軸23上，發(fā)電機22通過電纜(未示出)依次與充電控制器、蓄電池組、逆變器電連接。與現(xiàn)有技術(shù)不同，本實用新型的發(fā)電機22采用目前的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機，其技術(shù)效果前面已有詳細表述，此處不再贅述。如圖11和圖12所示，該電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，轉(zhuǎn)子組件設于定子組件的外部；轉(zhuǎn)子組件包括前端蓋221、后端蓋222、轉(zhuǎn)子殼223、 永磁體224，前端蓋221和后端蓋222分別與轉(zhuǎn)子殼223固定配合，永磁體224固設于轉(zhuǎn)子殼223內(nèi)壁，風輪21固設于轉(zhuǎn)子殼223上；定子組件包括支柱225、定子鐵芯226、軸承(未示出)，定子鐵芯2 固設于支柱225上，支柱225通過軸承分別與前端蓋221和后端蓋222 轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)子殼223和定子鐵芯2 之間設有間隙。本實施例二的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機工作時，風力驅(qū)動風輪21轉(zhuǎn)動，風輪21帶動電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機的轉(zhuǎn)子殼223轉(zhuǎn)動，然后按照前述的永磁直流發(fā)電機的工作原理開始發(fā)電(參閱圖4和1.4))。本實施例二中，風輪21由至少兩個沿支撐軸23軸向設置且彎折為螺旋形的風葉 211組成，風葉優(yōu)選三個，風葉211與支撐軸23之間通過橫梁212連接，風葉211的螺旋方向為左旋或右旋，風葉211的螺旋角度介于90° 140°之間。另外，本實施例二中，各風葉211圍合成一俯視圖為圓形的360°風輪21。本實用新型采用螺旋形風葉211圍合成一俯視圖為圓形的360°風輪21，保證了風輪21可以 360°迎風，從而使得風輪21旋轉(zhuǎn)時，風葉211始終都有最佳攻角，便于風輪21在低風速時的啟動，避免了風輪21在同樣的條件下的停止轉(zhuǎn)動的可能，保證了發(fā)電機能在低風速時發(fā)電，解決了現(xiàn)有的直片式風葉在低風速時風輪旋轉(zhuǎn)造成的攻角的改變而帶來的輸出功率降低和在低風速下容易停止轉(zhuǎn)動的問題。以上描述僅為本實用新型的較佳實施例而已，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，在不脫離本實用新型精神和原則的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
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權(quán)利要求1.一種小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，包括風輪、發(fā)電機、支撐軸、充電控制器、蓄電池組、逆變器，所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸水平設置，所述風輪固設于所述發(fā)電機的機殼上，所述支撐軸垂直設置，所述風輪和發(fā)電機固設于所述支撐軸上，所述發(fā)電機通過電纜依次與所述充電控制器、蓄電池組、逆變器電連接，其特征在于所述發(fā)電機采用目前的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機。
2.如權(quán)利要求1所述的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，其特征在于所述電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件設于所述定子組件的外部；所述轉(zhuǎn)子組件包括前端蓋、后端蓋、轉(zhuǎn)子殼、永磁體，所述前端蓋和后端蓋分別與所述轉(zhuǎn)子殼固定配合，所述永磁體固設于所述轉(zhuǎn)子殼內(nèi)壁，所述風輪固設于所述轉(zhuǎn)子殼上；所述定子組件包括支柱、定子鐵芯、軸承，所述定子鐵芯固設于所述支柱上，所述支柱通過所述軸承分別與所述前端蓋和后端蓋轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)子殼和定子鐵芯之間設有間隙。
3.如權(quán)利要求1或2所述的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，其特征在于所述發(fā)電機還同軸連接有尾舵。
4.一種小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，包括風輪、發(fā)電機、支撐軸、充電控制器、蓄電池組、逆變器，所述支撐軸和所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸均垂直設置，所述支撐軸和所述發(fā)電機的機殼連接，所述風輪固設于所述支撐軸上，所述發(fā)電機通過電纜依次與所述充電控制器、蓄電池組、逆變器電連接，其特征在于所述發(fā)電機采用目前的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電機。
5.如權(quán)利要求4所述的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，其特征在于所述電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件設于所述定子組件的外部；所述轉(zhuǎn)子組件包括前端蓋、后端蓋、轉(zhuǎn)子殼、永磁體，所述前端蓋和后端蓋分別與所述轉(zhuǎn)子殼固定配合，所述永磁體固設于所述轉(zhuǎn)子殼內(nèi)壁，所述風輪固設于所述轉(zhuǎn)子殼上；所述定子組件包括支柱、定子鐵芯、軸承，所述定子鐵芯固設于所述支柱上，所述支柱通過所述軸承分別與所述前端蓋和后端蓋轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)子殼和定子鐵芯之間設有間隙。
6.如權(quán)利要求4或5所述的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，其特征在于所述風輪由至少兩個沿所述支撐軸軸向設置且彎折為螺旋形的風葉組成，所述風葉與支撐軸之間通過橫梁連接。
7.如權(quán)利要求6所述的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，其特征在于所述各風葉圍合成一俯視圖為圓形的360°風輪。
8.如權(quán)利要求6所述的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，其特征在于所述風葉為三個。
9.如權(quán)利要求6所述的小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，其特征在于所述風葉的螺旋方向為左旋或右旋。
專利摘要本實用新型屬于風力發(fā)電機領(lǐng)域，提供了一種小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，其采用目前的電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機來作為外轉(zhuǎn)子永磁直流發(fā)電機。由于電動摩托車的外轉(zhuǎn)子永磁直流電動機在我國具有批量化、標準化、市場化、產(chǎn)業(yè)鏈成熟的巨大優(yōu)勢，利用它改成小型外轉(zhuǎn)子永磁直流風力發(fā)電機，可以大大降低小型外轉(zhuǎn)子永磁風力發(fā)電機的成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，因此，對小型外轉(zhuǎn)子永磁風力發(fā)電機產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定和成熟有很好的促進作用。
文檔編號F03D1/06GK202181993SQ20112024093
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者易兵 申請人:易兵