專(zhuān)利名稱(chēng)：垂立軸外轉(zhuǎn)殼式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙異磁環(huán)磁力裝置及混合軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
風(fēng)力發(fā)電機(jī)、磁學(xué)、力學(xué)、磁懸浮技術(shù) 技術(shù)背景
垂立軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)省用方向尾舵和三相電刷滑環(huán)等，外轉(zhuǎn)殼式易和新型高效的 風(fēng)葉配用，有獨(dú)特優(yōu)越性，但因軸承受到連有風(fēng)葉和轉(zhuǎn)子以及龐大外轉(zhuǎn)殼的較沉 重的下壓力，使磨擦力與損耗加大，更因受不規(guī)劃則風(fēng)向與風(fēng)力的全方位的扭絞， 對(duì)軸承造成更為顯著的頂推或角度扭變，特別是上部受力較大的軸承不堪重負(fù)，
加速了磨損，這些弊端造成長(zhǎng)期來(lái)不易推廣的瓶頸，某些專(zhuān)利如200610122794. 4
采用全磁懸浮軸承取代軸承，沒(méi)有磨擦力，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、調(diào)整困難，而
某些專(zhuān)利如200610122794. 9是適用于懸臂式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，因結(jié)構(gòu)差異不能套用，
本文提供了有針對(duì)性的實(shí)用方案。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的
添加的磁力裝置有效地給垂立軸外殼式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸承減負(fù)，提高功-效與壽命，簡(jiǎn)單而實(shí)用。 技術(shù)方案
方案是:采用混合軸承方案，在原有的軸承的基礎(chǔ)上，添加磁力裝置，磁力裝置 對(duì)沉重的旋轉(zhuǎn)外轉(zhuǎn)殼體施加軸向的向上的支承力，并建立橫徑向支承剛度，以緩 釋軸承經(jīng)受壓力而增大摩擦力的負(fù)擔(dān)，而軸承起到了限位與保護(hù)作用，這樣總結(jié) 構(gòu)可簡(jiǎn)化，成本低而可靠性好，磁力裝置在建立軸向的向上的支承力是采用永磁體l之間的異性相吸的直接的磁吸力，根據(jù)外轉(zhuǎn)殼的總重量而設(shè)計(jì)支承力的大 小，這樣可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，而在橫徑向，軸承受不規(guī)則風(fēng)力與風(fēng)向的頂推與角度扭 變，但這是個(gè)變數(shù)，只能以支承剛度來(lái)緩釋軸承這方面的負(fù)擔(dān)，為完成此二方面 的任務(wù)，本方案采用同軸地箍套在固定的垂定軸上的上雙異磁環(huán)和下方同軸地裝 在旋轉(zhuǎn)外殼內(nèi)相應(yīng)部位處的異磁性的下雙異磁環(huán)所組成磁力裝置。雙異磁環(huán)是二 個(gè)環(huán)高相同而環(huán)徑不同的異磁性?xún)?nèi)空心磁環(huán)貼裝在導(dǎo)磁的鐵盤(pán)上，因環(huán)徑不同而 成為內(nèi)外環(huán)，內(nèi)外環(huán)之間有一徑向開(kāi)距，內(nèi)外環(huán)在同一軸向的磁極面是互為異磁 極性，在一個(gè)軸向面處，這二個(gè)互為異磁極性的磁極面通過(guò)導(dǎo)磁的鐵盤(pán)順向無(wú)磁 泄漏的磁導(dǎo)而把該處磁極面的磁性導(dǎo)向各自的另一相背的磁極面上去，也即在開(kāi) 口端的各自的互為異磁極性的磁極面的磁性得到強(qiáng)化，上雙異磁環(huán)是內(nèi)外磁環(huán)貼 裝在垂直于垂立軸的鐵盤(pán)的軸向下表面處，而下雙異磁環(huán)是鐵盤(pán)在下磁環(huán)在上， 上雙異磁環(huán)同軸地裝在旋轉(zhuǎn)在外轉(zhuǎn)殼內(nèi)相應(yīng)部位處，上下異磁環(huán)之間有一軸向的 可供調(diào)整的開(kāi)距。上雙異磁環(huán)的上外環(huán)與下方相對(duì)的下雙異磁環(huán)的下外環(huán)的環(huán)徑 相同，而上內(nèi)環(huán)與下內(nèi)環(huán)的環(huán)徑也相同，上下外環(huán)的開(kāi)口端處，軸向面對(duì)面的磁 極面的磁極性是互為異磁極性，同樣，上下內(nèi)環(huán)開(kāi)口端面對(duì)面的磁極面，也是互為 異磁極性的，上下外環(huán)之間有磁吸力，上下內(nèi)環(huán)之間有磁吸力，上下外環(huán)和上下 內(nèi)環(huán)都同時(shí)處于徑向的磁極耦合態(tài)而隱含具有徑向的能態(tài)定位效應(yīng)的耦合力，即 在上述的磁極耦合態(tài)的上下雙異磁環(huán)的徑向的相對(duì)位置是能態(tài)最低的穩(wěn)定方位， 當(dāng)因外力而便上下雙異磁環(huán)發(fā)生徑向的相對(duì)位移和角度扭變時(shí)，就會(huì)偏離原有磁 極耦合態(tài)而變成為偏離耦合態(tài)，此時(shí)就會(huì)使能態(tài)提高，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股耦合力， 此耦合力是和上述的外力相反方位的，驅(qū)使上下雙異磁環(huán)復(fù)位至能態(tài)最低的原有 和磁極耦合態(tài)的方位上去，因而此合力成為徑向的穩(wěn)定力源，裝有下雙異磁環(huán)的外轉(zhuǎn)殼受到上方固定在垂立軸上的上雙異磁環(huán)內(nèi)外二股向上吸拉的磁吸力而成 為平衡于外轉(zhuǎn)殼總重量的支承力，調(diào)整磁結(jié)構(gòu)，即改變磁環(huán)的體積和磁極面的大 小，改變上下異磁環(huán)之間的開(kāi)距大小，都能改變支承力的大小，當(dāng)支承力接近于 外轉(zhuǎn)殼的總重量時(shí)，外轉(zhuǎn)殼處于相當(dāng)于失重態(tài)的準(zhǔn)磁懸浮狀態(tài)，外轉(zhuǎn)殼對(duì)于軸承 的下壓力接近于零值，軸承所受到的軸向下壓力得以緩釋?zhuān){(diào)整磁結(jié)構(gòu)使所述 的橫徑向的支承剛度到足夠大時(shí)，風(fēng)力通過(guò)外轉(zhuǎn)殼對(duì)于軸承的徑向頂推力和角度 扭轉(zhuǎn)給軸承造成這方面的負(fù)擔(dān)得以緩釋?zhuān)蚨帕ρb置起到減負(fù)作用。此磁力裝 置視需要可不止一處地被采用.
有益效果
添加了磁力裝置，可減少軸承的承壓,減少磨擦和磨損，提高壽命,本方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，成本低，實(shí)效好,為新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的推廣應(yīng)用作出社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益.

編號(hào)
0，垂直軸的軸中心線(xiàn) 2，轉(zhuǎn)子(發(fā)電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子)
3，風(fēng)葉 4，軸承(機(jī)械軸承) 5，定子(發(fā)電機(jī)的定子繞組)
6、上雙異磁環(huán)7，下雙異磁環(huán) 8、導(dǎo)磁的鐵盤(pán)
9，上外環(huán) 10,上內(nèi)環(huán) 11，下外環(huán) 12，下內(nèi)環(huán)
14,外轉(zhuǎn)殼或外殼體 15，底盤(pán) 16,三相輸出線(xiàn)
20,下外環(huán)的環(huán)半徑 21,下內(nèi)環(huán)的環(huán)半徑
22，下外環(huán)和下內(nèi)環(huán)間的開(kāi)距25,下外環(huán)的環(huán)高(磁環(huán)高度)
26，下內(nèi)環(huán)的環(huán)高(磁環(huán)高度)
30，下外環(huán)的開(kāi)口端處的向上的磁極面31，下內(nèi)外環(huán)的開(kāi)口端處的向上的磁極面
35，上下雙異磁環(huán)之間的軸向開(kāi)距
40，上外環(huán)的開(kāi)口端處的向下的磁極面
41,上內(nèi)環(huán)的開(kāi)口端處的向下的磁極面
42，上外環(huán)與上內(nèi)環(huán)之間的開(kāi)距
45,上外環(huán)的環(huán)高(磁環(huán)的高度)
46，上內(nèi)環(huán)的環(huán)高(磁環(huán)的高度)
48，上外環(huán)的環(huán)半徑 49，上內(nèi)環(huán)的環(huán)半徑
附圖圖l，磁力裝置結(jié)構(gòu)圖la為軸向頂視圖lb為徑向側(cè)視圖 圖2，總圖
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 參考圖i磁力裝置結(jié)構(gòu)圖
la為軸向頂視圖 lb為徑向側(cè)視圖
在外轉(zhuǎn)殼的外殼體14的相應(yīng)部位處固定安裝有下雙異磁環(huán)7,該下雙異磁環(huán)7 由垂直于垂立軸1的軸心線(xiàn)0的導(dǎo)磁的鐵盤(pán)8和同軸于軸心線(xiàn)0地貼裝在該導(dǎo)磁 的鐵盤(pán)8的軸向上表面的二個(gè)互為異磁性的磁環(huán)組成，這二個(gè)磁環(huán)的環(huán)徑不同， 即磁環(huán)的磁極面的中心離軸中心線(xiàn)O的半徑不同，而分為外環(huán)和內(nèi)環(huán)，也即下外 環(huán)11的半徑20大于下內(nèi)環(huán)12的半徑21,下外環(huán)11與下內(nèi)環(huán)12之間有一徑向 開(kāi)距22，下外環(huán)11的環(huán)高25和下內(nèi)環(huán)12的環(huán)高26是相同的，當(dāng)然，所述的下 外環(huán)11和下內(nèi)環(huán)12都同軸于垂立軸1的軸中心線(xiàn)0，下外環(huán)11和下內(nèi)環(huán)12是 互為異磁極性，而各自朝下的互為異磁性的磁極面是通過(guò)導(dǎo)磁的鐵盤(pán)8的順向無(wú) 磁泄漏地磁導(dǎo)而把此處磁極面的磁性導(dǎo)向各自相背的磁極面上去，即導(dǎo)向朝上的開(kāi)口端的下外環(huán)磁極面30和下內(nèi)環(huán)磁極面31上去，則強(qiáng)化了開(kāi)口端處的磁性， 下雙異磁環(huán)7是隨外轉(zhuǎn)殼體14而迎風(fēng)旋轉(zhuǎn)。 垂立軸1是穿越下雙異磁環(huán)7的導(dǎo)磁鐵盤(pán)8的中心孔而向上延伸，在距離下雙 異磁環(huán)7的軸向的上方的一定開(kāi)距35處，同軸地箍套在垂定軸1上有上雙異磁 環(huán)6，上雙異磁環(huán)6和下雙異磁環(huán)9的結(jié)構(gòu)相同，但內(nèi)外磁環(huán)貼裝在導(dǎo)磁的鐵盤(pán)8 的下表面，開(kāi)口端朝下。
上外環(huán)9與下外環(huán)11在軸向是上下對(duì)應(yīng)而上外環(huán)9的半徑48與下外環(huán)11的半 徑20相同，上內(nèi)環(huán)IO也與下內(nèi)環(huán)12在軸向也是上下對(duì)應(yīng)，上內(nèi)環(huán)IO的半徑49 和下內(nèi)環(huán)12的半徑21相同，上外環(huán)9和下外環(huán)不11是互為異磁性，上內(nèi)環(huán)IO 與下內(nèi)環(huán)12也是互為異磁性，即各自開(kāi)口端的磁極面是上下互為異磁性的，也 即上外環(huán)9的開(kāi)口端上的磁極面40的磁極性是與下外環(huán)11的開(kāi)口端的向上的磁 極面30是互為異磁極性的，同理，上內(nèi)環(huán)10的開(kāi)口端的向下的磁極面41的磁 極性也是和下內(nèi)環(huán)12開(kāi)口 口端向上的磁極面31互為異磁極性，雖然下雙異磁環(huán) 7是隨外殼體14而旋轉(zhuǎn)，但因上下雙異磁環(huán)6和9都是同軸的，所以仍保持上述 的情況，由以上可知，下外環(huán)11的向上磁極面30與上內(nèi)環(huán)10向下的磁極面40 相互是異性相吸，同樣下內(nèi)環(huán)12的向上磁極面31與上內(nèi)環(huán)10向下的磁極面41 相互是異性相吸，則裝有下雙異磁環(huán)7的外轉(zhuǎn)殼14，受到上方箍套在垂立軸1 的上雙異磁環(huán)6的同時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)外二股異性相吸的向上吸拉的磁吸力以平衡于外 轉(zhuǎn)殼的總重量而成為軸向的支承力，調(diào)整磁結(jié)構(gòu)，使所過(guò)的支承力接近于外轉(zhuǎn)殼 14的總重量，此時(shí)外轉(zhuǎn)殼14處于相當(dāng)于失重態(tài)的準(zhǔn)磁懸浮狀態(tài)，則外轉(zhuǎn)殼14 對(duì)軸承4的軸向下壓力可以降低到最小的程度，因而緩釋了軸承4的軸向受下壓 力的負(fù)擔(dān)，另外下外環(huán)11與上外環(huán)9以及下內(nèi)環(huán)12與上內(nèi)環(huán)10都分別的同時(shí)地處于徑向磁極耦合態(tài)而隱含具有徑向能態(tài)定位效應(yīng)的耦合力，并賦于了支承剛
度，能抵制風(fēng)力對(duì)軸承4造成的徑向頂推與角度扭轉(zhuǎn)，緩釋了連有風(fēng)葉3的外轉(zhuǎn) 殼14對(duì)軸承4形成這方面的徑向負(fù)擔(dān)。 實(shí)施例2
見(jiàn):圖2垂立軸外轉(zhuǎn)殼或小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的磁力裝置及混合軸承總圖 垂立軸1是固定不動(dòng)的并在中部連有發(fā)電機(jī)定子繞組2，在定子繞組2的上下 部裝有軸承4，垂立軸1的最上部裝有上雙異磁環(huán)6，定子繞組的三相輸出線(xiàn)16 經(jīng)垂立軸1的下部的空心引向下部，穿越垂立軸1的下部底盤(pán)15而輸出，外轉(zhuǎn)
殼或外殼體14的外表面裝有風(fēng)葉3，外轉(zhuǎn)殼14的內(nèi)部的中部裝有永磁轉(zhuǎn)子5， 外轉(zhuǎn)殼或外殼體14由上下二個(gè)軸承4和垂立軸1滑動(dòng)相過(guò)，在垂立軸上1上部 同軸地箍套有上雙異磁環(huán)6，而在上雙異磁環(huán)6的下方一定開(kāi)距處，在外轉(zhuǎn)殼內(nèi) 裝有相對(duì)應(yīng)下雙異磁環(huán)7，它的導(dǎo)磁鐵盤(pán)8是中空的，垂直軸1空越此中孔而向 上延伸，磁力裝置由上雙異磁環(huán)6和下雙異磁環(huán)7構(gòu)成，裝有下雙異磁環(huán)7的外 轉(zhuǎn)殼或外殼體14得到軸向的向上的支承力并在徑向隱含具有能態(tài)定位效應(yīng)的耦 合力而被賦于徑向支承剛度，磁力裝置能起到對(duì)軸承的軸向與徑向的減負(fù)作用， 可通過(guò)調(diào)整磁結(jié)構(gòu)，即增大磁環(huán)的體積與磁極面，減小上雙異磁環(huán)6和下雙異磁 環(huán)7的軸向的間距35,都能增大所述的軸向支承力與徑向支承剛度值，以達(dá)要求。
權(quán)利要求1、一種垂立軸外轉(zhuǎn)殼式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙異磁環(huán)磁力裝置及混合軸承，由原有的軸承和添加的磁力裝置所組成，其特征在于所述的磁力裝置是指由上方的同軸地箍套在固定的垂立軸上的上雙異磁環(huán)和下方的同軸地安裝在旋轉(zhuǎn)的外殼內(nèi)的異磁性的相對(duì)應(yīng)的下雙異磁環(huán)所構(gòu)成，所述的雙異磁環(huán)是指，在一導(dǎo)磁的鐵盤(pán)上貼裝有兩個(gè)同軸的環(huán)高相同而環(huán)徑不同的互為異磁性的永磁的空心磁環(huán)，并因其環(huán)徑的大小而分為內(nèi)環(huán)和外環(huán)，內(nèi)外環(huán)之間有一徑向的開(kāi)距，而在同一軸向處，內(nèi)外環(huán)的軸向的磁極面的磁極性是互為異磁極性的，所述的上雙異磁環(huán)是指磁環(huán)貼裝在鐵盤(pán)的下表面處，而下雙異磁環(huán)則是磁環(huán)貼裝在鐵盤(pán)的上表面處，所述的上下對(duì)應(yīng)是指上外環(huán)和下外環(huán)的環(huán)徑相同而上下相面對(duì)面的磁極面互為異磁極性的，上內(nèi)環(huán)和下內(nèi)環(huán)的環(huán)徑也相同而相面對(duì)面的磁極面也是互為異磁極性的，上外環(huán)和下外環(huán)在軸向是異磁性而相吸，而上內(nèi)環(huán)和下內(nèi)環(huán)在軸向也是異磁性而相吸，則，同時(shí)存在內(nèi)外二股作為軸向的磁支承力的磁吸力，并且上下外磁環(huán)相互處于徑向的磁極耦合態(tài)，而上下內(nèi)磁環(huán)也是相互處于徑向的磁極耦合態(tài)，即在徑向也同時(shí)存在內(nèi)外兩個(gè)磁極耦合態(tài)，則，裝有下雙異磁環(huán)的外轉(zhuǎn)殼既受到了套在垂立軸上的上雙異磁環(huán)的二股向上吸拉的軸向的磁支承力，同時(shí)，外轉(zhuǎn)殼也是處于被賦于了內(nèi)外兩個(gè)徑向的支承剛度的磁極耦合態(tài)，
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂立軸外轉(zhuǎn)殼式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙異 磁環(huán)磁力裝置及混合軸承，其特征在于所述的雙異磁環(huán)磁力裝置，在風(fēng) 力發(fā)電機(jī)中，不止一處地被采用.
專(zhuān)利摘要垂立軸外轉(zhuǎn)殼式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)有省用方向尾舵及電刷、滑環(huán)等，但軸承受沉重的風(fēng)葉等的軸向下壓力和風(fēng)力頂推形成的徑向的扭絞而較快地磨損而報(bào)廢，本方案是加用磁力裝置，它由同軸地箍套在垂立軸上的上雙異磁環(huán)和下方的相對(duì)應(yīng)的同軸地安裝在旋轉(zhuǎn)的外轉(zhuǎn)殼內(nèi)相應(yīng)部位處的異磁性的下雙異磁環(huán)所組成，雙異磁環(huán)是在鐵盤(pán)上同軸地貼裝有環(huán)徑不同的內(nèi)磁環(huán)和外磁環(huán)，二者之間有一徑向開(kāi)距并在同一軸向面上是互為異磁性的，上下雙異磁環(huán)之間的磁吸力提供給外轉(zhuǎn)殼以向上的支承力，以平衡于外轉(zhuǎn)殼的總重量，而上下雙異磁環(huán)相互處于徑向的磁極耦合態(tài)，賦于外轉(zhuǎn)殼以徑向的支承剛度，因而減少了軸承的軸向和徑向的壓力，磨擦和磨損減??；本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，實(shí)用。
文檔編號(hào)F16C39/06GK201412268SQ20082015588
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者唐建一, 柏吉銀, 郭貴林 申請(qǐng)人:唐建一;柏吉銀;郭貴林