專利名稱：永磁體變頻發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是采用永磁體的變頻發(fā)電機，適用于火力風(fēng)力或水力發(fā)電。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外使用的傳統(tǒng)發(fā)電機是同步發(fā)電機為主導(dǎo)。該同步發(fā)電機，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上存在著較大的能耗因素，影響到熱動力廠煤耗及二氧化碳的排放量，主要在于這種同步發(fā)電機的制作工藝，歷來均嚴(yán)格遵循著發(fā)電機的轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)子及靜止不轉(zhuǎn)動的電機定子，其線圈繞制成的電磁場的極對數(shù)，必需保持機內(nèi)兩者相一致才能起到同步運行時的輸出電能的頻率維持在國內(nèi)電網(wǎng)的50赫芝或國外的頻率60赫芝范圍及獲得滿負(fù)荷的發(fā)電能力，而正常地向用電戶供應(yīng)出生產(chǎn).生活電能.若違背了這一規(guī)律，則形成發(fā)電機的不同步，電機的輸出功率將無法正常供電。究其原因主要是同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速在設(shè)計程序計算中，必需符合國內(nèi)外一致公認(rèn)的公式；轉(zhuǎn)速n = (120 X頻率f) +極數(shù)p (轉(zhuǎn)/分鐘)，因此在一般情況下，同步發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速在電機為一對磁極時為3000轉(zhuǎn)/分鐘，兩對極時同步轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分，三對極需1000轉(zhuǎn)/分，四對極要750轉(zhuǎn)/分……等等的規(guī)律，故據(jù)此看來這類電機，其轉(zhuǎn)速越低，磁極對數(shù)越多，體積將越大，重量更多，制造成本更高。但一貫以來已形成了同步發(fā)電機的生產(chǎn)廠家都遵循這一規(guī)律而制備，無法改變。鑒于以上所述的同步發(fā)電機的普遍性能狀況，在當(dāng)前節(jié)能減排回歸大自然可再生能源的實施，在應(yīng)對新形勢發(fā)展趨勢，確是顯得有些不適應(yīng)，有落后的感覺了。因為若要使用自然減少對氣體的污染資源的風(fēng)力.水力用于發(fā)電.供電，這些再生能源來于大自然，存在著極不穩(wěn)定的因素原因，實難維持恒定的高額定轉(zhuǎn)速，若用齒輪變速將又會產(chǎn)生摩擦阻力而增加制造成本和降低電能的轉(zhuǎn)化功率，若要兼顧兩者，同步發(fā)電機的改造創(chuàng)新將刻不容緩。如何才能讓發(fā)電機節(jié)能減排，很多人對該課題進(jìn)行了研究，公開文獻(xiàn)也有一些報道，例如中國專利〈申請?zhí)?gt;200820065818〈公告號>201167273〈發(fā)明名稱〉共樞式異步電動永磁升頻電源機，〈申請人〉泰豪科技股份有限公司，江西省南昌市高新開發(fā)區(qū)高新大道泰豪大廈〈郵編>330029〈發(fā)明人〉林政安，〈摘要 > 一種共樞式異步電動永磁升頻電源機，在定子鐵芯中定子槽的底部設(shè)置工頻電動機繞組，定子槽的上部分安排中頻發(fā)電機繞組，在轉(zhuǎn)子鐵芯設(shè)置工頻電動機雙鼠籠繞組，轉(zhuǎn)子鐵芯的轉(zhuǎn)子槽上部設(shè)置永磁體，轉(zhuǎn)子鐵芯兩端為銅板，阻尼桿和導(dǎo)電銅桿焊接在兩端銅板上，阻尼桿穿入沖片的阻尼孔中，導(dǎo)電銅桿置于沖片組成的槽底部，永磁體置于槽上部，由槽楔楔緊固定，沖片通過支架、固定桿和兩端板以轉(zhuǎn)軸定位固定在電機轉(zhuǎn)軸上。其技術(shù)效果是工頻異步電動機和永磁中頻發(fā)電機共用一個定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯，使電機的軸向長度短，節(jié)省有限空間，適用于變頻發(fā)電。另一項中國專利〈申請?zhí)?gt;200610106593〈公開號>101106294〈發(fā)明名稱〉高速自啟動變頻發(fā)電機〈申請人 > 萬德鴻、萬紅〈聯(lián)系地址 > 江西省南昌市新溪橋4區(qū)40棟2樓8號〈郵編>330024〈發(fā)明人 > 萬德鴻、萬紅〈摘要 > 一種高速自啟動變頻發(fā)電機，由外定子鐵芯I、定子齒上的集中繞組2、轉(zhuǎn)子鐵芯3和深埋式稀土永磁體4構(gòu)成。為實現(xiàn)自啟動功能，在電機定子的相鄰槽口，放置三個霍爾元件1C，使該發(fā)電機可以運行在電動機自啟動工況。有兩種結(jié)構(gòu)，即12槽8極和6槽4極。把永磁體深埋入轉(zhuǎn)子鐵芯中的目的，可獲得高轉(zhuǎn)速安全運轉(zhuǎn)的永磁發(fā)電機(10000r/min以上)。為使發(fā)電機輸出為正弦波電勢，轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯間氣隙，應(yīng)保持正弦磁密分布。該電機與高速燃油發(fā)動機同軸安裝，當(dāng)控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時，發(fā)電機的輸出可獲得三相交流V/F變頻電源，為使發(fā)動機啟動，利用發(fā)電機中的霍爾訊號，使電機逆運行在電動機工況，達(dá)到自啟動目的。適用于混合動力HVE汽車或摩托車上。上述變頻發(fā)電機轉(zhuǎn)速可以調(diào)整，減輕了體積，但是在運行時的摩擦阻力還較大，在效率方面還不夠高。並且兩項專利均離不開市電供應(yīng)下的電動機驅(qū)動才能達(dá)到工頻的變頻目的，故不能在自然界中利用可再生的能源來達(dá)到獨立發(fā)電和供電的用途。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，能調(diào)整發(fā)電機轉(zhuǎn)速，減 輕了體積，運行時的摩擦阻力小，效率高的永磁體的變頻火力、風(fēng)力或水力發(fā)電機。本發(fā)明采用變頻技術(shù)及磁極同性相斥、異性相吸而產(chǎn)生磁懸浮和磁推挽動力原理結(jié)合而制備成發(fā)電機。具體發(fā)明內(nèi)容是本發(fā)明的永磁體變頻發(fā)電機包括外殼、主軸、軸承和線圈，其特點是外殼內(nèi)部粘貼有永磁體塊，主軸為中空結(jié)構(gòu)，固定在軸承上，若干組線圈繞在主軸上，導(dǎo)線自中空的主軸內(nèi)引出，也就是說，主軸不轉(zhuǎn)動，由風(fēng)力、水力、火力或其他動力將外殼帶動圍繞主軸旋轉(zhuǎn)，線圈在永磁體旋轉(zhuǎn)的過程中切割磁力線而發(fā)出電壓、電流從主軸中間的導(dǎo)線輸出到用電設(shè)備或儲存電器。所述的外殼內(nèi)部通過粘貼有永磁體塊和安裝平板形成全磁懸浮和磁推挽結(jié)合的
>J-U裝直。以上所述的全磁懸浮和磁推挽結(jié)合的裝置是在外殼內(nèi)一側(cè)安裝有一塊鐵或鋼加工得到的平板A，平板A的上表面粘貼著單片S-N磁性交替變換的永磁體塊，均勻布滿整個平板A上表面，平板A下表面所粘貼永磁體塊是由兩塊同極性為一組，與相鄰兩塊磁性相同的永磁體另一組，組與組間極性相反交替變換，均勻布滿整個平板A下表面，其永磁體的S. N的數(shù)目相等；平板A的下方，也同樣對稱設(shè)置一塊相同體積的平板B，平板B與主軸固定成一體，平板B的上表面也粘貼滿S-N磁性交替變換的永磁體塊;A、B兩塊平板的上表面永磁體塊與外殼內(nèi)部的永磁體塊磁極(S-N)相反，當(dāng)外力帶動外殼旋轉(zhuǎn)時,平板A同步轉(zhuǎn)動，而處于兩種磁極間的線圈繞組即可發(fā)出感生電壓、電流。由于平板A(7)隨外殼轉(zhuǎn)動和固定于主軸不作轉(zhuǎn)動的平板B (8)相向而產(chǎn)生磁懸浮和磁推挽作用。以上所述的永磁體塊是含有稀土鑭系元素成分與鐵、硼的化合物構(gòu)成的永磁體。本發(fā)明的永磁體變頻發(fā)電機,適用于火力、風(fēng)力、潮汐或水力發(fā)電。本發(fā)明磁懸浮和磁推挽裝置的原理如下當(dāng)平板A、平板B磁板處于靜態(tài)時，磁體磁性由于同性的斥力而存在著懸浮狀況，若電機在外力驅(qū)動發(fā)生定子與轉(zhuǎn)子位置變更，兩組磁板的磁極將會變化，若相對磁路的極性相同時會推斥電機的轉(zhuǎn)子沿切線方向向前行進(jìn)到達(dá)異極區(qū)間，異性磁極的吸挽力也會使電機轉(zhuǎn)子繼續(xù)前行，周而復(fù)始，發(fā)電機在外力驅(qū)動下會不斷運轉(zhuǎn)而供電。永磁體安裝在相對向的兩鐵板形成上下同性的全永磁懸浮狀態(tài)，能使電機作無摩擦阻力的運轉(zhuǎn)，能實現(xiàn)微外力驅(qū)動也能滿額定功率運行。本發(fā)電機內(nèi)，用永磁體改變了同步發(fā)電機的定子繞組線圈與轉(zhuǎn)子間的磁路極對數(shù)，使電機的旋轉(zhuǎn)角度發(fā)生變異，使發(fā)電機的運行速度得以降低而保持滿額定功率輸出電能，並通過于發(fā)電機機體內(nèi)的永磁體之間產(chǎn)生的磁性推斥力形成懸浮力，減除了運行時的摩擦阻力，也使得磁力的相互推挽作用力幫助發(fā)電機在運行時降低了驅(qū)動功率消耗，實現(xiàn)微外力驅(qū)動的低轉(zhuǎn)速都能發(fā)出額定功率的電量獨立供電。含稀土鑭系元素與鐵硼化合物組合成的永磁體的磁極，具有《同性相斥.異性相吸》的特性。表現(xiàn)于若兩塊永磁體當(dāng)同是S或同為N極性時，其相遇就會因兩者間的推斥力而相互間產(chǎn)生出人為用力要推近兩者但終會留出一定間隔距離不能使它們接到一處來，這就是兩者的斥力所使然，而當(dāng)兩者若分別各為S或N極性時，則當(dāng)兩者相距一定距離后即會把對方拉合為一體，這就是磁挽力。
國外率先把磁極的推斥力原理在高鐵列車上用，制成了磁懸浮克服列車運行時的摩擦阻力，從而節(jié)能又高速、安全、磁力的推斥力根本在于永磁體力圖保持磁的磁能最低的靜態(tài)平衡，讓磁場內(nèi)磁通數(shù)量最充足，又趨于失磁最少根本狀況，磁路中由磁力的相對斥力存在就自然產(chǎn)生了全永磁懸浮。物體能在磁懸浮力上移動將消除摩擦阻力，自然也免去了大驅(qū)動力，達(dá)到節(jié)能運行。本項目在發(fā)電機上添加了一組能隨轉(zhuǎn)子運行的可動交替S. N變化的永磁體，又相對應(yīng)在固定不參與運動的永磁體S. N磁極相交替變化磁路裝置,使發(fā)電機獲得到全永磁懸浮而沿著園周無阻力運行。本發(fā)明變頻發(fā)電機旋轉(zhuǎn)外殼為了使得配于機體上的永磁體充分發(fā)揮出磁極的推力與挽力的特殊功能，本變頻發(fā)電機配備永磁在排列上需加以特別布置，其關(guān)健在于動與靜粘貼時，其中的一組件是由單個S-N磁極交替變換貼磁，形成相鄰的磁極各不相同，而相對應(yīng)的一組磁路則是以兩片片相連再交替變磁極相鄰，兩片是同極(例如S極)，則相距的下一方的交替的兩片應(yīng)該變成N極，這樣才能取得兩組永磁體的動部與靜部分磁懸浮力，另外又自會獲得在微弱外力驅(qū)動轉(zhuǎn)子小的位移有磁推力與挽力而不斷向前運行，這就是本發(fā)明變頻發(fā)電機的磁懸浮、磁力推挽作用原理之所在之處。為了攻克同步發(fā)電機存在的對來源于大自然的能源的不穩(wěn)定性因素，從而影響到正常發(fā)出電能，為使發(fā)電機達(dá)到低轉(zhuǎn)速也能保持穩(wěn)定的電壓、電流的額定功率而輸送給用電戶正常使用這一難點，經(jīng)過長期研究與實踐，本發(fā)明人在原來多年從事電機攻關(guān)設(shè)計、生產(chǎn)及長期進(jìn)行無線電機的維修實踐的經(jīng)驗積累基礎(chǔ)上再通過深一層潛心研究和實踐，果斷地集中了變頻.磁懸浮、磁力推挽技術(shù)原理有機地結(jié)合于發(fā)電機同一機體上應(yīng)用。在研發(fā)過程中的不斷地調(diào)整.鞏固，充實到提高終創(chuàng)新獲得較顯著發(fā)電效果，取得了成功！本發(fā)明由于應(yīng)用了變頻技術(shù)及磁極同性相斥、異性相吸而產(chǎn)生推挽動力原理組合而制備成發(fā)電機。具體是在發(fā)電機內(nèi)，用永磁體改變了同步發(fā)電機的定子繞組線圈與轉(zhuǎn)子間的磁極對數(shù)使電機的旋轉(zhuǎn)角度發(fā)生變異，使發(fā)電機的運行速度得到降低而保持滿負(fù)荷功率輸出，并通過于發(fā)電機機體的永磁體之間產(chǎn)生的磁性推斥力形成懸浮力，減除了運行時的摩擦阻力，也使得磁力的相互推挽作用力幫助發(fā)電機在運行時降低驅(qū)動功率消耗，實現(xiàn)微外力驅(qū)動的低轉(zhuǎn)速都能發(fā)出額定功率輸出面獨立正常供給電能。
本發(fā)明的發(fā)電機應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機，更方便于風(fēng)力渦輪風(fēng)葉的萬向直接驅(qū)動。這類型的變額發(fā)電機其能使電能頻率的改變，在于發(fā)電機的外轉(zhuǎn)動外殼不須再用矽鋼片沖槽疊合而成，也不再使用昂貴成本的銅制絕緣導(dǎo)線繞制成線圈組下線于沖片槽中。使之于發(fā)電機中通過直流低壓的激勵而產(chǎn)生電磁場。中國經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)給全球⑶P占地球8 %，卻要消耗掉全球45. 6 %的煤和40 %的鋼鐵和40%的水泥，因此成為全世界的二氧化碳最大排放國，對于應(yīng)對《聯(lián)合國氣侯變化框架公約》節(jié)能減排的全球?qū)嵤?，任重而道遠(yuǎn)?！堵?lián)合國氣侯變化框架公約》有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)曾指出”全球有大量可以減少污染氣體排放的自然資源，卻面臨陳舊、過時的能源技術(shù)”停滯不前的風(fēng)險……”。這顯示著本發(fā)明的新技術(shù)的挖掘 有著更廣闊、更深層的潛力持研發(fā)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明發(fā)電機的結(jié)構(gòu)的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步是本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的中置型發(fā)電機轉(zhuǎn)子的變更為定子，由于傳統(tǒng)的發(fā)電機進(jìn)行切線旋轉(zhuǎn)時，其在發(fā)電運行中必然得經(jīng)過碳擦及滑環(huán)的連結(jié)關(guān)系才能把產(chǎn)生的電能輸?shù)诫娋W(wǎng)中才可送達(dá)用電戶，這樣很難用于自然界中全天侯的萬向風(fēng)能資源的動力驅(qū)動，因為東西南北方向的風(fēng)力，使電機疲于頻繁地變向應(yīng)從，有時會令導(dǎo)線損傷而不安全。另一方面，電擦的磨損、炭粉污染對于在高桿路燈照明等用途時，難以維護(hù)。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的同步發(fā)電機的由中置型電機旋轉(zhuǎn)部件改為固定，不再作驅(qū)動運轉(zhuǎn)。本發(fā)明的轉(zhuǎn)動部分為電機的外殼體，這樣更方便于風(fēng)力渦輪機萬向風(fēng)葉或水力的直接驅(qū)動。這類型變頻發(fā)電機其能使電能頻率的變更，在于發(fā)電機的外轉(zhuǎn)動的外殼不須再用矽鋼片沖槽疊壓而成，也不用昂貴的絕緣銅導(dǎo)線撓制成線圈組下埋進(jìn)沖槽之中，使之于發(fā)電機通過增加直流低壓電流以產(chǎn)生激勵出電磁場，現(xiàn)改為以軟鐵板車制成與發(fā)電機定子間隔一定間距后，在這鐵件的平面內(nèi)徑中直接粘貼上含有稀土鑭系元素成分與鐵、硼的化合物構(gòu)成的永磁體替代絕緣銅導(dǎo)線繞制成的電機激磁磁極繞組，並且是以S. N單片交替相隔排列而密集地平均粘貼滿這轉(zhuǎn)子內(nèi)園周(粘貼時一定注意S. N的片數(shù)相等數(shù)量)，這樣的轉(zhuǎn)子可設(shè)定為數(shù)倍多的磁極數(shù)而大于銅導(dǎo)線繞制的定子磁極磁路了。由此而知，由永磁體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子每當(dāng)其移動一片磁性位置，定子繞組線圈將得到切割一組磁力線而會產(chǎn)生出感生電壓與電流，因為轉(zhuǎn)動部分均布的磁極數(shù)量大幅多于定子，這樣每當(dāng)轉(zhuǎn)動一個園周弧度則電能頻率就會發(fā)生了正比數(shù)值增加，發(fā)電機的電能輸出頻率就會變化了。故此變頻發(fā)電機若維持50周波的輸電額定頻率供電，驅(qū)動發(fā)電機的轉(zhuǎn)速自然不再需求那么高快了，這正是能克服自然界中可再生能源不穩(wěn)定因素的必要條件。


圖I是本發(fā)明的永磁體的變頻發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖。圖中序號與部件名稱I、主軸，2、軸承，3、導(dǎo)線，4、永磁塊，5、線圈，6、外殼，7、平板A，8、平板B，從圖I中了解到，本發(fā)明的永磁體的變頻發(fā)電機包括外殼6、主軸I、軸承2和線圈5，其特點是外殼6內(nèi)部粘貼有永磁體塊4，并由外動力驅(qū)動繞主軸I作旋轉(zhuǎn)運行，主軸I為中空結(jié)構(gòu)，固定在軸承2上，若干組線圈5繞在主軸上，導(dǎo)線3自中空的主軸內(nèi)引出，由風(fēng)力、水力、火力或其他動力將外殼帶動圍繞主軸旋轉(zhuǎn)，線圈5在永磁體旋轉(zhuǎn)的過程中切割磁力線而發(fā)出電壓.電流從主軸中間的導(dǎo)線輸出到用電設(shè)備或儲存電器；所述的外殼6內(nèi)部通過粘貼有永磁體塊和安裝平板形成全磁懸浮和磁推挽結(jié)合的裝置。所述的全磁懸浮和磁推挽結(jié)合的裝置是在外殼6內(nèi)一側(cè)安裝有一塊鐵或鋼加工得到的平板A 7，平板A 7的上表面粘貼著單片S-N磁性交替變換的永磁體塊4，均勻布滿整個平板A7上表面，平板A 7下表面粘貼著兩塊並列的同一極性永磁體塊與相鄰另一組同為兩塊並列磁性相反永磁體交替變換均勻布滿整個平板A 7下表面；平板A 7的下方，也同樣對稱設(shè)置一塊相同體積的固定在主軸上的平板B 8，其上表面也粘貼滿S-N磁性交替變換的永磁體塊4，A、B兩塊平板的上表面永磁體塊與外殼內(nèi)部的永磁體塊磁極相反；平板A7下表面和平板B 8產(chǎn)生磁懸浮和磁推挽作用。
具體實施例方式實施例一選用含有硅元素中等量的優(yōu)等矽鋼片沖制備外圓直徑20公分、內(nèi)徑1 5公分、槽口外向的48槽電機繞組下線沖片，疊壓制為厚度3. 5公分的定子鐵芯，其內(nèi)徑由鐵板夾鞏以便安裝固定軸，利于把電機安裝于固定機架上.該電機可制備成500W/24伏兩對極的三相交流額定輸出功率的變頻發(fā)電機，其定子的線圈繞組的下線，從有關(guān)功率算式計出導(dǎo)線直徑及每槽圈數(shù)后，以線圈1-2槽跨距采用雙層疊繞方式下線，每極每相連續(xù)占四個槽數(shù)，三相交替按相的極對數(shù)準(zhǔn)確下線，最后接成并聯(lián)雙星型輸出電路，從而構(gòu)成了定子。該發(fā)電機的轉(zhuǎn)子制定，是把鐵材環(huán)形密閉圈經(jīng)機床加工成外徑22公分、內(nèi)徑20公分、厚度3. 5公分的園圈體作為變頻發(fā)電機轉(zhuǎn)子，然后在此件的內(nèi)徑上粘貼著寬I. 4公分、長度3. 0公分厚度0. 3公分的永磁，，永磁體是以一片S極貼上后，緊接著又貼上一片N極，以此累推每每交替變換地粘貼著，整個園周共均布粘上48片，組成了有十八對磁極的電機轉(zhuǎn)子，這樣勢必在該發(fā)電機的轉(zhuǎn)子作360度旋轉(zhuǎn)一周時，相對稱的定子絕緣導(dǎo)線繞組將獲得迅速切割變化的磁場磁力線而頻繁地產(chǎn)生出感生電能，使得發(fā)電機的輸出頻率大幅度增高。由此要保持國內(nèi)的50赫頻率的供電，那么這種變頻發(fā)電機的轉(zhuǎn)速應(yīng)大幅度降低才可。這一技術(shù)的更新的好處在于電機運行速度的降低，不但可適應(yīng)自然界可再生能源合理應(yīng)用，特別適用于不穩(wěn)定性的自然風(fēng)力驅(qū)動而且對能源的消耗明顯得以改善，達(dá)到節(jié)能目的。另一方面由于發(fā)電機的轉(zhuǎn)動部分由永磁體替代了電機的激勵線圈繞組及矽鋼片沖槽工序，節(jié)約了勞動力及制造成本，從而增強了市場競爭力。本變頻發(fā)電機為能在微弱的外力驅(qū)動而滿額定功率輸電，在轉(zhuǎn)子的機體上安裝上一塊經(jīng)機床加工了的平面鐵板，鐵平面上也粘貼著單片S. N磁極交替變換的永磁體，均衡布滿整鉄板面，此磁極隨著轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。另外在以上的鐵磁板相對稱的固定方向，同樣也裝配著一塊相同體積規(guī)模的鐵板，而此板需粘貼的永磁體則以連續(xù)兩片相同磁極性連在一起并列粘好，下一組也是兩片相同磁性并列貼著，兩組磁性以S. N變換交替著均布鐵板上，此鐵不能轉(zhuǎn)動，兩鐵板磁體面面相向，當(dāng)上下處于靜態(tài)時，磁體極性由于同性的斥力而存在著懸浮狀況，若電機在外力驅(qū)動發(fā)生定子與轉(zhuǎn)子位置變動，兩組磁體的磁極將變化，若相對磁路的極性相同時會推動電機轉(zhuǎn)子前行進(jìn)到異極區(qū)間，異性磁極的挽力也會使電機轉(zhuǎn)子繼續(xù)前行，周而復(fù)始，發(fā)電機在外力驅(qū)動下會產(chǎn)生不斷運轉(zhuǎn)而供電。永磁體安裝在相對向的兩鐵板形成上下同性的全永磁懸浮狀態(tài)，能使電機作無摩擦阻力的運轉(zhuǎn)，能實現(xiàn)微外力驅(qū)動也能滿載運行。
實施例ニ 關(guān)于免除矽鋼片沖槽鉄芯變頻發(fā)電機的制法新設(shè)計的變頻發(fā)電機完全改變了需用矽鋼片沖制下線槽形以后再疊壓成電機鐵芯的傳統(tǒng)方式而制造，現(xiàn)改用導(dǎo)線繞組線圈直接于永磁體兩極間作切割磁力線而獲得電能輸出供電。I).固定軸的制備用炭結(jié)元鋼按設(shè)計圖在機床上切削出留置有包括兩端能安裝上帯粘貼永磁體的端蓋位、軸承位、固定繞組線圈位和安置磁推挽元件位等相應(yīng)的空間，，軸中空能讓供電導(dǎo) 線引出有通道。2).發(fā)電機線圈繞組的制法根據(jù)發(fā)電機的額定輸出功率、電機相數(shù)、輸出電壓、電流等各種參數(shù)，由電磁設(shè)計程序中的同步轉(zhuǎn)速，線圈齒距、極距、節(jié)距、功電流、每極每相串聯(lián)導(dǎo)線數(shù)，並聯(lián)路數(shù)、線規(guī)等等有關(guān)計算公式求出每伏線圈之匝數(shù)、絕緣導(dǎo)線直徑后，按適當(dāng)跨距尺寸及繞組層疊數(shù)用線模繞制成線圈，按相數(shù)、電機磁場極對數(shù)用串聯(lián)或並聯(lián)法接好線組，構(gòu)成電機繞組，然后通過模具定位用環(huán)氧樹脂膠加固化劑こニ胺，以6 4比例，添加部分鉄粉填充把繞組與固定軸固為一體，引線由軸之中間通孔導(dǎo)出，這樣才能保持電機的同心度，可保其在安裝于旋轉(zhuǎn)磁場之間，不因激磁體運轉(zhuǎn)致使導(dǎo)線絕緣受損。本實施例的定子線圈采用跨距為2. 5-3Cm寬度，線圈長3. 5Cm制備，以雙層疊繞式作園周均布排列，組成單相四極單路串聯(lián)接法，按上述方法粘固于固定軸上構(gòu)成發(fā)電機定子。3).發(fā)電機變頻全永磁懸浮.磁推挽轉(zhuǎn)子的制法用切削機床加工成軟鐵兩端帶有軸承的內(nèi)空端蓋ー對件，另外也加工好兩塊厚度約5公厘的鉄板，其中的ー塊可與線圈直徑相等，作固定于電機主軸固定在端蓋內(nèi)時不至防礙轉(zhuǎn)子運行為好。在上端蓋內(nèi)水平面與能與端蓋止口吻合的可固定鉄板相對面上，用
I.2CmX3. 5CmX0. 6Cm帶瀾系稀土元素與鐵、硼合金的永磁體以單片相反磁性S. N交替均布粘貼滿鐵塊空間，並注意S. N永磁體數(shù)量須相等，由于磁體極對數(shù)比繞組線圈極數(shù)有大幅度増加，因此將此磁板在安裝于固定的電機繞組兩面夾線圈于兩相對S. N之間而作旋轉(zhuǎn)運行時，磁場的快速變動線組產(chǎn)生的感生電流電角就發(fā)生變化，從而可達(dá)變頻目的。另外本發(fā)明還在以上作電機下端的磁場鐵板的另一面水平面上，再用上述之永磁體以兩片同極性的方式為ー組，而相鄰的兩片也是以同極性組相隔，並以S. N交替變換均布八組粘貼好，並隨端蓋轉(zhuǎn)動。與上述的八組磁場需安裝上一固定磁性鐵件則是在加工好的另ー塊鉄板水平面上，也用上述的永磁體以單片磁性相隔，由兩片為ー組合，同用八組均布粘貼在一面上，安裝時與上可動磁場鐵件留有一定適當(dāng)空間磁磁相向?qū)ΨQ，再裝配上下軸承端蓋構(gòu)成的一體化變頻發(fā)電機，這樣當(dāng)磁場運轉(zhuǎn)時由于磁位變異時，會因磁性的異性相吸或同性相斥力而使電機在微外力驅(qū)動下可軽松地?zé)o阻カ運轉(zhuǎn)，具備全磁懸浮.磁推挽的效果。該型號的發(fā)電機可設(shè)計制備不同額定輸出功率、多相、単相、高電壓、低電壓等獨立供電的電源。
實施例三當(dāng)前國內(nèi)的太陽能于照明上應(yīng)用，應(yīng)用的太陽能發(fā)電系統(tǒng)送往蓄電池中存儲而推動燈具工作，一般都采用12VDC. 24VDC. 48VDC的電壓供電，而需補充蓄電池的電能，則要高于電池電壓4-6V才能獲得較完意的效果。故太陽能電池板轉(zhuǎn)換太陽幅射能力對于12V蓄電池的充電電壓為18VDC，為了實現(xiàn)變頻發(fā)電機的電壓輸出與太陽能電池一祥，從而達(dá)到風(fēng)光互補的用電效果，本實施例的操作エ藝是選取變頻發(fā)電機的定子芯片外徑為llCm，沖出外向型電機線槽12槽，疊厚度3. OCm，按額定功率300W36V電壓輸出公式算出導(dǎo)線直徑及每伏匝數(shù)，采用兩對極1-2槽雙層繞組下線，雙路并聯(lián)接線方式，引出線導(dǎo)出機體外，在體外可再分辨引出線各極性組的首尾線頭后，分別按串聯(lián)或并聯(lián)重接，這樣分別取得發(fā)電機輸出電壓為36V和18V，并聯(lián)的接法剛好為18V與18V的太陽能電池相吻合，正好進(jìn)行風(fēng)光組合使用了。對于發(fā)電機的轉(zhuǎn)動部分，則用鐵料加工成外徑13公分、內(nèi)徑為11. 5Cm，然后在此鐵圈內(nèi)徑園周內(nèi)粘貼滿寬I. OCm、厚O. 3Cm.長度2. 5Cm的永磁體36片，要求貼時相鄰的磁體每片與片間磁極性S. N交替變換均布。
本變頻發(fā)電機在機體外部按實施例一方法再添加上磁懸浮，磁力推挽之附加裝置組件，離心剎車部件，即可作為風(fēng)カ驅(qū)動磁推挽變頻獨立供電及配合太陽能風(fēng)光互補的路燈照明用途。
權(quán)利要求
1.ー種永磁體變頻發(fā)電機，包括外殼出)、主軸(I)、軸承(2)和線圈(5)，其特點是夕卜殼(6)內(nèi)部粘貼有永磁體塊(4)，主軸(I)為中空結(jié)構(gòu)，固定在軸承(2)上，若干組線圈(5)繞在主軸(I)上，導(dǎo)線(3)自中空的主軸內(nèi)引出，由風(fēng)力、水力、火力或其它動カ將外殼帶動圍繞主軸旋轉(zhuǎn)，線圈(5)在永磁體旋轉(zhuǎn)的過程中切割磁力線而發(fā)出電壓.電流從主軸中間的導(dǎo)線輸出到用電設(shè)備或儲存電器； 所述的外殼內(nèi)部通過粘貼有永磁體塊(4)和安裝平板形成全磁懸浮和磁推挽結(jié)合的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I永磁體變頻發(fā)電機，其特征在于，所述的全磁懸浮和磁推挽結(jié)合的裝置是在外殼(6)內(nèi)一側(cè)安裝有ー塊鐵或鋼加工得到的平板A(7)，平板A(7)的上表面粘貼著單片S-N磁性交替變換的永磁體塊(4)，均勻布滿整個平板A (7)上表面，平板A (7)的下表面則用以兩塊同極性永磁體為一組，而相鄰的兩塊也是兩塊為ー組，組與組間的永磁體極性相反方法交替變換，均勻布滿整個平板A(7)下表面，其永磁體的S. N的數(shù)目相等；平板A(7)的下方，也同樣對稱設(shè)置ー塊相同體積的平板B(8)，平板B(8)與主軸(I)固定成一體，在上表面也粘貼滿S-N磁性交替變換的永磁體塊(4), A、B兩塊平板的上表面永磁體 塊與外殼內(nèi)部的永磁體塊磁極相反；平板A(7)隨外殼轉(zhuǎn)動和固定于主軸不作轉(zhuǎn)動的平板B(8)相向而產(chǎn)生磁懸浮和磁推挽作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I永磁體變頻發(fā)電機，其特征在于，所述的永磁體塊(4)是含有稀土鑭系元素成分與鐵、硼的化合物構(gòu)成的永磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I永磁體變頻發(fā)電機，在火力、風(fēng)カ、潮汐或水力發(fā)電中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁體變頻發(fā)電機，它包括外殼、主軸、軸承和線圈，其特點是外殼內(nèi)部粘貼有永磁體塊，主軸為中空結(jié)構(gòu)，固定在軸承上，若干組線圈繞在主軸上，導(dǎo)線自中空的主軸內(nèi)引出，由風(fēng)力、水力、火力或其他動力將外殼帶動圍繞主軸旋轉(zhuǎn)，線圈在永磁體旋轉(zhuǎn)的過程中切割磁力線而發(fā)出電流從主軸中間的導(dǎo)線輸出到用電設(shè)備或儲存電器，在外殼內(nèi)部通過粘貼有永磁體塊和安裝平板形成全磁懸浮和磁推挽結(jié)合的裝置，能夠在轉(zhuǎn)動到異極區(qū)間時繼續(xù)運轉(zhuǎn)，減除了運行時的摩擦阻力，降低驅(qū)動功率消耗，實現(xiàn)微外力驅(qū)動的低轉(zhuǎn)速都能發(fā)出額定功率輸出而獨立正常供給電能。
文檔編號H02K7/18GK102857151SQ20111019096
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者宋開泉 申請人:宋開泉, 譚俊夫