專利名稱：聚磁盤式發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低速小功率風(fēng)力發(fā)電機，具體說涉及一種聚磁盤式發(fā)電機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的盤式發(fā)電機把磁鋼直接膠貼在上、下端蓋上，級數(shù)增多時安裝更加困難，為了減小體積，電樞多為印制繞組。這種結(jié)構(gòu)氣隙小且均勻，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，重量輕，效率高。但是沒有改變磁路，因此漏磁較大，不經(jīng)濟，而且印制繞組為模具沖制，多為專業(yè)生產(chǎn)。一般用戶難以自己制作，對于小功率需求顯得過于復(fù)雜。絕大多數(shù)的盤式發(fā)電機的磁路為軸向磁路結(jié)構(gòu)。比如說，盤式發(fā)電機的結(jié)構(gòu)可以如下定子為永磁磁鋼，電樞為無鐵心的薄圓盤，薄圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，電樞切割磁場。這種結(jié)構(gòu)中可采用環(huán)形磁鋼，也可用扇形磁鋼，一般而言，鐵氧體常采用環(huán)形磁鋼，釹鐵硼采用扇形(見圖1)。磁極做在端面上，相鄰釹鐵硼之間留有空隙，因此這種結(jié)構(gòu)的有效氣隙磁場沿軸向分布，磁路比較簡單。隨著印刷電路板(PCB)結(jié)構(gòu)的電樞繞組的產(chǎn)生，大大減小了盤式發(fā)電機的軸向尺寸。公開號為CN 102130563的中國專利公開了一種繞組為PCB板結(jié)構(gòu)的盤式永磁電機。該電機的永磁磁極固定于轉(zhuǎn)軸上，與轉(zhuǎn)軸一起構(gòu)成了轉(zhuǎn)子，印刷電路板PCB繞組與定子鐵心一起構(gòu)成了電機電子，兩顆定子鐵心分別固定在電機轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，形成雙定子雙氣隙的盤式永磁電機。顯然，這種結(jié)構(gòu)的盤式電機安裝方便，結(jié)構(gòu)牢固。但其磁路結(jié)構(gòu)仍然沒有被改變，還是軸向的磁路結(jié)構(gòu)，存在著漏磁大，結(jié)構(gòu)不緊湊的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種聚磁盤式發(fā)電機，該盤式發(fā)電機的磁路結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，能進一步減小盤式發(fā)電機的結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種聚磁盤式發(fā)電機，包括上殼體、下殼體，所述上、下殼體內(nèi)圍成一個空腔，所述空腔中設(shè)有上聚磁部件、下聚磁部件，在所述上、下聚磁部件之間還設(shè)有電樞，該電樞可相對上、下聚磁部件作旋轉(zhuǎn)運動，所述上、下聚磁部件均包括了多個永磁體和多個導(dǎo)磁體，所述永磁體、導(dǎo)磁體交替排列，在永磁體的徑向側(cè)面上設(shè)磁極，而且上、下聚磁部件同一徑向側(cè)面上的永磁體磁極設(shè)置相反。進一步地，所述空腔中還設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸依次穿過上聚磁部件、電樞、和下聚磁部件，且轉(zhuǎn)軸兩端分別與上殼體、下殼體連接。進一步地，所述上聚磁部件與電樞之間為第一間隙，所述電樞與下聚磁部件之間為第二間隙。進一步地，所述電樞為PCB電樞。進一步地，所述轉(zhuǎn)軸可相對上、下殼體作旋轉(zhuǎn)運動，所述PCB電樞固定于所述轉(zhuǎn)軸上。
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優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)軸可相對上、下殼體作旋轉(zhuǎn)運動，所述轉(zhuǎn)軸上沿圓周向設(shè)有第一突緣，所述PCB電樞固定在第一突緣上。進一步地，所述上殼體內(nèi)設(shè)有第一臺階孔，所述第一臺階孔圍成第一、第二空腔； 所述下殼體內(nèi)還設(shè)有第二臺階孔，所述第二臺階孔圍成第三、第四空腔，下殼體向上設(shè)有第二突緣，該第二突緣插在第二空腔中，所述第一、第二、第三、第四空腔共同構(gòu)成空腔。進一步地，所述上聚磁部件固定在第一空腔中，所述電樞在第三空腔中，所述下聚磁部件固定在第四空腔中。進一步地，所述上、下殼體分別開有上、下凹槽，所述上凹槽與第一空腔連通，所述下凹槽與第四空腔連通。進一步地，所述上凹槽或下凹槽各有兩個，分別設(shè)在第一空腔或第四空腔的圓心端和外緣端，所述上、下凹槽均為環(huán)槽。進一步地，所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)通孔，轉(zhuǎn)軸上還設(shè)有連通外界與所述通孔的側(cè)孔。進一步地，所述上、下聚磁部件均呈環(huán)狀，其中永磁體的形狀為矩形，導(dǎo)磁體的形狀為扇形。優(yōu)選地，所述永磁體的材料為釹鐵硼。優(yōu)選地，所述導(dǎo)磁體的材料為軟鐵。本發(fā)明利用永磁體和導(dǎo)磁體的性能進行結(jié)合并改變了磁路，設(shè)計出了最優(yōu)化的聚磁磁路結(jié)構(gòu)，制作了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)緊湊、漏磁少的磁鋼，從而詩低速發(fā)電機高密度輕量化，而且，這種結(jié)構(gòu)的磁鋼用量少，更加環(huán)保。電樞用PCB方式，使電樞平整，一致性好，從而減小了氣隙，轉(zhuǎn)動更加平穩(wěn)，啟動更容易。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中盤式發(fā)電機磁鋼的一種結(jié)構(gòu)示意圖，該圖為俯視圖。圖2為本發(fā)明涉及的聚磁盤式發(fā)電機中聚磁部件的示意圖，該圖為俯視圖。圖3為本發(fā)明涉及的聚磁盤式發(fā)電機中聚磁部件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明涉及的聚磁盤式發(fā)電機的磁路結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明涉及的聚磁盤式發(fā)電機中轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5中A-A向的剖視圖。圖7、8為本發(fā)明涉及的聚磁盤式發(fā)電機中上、下殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明涉及的聚磁盤式發(fā)電機，當(dāng)上、下殼體合上時的示意圖。
具體實施例方式參見圖3，為本發(fā)明涉及的聚磁盤式發(fā)電機的裝配圖。包括上殼體1、下殼體3。當(dāng)所述上、下殼體1、3合上時，上、下殼體1、3內(nèi)圍成一個封閉的空腔10(見圖9)，在空腔10 中設(shè)有上聚磁部件5、下聚磁部件6，在所述上、下聚磁部件5、6之間還設(shè)有電樞4，該電樞4 可相對上、下聚磁部件5、6作旋轉(zhuǎn)運動，所述上聚磁部件5或所述下聚磁部件6均包括了多個永磁體51、61和多個導(dǎo)磁體52、62，所述永磁體51、61、導(dǎo)磁體52、62交替排列，分別形成環(huán)狀的上聚磁部件5和環(huán)狀的下聚磁部件6，見圖2所示的聚磁部件的俯視圖。其中永磁體 51、61的形狀為矩形(輕薄的片狀)，而導(dǎo)磁體52、62的形狀為扇形。所述永磁體51、61的材料可以是高性能的釹鐵硼。所述導(dǎo)磁體52、62的材料可以是高導(dǎo)磁特性的軟鐵。參見圖4，為本發(fā)明涉及的聚磁盤式發(fā)電機的磁路示意圖。在本實施例中，磁極設(shè)在永磁體51、61的徑向側(cè)面上。所述徑向側(cè)面，是指從盤式發(fā)電機的中心軸出發(fā)向外輻射而延伸出的側(cè)面，發(fā)電機的中心軸線始終經(jīng)過徑向側(cè)面。上、下聚磁部件5、6中永磁體51、 61和導(dǎo)磁體52、62的設(shè)置也是相對應(yīng)的，即上聚磁部件5的永磁體51的正下方是下聚磁部件6的永磁體61，上聚磁部件5的導(dǎo)磁體52的正下方是下聚磁部件6的導(dǎo)磁體62。但磁極設(shè)置會有所不同。在同一個聚磁部件中，相鄰永磁體上相對徑向側(cè)面上的磁級是相同的， 而上、下兩個聚磁部件5、6之間，同一徑向側(cè)面上的永磁體磁極是相反的。上、下聚磁部件 5、6間為電樞4，所述上聚磁部件5與電樞4之間為第一間隙8，所述電樞4與下聚磁部件6 之間為第二間隙9。這樣就能形成如圖所示的磁路結(jié)構(gòu)。與以往發(fā)電機上軸向的平面磁路結(jié)構(gòu)不同，本發(fā)明的磁路要經(jīng)過上、下兩塊聚磁部件5、6，在空間上多走了一個維度，充分利用了盤式發(fā)電機的內(nèi)空間。參見圖3和圖5-6，所述空腔10中還設(shè)有轉(zhuǎn)軸2，所述轉(zhuǎn)軸2的兩端分別與上殼體 1、下殼體3通過軸承7連接，所述轉(zhuǎn)軸2上依次穿過上聚磁部件5、電樞4、和下聚磁部件6。 所述電樞4為PCB(電路印刷板)電樞。這種電樞結(jié)構(gòu)氣隙小且均勻。所述轉(zhuǎn)軸2可相對上、下殼體1、3作旋轉(zhuǎn)運動，所述PCB電樞固定于所述轉(zhuǎn)軸2上。在本實施例中，所述轉(zhuǎn)軸 2上沿圓周向設(shè)有第一突緣21，該第一突緣21上設(shè)有多個通孔M，所述PCB電樞可通過連接件固定在第一突緣21上。在本實施例中，上、下聚磁部件5、6為定子，PCB電樞為轉(zhuǎn)子，可跟隨轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動。 當(dāng)然，在本發(fā)明的構(gòu)思精神下，上、下聚磁部件5、6也可以是轉(zhuǎn)子，而PCB電樞為定子。所述轉(zhuǎn)軸2為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)通孔23，轉(zhuǎn)軸2上設(shè)有連通外界與所述通孔23的側(cè)孔22。該側(cè)孔 22用于布置引線。參見圖3和圖7-8，所述上殼體1內(nèi)設(shè)有第一臺階孔，所述第一臺階孔圍成第一、第二空腔11、12 ；所述下殼體3內(nèi)還設(shè)有第二臺階孔，所述第二臺階孔圍成第三、第四空腔31、 32，下殼體3向上設(shè)有第二突緣34，當(dāng)上、下殼體1、3閉合時，該第二突緣34可插在第二空腔12中，多出來的空間即第一間隙8，第三空腔31中，PCB電樞以下的部分為第二間隙9。 所述第一、第二、第三、第四空腔11、12、31、32共同構(gòu)成了空腔10。所述上聚磁部件5固定在第一空腔11中，所述電樞4在第三空腔31中，所述下聚磁部件6固定在第四空腔32中。 所述上、下殼體1、3分別開有上、下凹槽13、33，所述上凹槽13與第一空腔11連通，所述下凹槽33與第四空腔32連通。所述上、下凹槽13、33為工藝槽，以方便上、下聚磁部件5、6 的固定。上、下凹槽13、33內(nèi)涂有厭氧膠，以粘住上、下聚磁部件5、6。所述上凹槽13或下凹槽33各有兩個，分別設(shè)在第一空腔11或第四空腔32的圓心端和外緣端，所述上、下凹槽 13、33均為環(huán)槽。本發(fā)明充分利用釹鐵硼的高性能，軟鐵的高導(dǎo)磁特性，通過兩者結(jié)合改變了磁路， 設(shè)計出最優(yōu)化的聚磁磁路結(jié)構(gòu)。輕薄的釹鐵硼片和扇形的軟鐵交替銜接，形成環(huán)狀的聚磁部件，然后分別嵌入上殼體ι的第一空腔11、下殼體3的第四空腔32中固定。PCB制作的電樞4直接套在轉(zhuǎn)軸2上，用螺絲固定。適用時把轉(zhuǎn)軸2插入下殼體3的軸承7中，合上上殼體1即可，方便簡潔。本發(fā)明可以向工作在偏遠地區(qū)，條件惡劣的資源檢測、危險報警等儀器提供電力。
以上對本發(fā)明實施例所提供的聚磁盤式發(fā)電機進行了詳細介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制，凡依本發(fā)明設(shè)計思想所做的任何改變都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聚磁盤式發(fā)電機，包括上殼體(1)、下殼體(3)，所述上、下殼體(1、3)內(nèi)圍成一個空腔(10)，所述空腔(10)中設(shè)有上聚磁部件(5)、下聚磁部件(6)，在所述上、下聚磁部件(5、6)之間還設(shè)有電樞G)，該電樞(4)可相對上、下聚磁部件(5、6)作旋轉(zhuǎn)運動，其特征是所述上、下聚磁部件(5、6)均包括了多個永磁體(51、61)和多個導(dǎo)磁體(52、62)，所述永磁體(51、61)、導(dǎo)磁體(52、62)交替排列，在永磁體(51、61)的徑向側(cè)面上設(shè)磁極，而且上、下聚磁部件(5、6)同一徑向側(cè)面上的永磁體(51、61)磁極設(shè)置相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述空腔(10)中還設(shè)有轉(zhuǎn)軸 O)，所述轉(zhuǎn)軸( 依次穿過上聚磁部件(5)、電樞G)、和下聚磁部件(6)，且轉(zhuǎn)軸( 兩端分別與上殼體(1)、下殼體C3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述上聚磁部件( 與電樞(4) 之間為第一間隙(8)，所述電樞與下聚磁部件(6)之間為第二間隙(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述電樞(4)為PCB 電樞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述轉(zhuǎn)軸( 可相對上、下殼體 (1、3)作旋轉(zhuǎn)運動，所述PCB電樞固定于所述轉(zhuǎn)軸(2)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述轉(zhuǎn)軸( 可相對上、下殼體 (1、3)作旋轉(zhuǎn)運動，所述轉(zhuǎn)軸( 上沿圓周向設(shè)有第一突緣(21)，所述PCB電樞固定在第一突緣上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述上殼體(1)內(nèi)設(shè)有第一臺階孔，所述第一臺階孔圍成第一、第二空腔(11、12)；所述下殼體(3)內(nèi)還設(shè)有第二臺階孔， 所述第二臺階孔圍成第三、第四空腔(31、32)，下殼體(3)向上設(shè)有第二突緣(34)，該第二突緣(34)插在第二空腔(12)中，所述第一、第二、第三、第四空腔(11、12、31、32)共同構(gòu)成空腔(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述上聚磁部件( 固定在第一空腔(U)中，所述電樞⑷在第三空腔(31)中，所述下聚磁部件(6)固定在第四空腔(3 中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述上、下殼體(1、；3)分別開有上、下凹槽(13、33)，所述上凹槽(13)與第一空腔(11)連通，所述下凹槽(33)與第四空腔(32)連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述上凹槽(1 或下凹槽(33)各有兩個，分別設(shè)在第一空腔(11)或第四空腔(3 的圓心端和外緣端，所述上、下凹槽(13、33)均為環(huán)槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述轉(zhuǎn)軸(2)內(nèi)設(shè)通孔03)， 轉(zhuǎn)軸( 上還設(shè)有連通外界與所述通孔的側(cè)孔02)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述上、下聚磁部件(5、6)均呈環(huán)狀，其中永磁體(51、61)的形狀為矩形，導(dǎo)磁體(52、62)的形狀為扇形。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述永磁體(51、61)的材料為釹鐵硼。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚磁盤式發(fā)電機，其特征是所述導(dǎo)磁體(52、6幻的材料為軟鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚磁盤式發(fā)電機，包括上殼體、下殼體，所述上、下殼體內(nèi)圍成一個空腔，所述空腔中設(shè)有上聚磁部件、下聚磁部件，在所述上、下聚磁部件之間還設(shè)有電樞，該電樞可相對上、下聚磁部件作旋轉(zhuǎn)運動，其特征是所述上、下聚磁部件均包括了多個永磁體和多個導(dǎo)磁體，所述永磁體、導(dǎo)磁體交替排列，在永磁體的徑向側(cè)面上設(shè)磁極，而且上、下聚磁部件同一徑向側(cè)面上的永磁體磁極設(shè)置相反。本發(fā)明利用永磁體和導(dǎo)磁體的性能進行結(jié)合并改變了磁路，設(shè)計出了最優(yōu)化的聚磁磁路結(jié)構(gòu)，制作了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)緊湊、漏磁少的磁鋼，從而詩低速發(fā)電機高密度輕量化，而且，這種結(jié)構(gòu)的磁鋼用量少，更加環(huán)保。
文檔編號H02K21/28GK102364844SQ20111033120
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者葉偉立, 楊林 申請人:華瑞科學(xué)儀器(上海)有限公司