外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其包括：一定子模塊，具有一固定軸，并在所述固定軸外環(huán)設(shè)有若干個(gè)線圈槽并繞設(shè)線圈組；以及一轉(zhuǎn)子模塊，套設(shè)于定子模塊之外，轉(zhuǎn)子模塊的內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個(gè)永久磁鐵排列呈環(huán)狀，且鄰近的兩個(gè)永久磁鐵的極性相反；所述轉(zhuǎn)子模塊上更設(shè)有一支撐結(jié)構(gòu)，用以在固定軸上支撐轉(zhuǎn)子模塊，且支撐結(jié)構(gòu)是樞設(shè)于固定軸上。電機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子以永久磁鐵取代電樞而可以免去電刷，以免產(chǎn)生噪聲，此外更可避免油霧、碳粉累積在電刷而造成的任何不良影響，也因?yàn)闆]有電刷故而沒有跳火的問題。
【專利說明】外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)，尤其涉及一種外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力電機(jī)，主要通過風(fēng)力葉片隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)力葉片連接到風(fēng)力電機(jī)內(nèi)部的機(jī)構(gòu)，使 得磁力線被切割進(jìn)而產(chǎn)生電力。此外，風(fēng)亦帶動(dòng)尾翼導(dǎo)向風(fēng)力葉片旋轉(zhuǎn)方向與風(fēng)向垂直。 又，風(fēng)力電機(jī)的風(fēng)力葉片是透過螺絲對齊螺絲孔，使螺絲穿過風(fēng)力葉片和轉(zhuǎn)盤，以安裝所有 風(fēng)力葉片，依序鎖在轉(zhuǎn)盤上，即完成風(fēng)力葉片組裝部分。風(fēng)力葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)使 另一端所連接的電機(jī)作動(dòng)而產(chǎn)生電能。此外尚有一風(fēng)力機(jī)座將固定電機(jī)及一尾舵，機(jī)座內(nèi) 部設(shè)計(jì)通常具有一組電刷可將所發(fā)出電力輸出并轉(zhuǎn)換至地面，且還有一支柱用于架高并固 定整個(gè)風(fēng)力電機(jī)組設(shè)備。
[0003] 如圖1所示，為現(xiàn)有的風(fēng)力電機(jī)的構(gòu)造示意圖，其包含一內(nèi)部轉(zhuǎn)子12以及一外部 定子10,在外部定子10內(nèi)壁面上有若干個(gè)相互并排且平行的線槽11，作為線圈（圖中未揭 示）的纏繞之用，其采用之繞線方式為跳折式繞法。由于其定子與轉(zhuǎn)子均是使用線圈，因此 必須要使用電刷以將電力輸送出去，然而電刷有接觸電阻以及積碳的問題，需要的保養(yǎng)間 隔時(shí)間較短，亦即保養(yǎng)頻率較高、周期較短。
[0004] 如圖2所示，為現(xiàn)有的另一種風(fēng)力電機(jī)的構(gòu)造示意圖。其包含中央軸孔100位于 盤式線圈模塊110的中心位置，而在盤式線圈模塊110的盤面上則沿著盤式線圈模塊110 的圓周排列線圈13,而各個(gè)線圈13依據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)所要產(chǎn)生不同的相位、以相對于盤面中心 之不同的角度排列于盤式線圈模塊110的盤面上。此外，在盤式線圈模塊110的前后亦設(shè) 有磁性組件模塊（圖中未揭示），故而此二種模塊的相互轉(zhuǎn)動(dòng)即可使線圈13產(chǎn)生電流并經(jīng) 由電力輸出線14輸出，線圈13透過第一端子13'與電力輸出線14的第二端子14'連接以 讓電力輸出。
[0005] 然而，圖2的現(xiàn)有技術(shù)存在下列問題：主要轉(zhuǎn)動(dòng)組件以金屬鑄造一體成型，不但重 量極重，致使整體風(fēng)力驅(qū)動(dòng)效能不佳。加上，各N、S極磁性材料置入分別位于盤式線圈模塊 110前后的磁性組件模塊，增加裝設(shè)作業(yè)困難。同時(shí)，線圈之固定架之相位準(zhǔn)確性，在電機(jī)本 體于發(fā)電過程中所產(chǎn)生之快速振動(dòng)與扭曲變形，亦可使外部輸出導(dǎo)線與線圈引出導(dǎo)線結(jié)合 部位斷裂，讓維修固難度增加，不符合經(jīng)濟(jì)效益，必須更換整組線圈，造成使用成本增加。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于：提供一種外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其噪 聲小。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：
[0008] -種外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其包括：
[0009] -定子模塊，具有一固定軸，并在所述固定軸外環(huán)設(shè)有若干個(gè)線圈槽并繞設(shè)線圈 組；以及
[0010] 一轉(zhuǎn)子模塊，套設(shè)于定子模塊之外，轉(zhuǎn)子模塊的內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個(gè)永久磁鐵排列呈 環(huán)狀，且鄰近的兩個(gè)永久磁鐵的極性相反；
[0011] 所述轉(zhuǎn)子模塊上更設(shè)有一支撐結(jié)構(gòu)，用以在固定軸上支撐轉(zhuǎn)子模塊，且支撐結(jié)構(gòu) 是樞設(shè)于固定軸上。
[0012] 采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：電機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子以永久磁鐵取 代電樞而可以免去電刷，以免產(chǎn)生噪聲，此外更可避免油霧、碳粉累積在電刷而造成的任何 不良影響，也因?yàn)闆]有電刷故而沒有跳火的問題。
[0013] 本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)如下：
[0014] 進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子模塊是一個(gè)筒狀結(jié)構(gòu)，而所述若干個(gè)永久磁鐵即是設(shè)置于筒 狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁表面，并使筒狀結(jié)構(gòu)與永久磁鐵形成磁回路。
[0015] 進(jìn)一步地，所述筒狀結(jié)構(gòu)上開設(shè)有一排水口。
[0016] 進(jìn)一步地，所述支撐結(jié)構(gòu)與所述固定軸之間設(shè)有一軸承，使得支撐結(jié)構(gòu)能更順暢 的在固定軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017] 進(jìn)一步地，所述支撐結(jié)構(gòu)還包括一第一蓋體與一第二蓋體，分別覆蓋在轉(zhuǎn)子模塊 的兩端，并各自透過一軸承與固定軸樞接。
[0018] 進(jìn)一步地，所述第一蓋體與第二蓋體上各自形成一通風(fēng)口，使風(fēng)力電機(jī)的熱可以 傳到外界。
[0019] 進(jìn)一步地，所述外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)還包括一風(fēng)力葉片模塊，其固定于轉(zhuǎn)子 模塊上以帶動(dòng)轉(zhuǎn)子模塊在定子模塊外轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020] 進(jìn)一步地，所述若干個(gè)永久磁鐵是以銣鐵硼磁鐵制造而成。
[0021] 進(jìn)一步地，所述固定軸是中空軸。
[0022] 進(jìn)一步地，定子模塊為三相十二極三十六槽結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 圖1為現(xiàn)有的風(fēng)力電機(jī)的構(gòu)造示意圖。
[0024] 圖2為現(xiàn)有的另一種風(fēng)力電機(jī)的構(gòu)造示意圖。
[0025] 圖3為本實(shí)用新型的爆炸圖。
[0026] 圖4為本實(shí)用新型的組合后的外觀示意圖。
[0027] 圖5為的右視圖；
[0028] 圖6為本實(shí)用新型的組合后的正面圖。
[0029] 圖7為本實(shí)用新型的組合后的側(cè)剖面圖。
[0030] 其中：100.中央軸孔，10.外部定子，11.線槽，110.盤式線圈模塊，12.內(nèi)部轉(zhuǎn)子， 13.線圈，13'.第一端子，14.電力輸出線，14'.第二端子，2.轉(zhuǎn)子模塊，20.筒狀殼體， 21.永久磁鐵，22.排水孔,23.軸承，24.第一蓋體，25.第二蓋體，26.透氣窗，3.定子模塊， 30.固定軸，31.線圈組，31' ·硅鋼片，31'a.線圈槽，31".線圈，32.通風(fēng)孔。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0032] 如圖3所示，為本實(shí)用新型的爆炸圖，其中揭示了一外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其 包括一定子模塊3。定子模塊3具有一固定軸30,并在固定軸30外環(huán)設(shè)有一線圈組31，而 線圈組31實(shí)際上是由若干個(gè)線圈集合而成。定子模塊3實(shí)際上還包括若干個(gè)硅鋼片31'依 固定軸30的軸向套設(shè)在固定軸30上，之后再以多個(gè)線圈繞在硅鋼片31'外圍，以形成一線 圈組31。為了散熱，更在硅鋼片31'上開設(shè)一通風(fēng)孔32,使氣流可以進(jìn)出將熱量帶走。本 實(shí)用新型的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)還包括一轉(zhuǎn)子模塊2,套設(shè)于定子模塊3之外，轉(zhuǎn)子模 塊2,大致上呈一筒狀結(jié)構(gòu)，通常以一個(gè)筒狀殼體20為主體，其內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個(gè)永久磁鐵21 排列呈環(huán)狀，且鄰近的兩個(gè)永久磁鐵21的極性相反，而永久磁鐵21常以銣鐵硼磁鐵制造， 以使筒狀結(jié)構(gòu)與永久磁鐵21形成磁回路。銣鐵硼磁鐵具有極高的矯頑力和磁能積、磁性較 強(qiáng)，效率較高，與筒狀殼體20形成磁性回路，可聚磁及集中加強(qiáng)磁力效果。由此可見，與往 常的電機(jī)或馬達(dá)的內(nèi)部轉(zhuǎn)子不同，本實(shí)用新型位于內(nèi)部的組件，即定子模塊3是固定不動(dòng) 的，轉(zhuǎn)動(dòng)的則是套設(shè)在定子模塊3外的轉(zhuǎn)子模塊2。因此為了讓轉(zhuǎn)子模塊2可以穩(wěn)定的在定 子模塊3外轉(zhuǎn)動(dòng)，在固定軸30的前后更各設(shè)置了一軸承23,而轉(zhuǎn)子模塊2的前方固定了一 第一蓋體24,而第一蓋體24再與軸承23固定。且在轉(zhuǎn)子模塊2的后方也固定了一第二蓋 體25,亦與軸承23固定，因此透過軸承23與各蓋體的作用使得轉(zhuǎn)子模塊2可以順暢的在定 子模塊3外轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，由于風(fēng)力電機(jī)是裝設(shè)在戶外，因此常會(huì)凝結(jié)水氣，而當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)水會(huì) 因?yàn)殡x心力的作用而移動(dòng)到轉(zhuǎn)子模塊2,因此在其筒狀殼體20上開設(shè)了若干個(gè)排水孔22， 使水可以流出電機(jī)，以降低其銹蝕的程度。此外又為了更加增加散熱的效率，更在第一蓋體 24與第二蓋體25上設(shè)置了一透氣窗26,使熱氣可以由通風(fēng)孔32再經(jīng)透氣窗26排至大氣 中。
[0033] 如圖4所示，為本實(shí)用新型的組合后的外觀示意圖。其中可見定子模塊3位于轉(zhuǎn) 子模塊2之內(nèi)，而轉(zhuǎn)子模塊2則透過第一蓋體24樞設(shè)于定子模塊3的固定軸30上。而定 子模塊2的筒狀殼體20上則形成了若干個(gè)排水孔22。
[0034] 如圖6所示，為本實(shí)用新型的組合后的正面圖。其中可見固定軸30位于整個(gè)電機(jī) 的中心位置，而第一蓋體24則樞設(shè)于固定軸30上，透過第一蓋體24上的透氣窗26可以看 到定子模塊3。
[0035] 如圖7所示，為本實(shí)用新型的組合后的側(cè)剖面圖。其中可見定子模塊3的固定軸 30的前后各有一軸承23,軸承23則各與第一蓋體24與第二蓋體25固定，使得轉(zhuǎn)子模塊2 可以在固定軸30上轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子模塊2的筒狀殼體20上設(shè)有排水孔22,亦可見到環(huán)設(shè)在筒狀 殼體20內(nèi)側(cè)的永久磁鐵21正好與線圈組31相對。又，在定子模塊3的通風(fēng)孔32是前后 貫穿的，因此氣流可以自第一蓋體24上的透氣窗26進(jìn)入電機(jī)內(nèi)，而穿過通風(fēng)孔32后，再由 第二蓋體25的透氣窗26排出。此外，固定軸30呈中空結(jié)構(gòu)，使得定子模塊3的電力輸出 線14可以容納在固定軸30內(nèi)。
[0036] 如圖7所示，為本實(shí)用新型組合后的橫剖面圖。其中可見定子模塊3的固定軸30 處于本實(shí)用新型電機(jī)的中心位置，而硅鋼片31'則套設(shè)在固定軸30上，且硅鋼片31'上直 徑較小的圓周上形成了若干個(gè)通風(fēng)孔32,而在最外圍的地方則形成了若干個(gè)線圈槽31' a， 當(dāng)線圈31"纏繞于硅鋼片31'上時(shí)用以容納線圈31"（電樞線圈）之用。而轉(zhuǎn)子模塊2則 套設(shè)在定子模塊3外，筒狀殼體20內(nèi)則環(huán)設(shè)了若干個(gè)永久磁鐵21，當(dāng)轉(zhuǎn)子模塊2受到風(fēng)力 葉片模塊（圖中未揭示）的帶動(dòng)而轉(zhuǎn)時(shí)，永久磁鐵21的磁力線即遭線圈31"切斷，因而產(chǎn) 生電流，也就是發(fā)電。如以單獨(dú)的一張硅鋼片31'來看，則用以形成線圈槽31' a的則是線 圈槽缺口，而若干個(gè)線圈槽缺口相重迭時(shí)即形成了線圈槽31'a。當(dāng)若干個(gè)硅鋼片31'迭設(shè) 之后，而再在線圈槽31' a上纏繞若干個(gè)線圈31"，使若干個(gè)硅鋼片31'與若干個(gè)線圈31" 成為一線圈組31 (請配合圖3)設(shè)于固定軸30上。此外，定子模塊3為三相十二極三十六 槽結(jié)構(gòu)，亦即本實(shí)用新型的定子模塊3其中一個(gè)實(shí)施例的線圈槽31' a的數(shù)量有三十六個(gè)。 若各線圈槽31'a的開槽方向與固定軸30的軸向平行，則會(huì)有起動(dòng)頓轉(zhuǎn)矩的問題，這是由于 一般因受隱藏線圈的槽所影響，其磁通密度不同，所以，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)浪費(fèi)，為了減 少這種轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，必須將電樞線圈作成多槽化以及斜槽。而為了解決這個(gè)問題，本實(shí)用新型 的各線圈槽31' a的開槽方向與固定軸30的軸向具有一不為零的夾角，也就是說如以外觀 而言，由的定子模塊3的側(cè)面觀察，在未于硅鋼片31'上纏繞線圈31"前，可以看到線圈槽 31'a相對于固定軸30呈傾斜狀（圖中未揭示）。不過實(shí)際上由于不太可能在將多個(gè)硅鋼 片31'迭起之后再以工具切削線圈槽31' a，加工過于復(fù)雜且困難，因此通常是以沖壓成形 多個(gè)一樣的硅鋼片31'，之后在將之重迭在一起，至于傾斜狀的線圈槽31' a則是讓每個(gè)硅 鋼片31'均偏移一個(gè)角度，亦即第二個(gè)硅鋼片31'與第一個(gè)硅鋼片31'以譬如說順時(shí)針的 方向偏移一個(gè)角度，第三個(gè)硅鋼片31'則以此類推，當(dāng)多個(gè)硅鋼片31'依此迭設(shè)完畢后即可 得到呈傾斜狀的線圈槽31' a。
[0037] 綜上所述，本實(shí)用新型的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)如以三相十二極三十六槽為結(jié) 構(gòu)，則可以產(chǎn)生高效率發(fā)電效果，無需電刷及轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)，故可達(dá)到低轉(zhuǎn)速、大電流、高效益、 低電壓、低熱阻效果、質(zhì)量輕體積小及低啟動(dòng)頓轉(zhuǎn)矩功效，適合高效益風(fēng)力電機(jī)組合應(yīng)用。 而轉(zhuǎn)子模塊系分別以若干N、S極瓦片形之強(qiáng)力永久銣鐵硼磁鐵所組成磁性材質(zhì)間隔穿插 排列置于筒狀殼體的內(nèi)壁，銣鐵硼磁鐵具有極高的矯頑力和磁能積、磁性較強(qiáng)，效率較高， 與外殼鋼體形成磁性回路，可聚磁及集中加強(qiáng)磁力效果，并且因?yàn)殂滆F硼磁鐵具有強(qiáng)磁性， 故只需較小之體積及質(zhì)量磁鐵即可產(chǎn)生大磁電效應(yīng)，可充分減少體積及重量。此外，轉(zhuǎn)子模 塊由于直徑較大且以一筒狀殼體作為主結(jié)構(gòu)、并前后各加上一蓋體，使得整體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固許 多，而由于使用強(qiáng)磁性的永久磁鐵，故而體積較小亦可達(dá)到其他結(jié)構(gòu)但是較大的電機(jī)的發(fā) 電能力，因此本實(shí)用新型較小的體積也更強(qiáng)化了結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固程度。
[0038] 本實(shí)用新型不局限于上述具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出 發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其包括： 一定子模塊，具有一固定軸，并在所述固定軸外環(huán)設(shè)有若干個(gè)線圈槽并繞設(shè)線圈組；以 及 一轉(zhuǎn)子模塊，套設(shè)于定子模塊之外，轉(zhuǎn)子模塊的內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個(gè)永久磁鐵排列呈環(huán)狀， 且鄰近的兩個(gè)永久磁鐵的極性相反；其特征在于： 所述轉(zhuǎn)子模塊上更設(shè)有一支撐結(jié)構(gòu)，用以在固定軸上支撐轉(zhuǎn)子模塊，且支撐結(jié)構(gòu)是樞 設(shè)于固定軸上。
2. 如權(quán)利要求1所述的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子模塊是一個(gè) 筒狀結(jié)構(gòu)，而所述若干個(gè)永久磁鐵即是設(shè)置于筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁表面，并使筒狀結(jié)構(gòu)與永久 磁鐵形成磁回路。
3. 如權(quán)利要求2所述的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其特征在于：所述筒狀結(jié)構(gòu)上開設(shè) 有一排水口。
4. 如權(quán)利要求3所述的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其特征在于：所述支撐結(jié)構(gòu)與所述 固定軸之間設(shè)有一軸承，使得支撐結(jié)構(gòu)能更順暢的在固定軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求4所述的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其特征在于：所述支撐結(jié)構(gòu)還包括 一第一蓋體與一第二蓋體，分別覆蓋在轉(zhuǎn)子模塊的兩端，并各自透過一軸承與固定軸樞接。
6. 如權(quán)利要求5所述的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其特征在于：所述第一蓋體與第二 蓋體上各自形成一通風(fēng)口，使風(fēng)力電機(jī)的熱可以傳到外界。
7. 如權(quán)利要求6所述的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其特征在于：所述外轉(zhuǎn)式永磁無刷 風(fēng)力電機(jī)還包括一風(fēng)力葉片模塊，其固定于轉(zhuǎn)子模塊上以帶動(dòng)轉(zhuǎn)子模塊在定子模塊外轉(zhuǎn) 動(dòng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其特征在于：所述若干個(gè)永久磁鐵 是以銣鐵硼磁鐵制造而成。
9. 如權(quán)利要求8所述的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其特征在于：所述固定軸是中空軸。
10. 如權(quán)利要求9所述的外轉(zhuǎn)式永磁無刷風(fēng)力電機(jī)，其特征在于：定子模塊為三相十二 極三十六槽結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK204030757SQ201420336550
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】練仁德, 張松林 申請人:寧波新大通電機(jī)有限公司