本項發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低風(fēng)速充電性能優(yōu)的無鐵芯永磁風(fēng)力發(fā)電機。

背景技術(shù)：

目前廣泛應(yīng)用的風(fēng)光互補路燈照明系統(tǒng)中，為給路燈供電提供新能源，利用了太陽能的光伏組件和風(fēng)力發(fā)電機，其中，風(fēng)力發(fā)電機有水平軸的和垂直軸的兩種型式，無論哪種型式的風(fēng)電機組，均存在低風(fēng)速下輸出電壓不高的缺點。通過對各種不同風(fēng)機廠家多個風(fēng)機性能的多次測試，結(jié)果表明：通常在轉(zhuǎn)速達(dá)到100rpm下，輸出電壓約6v左右，如果給2組串接(U_N＝24v)的蓄電池充電，那是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只能全靠太陽電池組件來供電。因此，在很多場合下，風(fēng)機看起來不停地轉(zhuǎn)動，但電壓偏低、容量小，不可能給蓄電池充電，形同虛設(shè)。有的地方為省投資，干脆放棄風(fēng)電，只用太陽能給路燈照明供電。然而，太陽能和風(fēng)電都是國家提倡使用的可再生清潔能源，尤其在陰雨天無陽光照射的氣象條件下，如何有效利用風(fēng)力發(fā)電的新能源，研制出一種低風(fēng)速下充電性能良好的風(fēng)力發(fā)電機，這是我們所提出本項發(fā)明的宗旨，不僅為太陽能的光伏發(fā)電起到真正的互補作用，甚至還可減少成本較高的光伏發(fā)電容量。因而降低整個風(fēng)光互補系統(tǒng)的造價。當(dāng)然，這就要求本發(fā)明的風(fēng)機，既能確保低風(fēng)速下的充電性能好，又可實現(xiàn)低價格的制造成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本項發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機為2定子/1轉(zhuǎn)子組合的盤式電機結(jié)構(gòu)，如圖1所示。定子外殼(1)采用PCB板材，每塊定子上均布16個線圈(6)，線圈連接布置 好以后用環(huán)氧樹脂整體澆注使線圈定位。兩個定子的內(nèi)側(cè)面正對著轉(zhuǎn)子的正反兩面安裝，并保持各個平面的平行，定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙均勻，氣隙長度0.5mm。兩個定子線圈的外側(cè)采用了3mm厚硅鋼片疊積的定子鐵軛(5)，有利于與轉(zhuǎn)子(2)上的磁鋼(9)形成磁回路。

轉(zhuǎn)子(2)上均布16個扇形孔，16塊38shNdFeB的磁鋼(9)嵌置在扇形孔中，轉(zhuǎn)子的內(nèi)園孔壓套在軸承上，然后將兩個定子(1)和裝有軸承(3)的轉(zhuǎn)子(2)先后壓套在固定軸(4)上。轉(zhuǎn)子外緣再焊接一圓環(huán)型的支撐圈(7)，支撐圈的外周均布3片風(fēng)葉(8)，每片風(fēng)葉由螺栓固定在支撐圈(7)上。如圖2所示。

固定軸(4)為空心軸，抗拉強度相對比實心軸的大，且重量減輕。

當(dāng)風(fēng)力驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)動的磁力線切割定子上的線圈而發(fā)電，輸出的交流電經(jīng)過機架上的整流器后，由燈桿頂端向下輸出直流電接到蓄電池，確保路燈的供電。

附圖說明

圖1為2定子/1轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-定子外殼；2-轉(zhuǎn)子；3-軸承；4-固定軸；5-定子鐵軛；6-定子線圈；7-支撐圈；8-風(fēng)葉。

圖2為6片風(fēng)葉沿轉(zhuǎn)子外緣均勻配置的示意圖。

圖中，7-支撐圈；8-風(fēng)葉

圖3為定子的線圈配置圖，圖中，6-定子線圈

圖4為轉(zhuǎn)子的磁鋼配置圖，圖中9-磁鋼

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本項發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點是采用兩個定子和一個轉(zhuǎn)子在軸向組合，交叉配置，如圖1所示。這種配置結(jié)構(gòu)旨在極大發(fā)揮轉(zhuǎn)子磁鋼(9)兩面的雙向勵磁效果，提高有效材料的利用率，增大輸出功率。

定子外殼(1)采用輕薄型PCB板材，在整個圓環(huán)面積上均布16個線圈(6)，如圖3所示。線圈的排列力求切割磁力線的有效邊長最大，也即切割磁力線最多，并保證三相線圈的相位要求(互隔120°電角度)；定子與定子的線圈連接則按照需求的電壓、電流大小，由串聯(lián)或并聯(lián)方式解決；兩個定子均通過緊壓配合，壓套在固定軸(4)上。

轉(zhuǎn)子(2)由16塊稀土永磁釹鐵硼磁鋼(9)加工成扇面形狀，嵌置在轉(zhuǎn)子鋁合金架內(nèi)16個相應(yīng)的扇形磁鋼槽中，注意嵌置時轉(zhuǎn)子的每塊磁鋼(9)，其極性應(yīng)相互交叉配置，也即，相鄰磁極的極性必須相反，如圖(4)所示。

本風(fēng)力發(fā)電機的另一特點是：風(fēng)葉(8)直接安裝在發(fā)電機轉(zhuǎn)子外周，發(fā)電機轉(zhuǎn)子(2)通過軸承(3)，壓套在固定軸(4)上，為了由風(fēng)葉(8)直接驅(qū)動轉(zhuǎn)子(2)旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子的外緣，連接一個焊接結(jié)構(gòu)的支撐圈(7)，支撐圈的外圓環(huán)面與支撐圈焊接為一體，外圓環(huán)面上均布由螺栓連接的3片風(fēng)葉。這樣，在風(fēng)力驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，因磁力線的切割而發(fā)電。

整套裝置，結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)電效率高，輸出電壓高，輸出功率大，比功率(單位重量的功率)也大，極具使用價值。