本發(fā)明屬于發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種豎軸式低轉(zhuǎn)速磁懸浮多級發(fā)電機。

背景技術(shù)：

常規(guī)發(fā)電機的結(jié)構(gòu)主要包括轉(zhuǎn)子和定子，在定子上布置有繞組，在轉(zhuǎn)子上裝有磁體，然后借助一外力驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使發(fā)電機的繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而輸出電力，在磁體和繞組之間會產(chǎn)生一定的磁力，因此需要給轉(zhuǎn)子一定的速度，轉(zhuǎn)子才能啟動，目前大多數(shù)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速都在500轉(zhuǎn)以上，甚至更高如1500-2800轉(zhuǎn)/分鐘，在轉(zhuǎn)速較低時是無法啟動進行發(fā)電的?，F(xiàn)有電機的軸承按其功能分為推力軸承和徑向軸承，按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為滑動軸承和滾動軸承。在各類軸承中，存在以下問題，首先，由于機械摩擦造成能量損耗；其次是溫度升高造成軸承損壞；第三是因摩擦磨損使得檢修、更換頻繁，在高速旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生大量的熱量，造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的磨損甚至發(fā)生形變，嚴重影響發(fā)電機的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種豎軸式低轉(zhuǎn)速磁懸浮多級發(fā)電機，具有低轉(zhuǎn)速發(fā)電功能的同時還能夠根據(jù)實際需要輸出不同規(guī)格的電壓值，為達到上述目的所采取的技術(shù)方案是：

一種豎軸式低轉(zhuǎn)速磁懸浮多級發(fā)電機，包括發(fā)電機構(gòu)、豎直設(shè)置的轉(zhuǎn)軸，所述發(fā)電機構(gòu)由下而上依次包括同軸設(shè)置的底固定盤、轉(zhuǎn)盤和頂固定盤，所述轉(zhuǎn)軸依次穿過頂固定盤、轉(zhuǎn)盤和底固定盤，轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)盤固定連接，轉(zhuǎn)軸與頂固定盤、底固定盤均轉(zhuǎn)動連接；

在底固定盤頂面上饒轉(zhuǎn)軸圓周方向嵌裝有多個第一內(nèi)磁體、多個第一外磁體、第一環(huán)形槽，所述第一內(nèi)磁體緊靠轉(zhuǎn)軸設(shè)置，第一外磁體位于第一內(nèi)磁體的外圈，第一環(huán)形槽位于第一外磁體的外圈，在第一環(huán)形槽內(nèi)固定有多個緊挨設(shè)置的第一線圈繞組，所述第一內(nèi)磁體和第一外磁體的磁極均同向且沿豎直方向設(shè)置；

在轉(zhuǎn)盤上饒轉(zhuǎn)軸圓周方向嵌裝有多個第二內(nèi)磁體、多個第二外磁體、多個激勵磁體，所述第二內(nèi)磁體的位置與第一內(nèi)磁體的位置相對應(yīng)，第二外磁體的位置與第一外磁體的位置相對應(yīng)，激勵磁體的位置與第一線圈繞組的位置相對應(yīng)，所述第二內(nèi)磁體和第二外磁體的磁極均同向且與第一內(nèi)磁體或第一外磁體的磁極方向相反；

在頂固定盤底面上饒轉(zhuǎn)軸圓周方向設(shè)有多個第三內(nèi)磁體、第二環(huán)形槽，所述第三內(nèi)磁體與第二內(nèi)磁體的位置相對應(yīng)，第二環(huán)形槽的位置與激勵磁體的位置相對應(yīng)，在第二環(huán)形槽內(nèi)固定有多個緊挨設(shè)置的第二線圈繞組，所述第三內(nèi)磁體的磁極方向與第二內(nèi)磁體的磁極方向相反；

在轉(zhuǎn)軸內(nèi)與第一內(nèi)磁體的位置、第三內(nèi)磁體位置相對應(yīng)處均設(shè)有磁體段，所述磁體段與第一內(nèi)磁、第三內(nèi)磁體在垂直轉(zhuǎn)軸中心線方向上均為斥力作用。

優(yōu)選的，所述底固定盤和頂固定盤的直徑相等且均大于轉(zhuǎn)盤的直徑，在底盤上繞圓周方向均勻固定有多個第三線圈繞組，所述第三線圈繞組位于轉(zhuǎn)盤的外圈且緊挨轉(zhuǎn)盤，第三線圈繞組的中心軸線沿著轉(zhuǎn)盤徑向布置；底固定盤和頂固定盤通過設(shè)置在圓周向邊緣處的多個螺桿固定連接。

優(yōu)選的，在第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽的槽底部均鋪設(shè)有環(huán)形墊片，所述環(huán)形墊片采用磁場屏蔽材料制作或磁場反射材料制作。

優(yōu)選的，在第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽上均設(shè)有環(huán)形蓋板，在環(huán)形蓋板上設(shè)有用于露出第一線圈繞組或第二線圈繞組的鏤空。

優(yōu)選的，在底固定盤、轉(zhuǎn)盤和頂固定盤上均設(shè)有鏤空。

一種豎軸式低轉(zhuǎn)速磁懸浮多級發(fā)電機，包括多個發(fā)電機構(gòu)、豎直設(shè)置的轉(zhuǎn)軸，所述多個發(fā)電機構(gòu)由下而上依次同軸疊放連接，所述轉(zhuǎn)軸從上而下依次穿過多個發(fā)電機構(gòu)，所述發(fā)電機構(gòu)由下而上依次包括同軸設(shè)置的底固定盤、轉(zhuǎn)盤和頂固定盤，所述轉(zhuǎn)軸依次穿過頂固定盤、轉(zhuǎn)盤和底固定盤，轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)盤固定連接，轉(zhuǎn)軸與頂固定盤、底固定盤均轉(zhuǎn)動連接；

在底固定盤頂面上饒轉(zhuǎn)軸圓周方向嵌裝有多個第一內(nèi)磁體、多個第一外磁體、第一環(huán)形槽，所述第一內(nèi)磁體緊靠轉(zhuǎn)軸設(shè)置，第一外磁體位于第一內(nèi)磁體的外圈，第一環(huán)形槽位于第一外磁體的外圈，在第一環(huán)形槽內(nèi)固定有多個緊挨設(shè)置的第一線圈繞組，所述第一內(nèi)磁體和第一外磁體的磁極均同向且沿豎直方向設(shè)置；

在轉(zhuǎn)盤上饒轉(zhuǎn)軸圓周方向嵌裝有多個第二內(nèi)磁體、多個第二外磁體、多個激勵磁體，所述第二內(nèi)磁體的位置與第一內(nèi)磁體的位置相對應(yīng)，第二外磁體的位置與第一外磁體的位置相對應(yīng)，激勵磁體的位置與第一線圈繞組的位置相對應(yīng)，所述第二內(nèi)磁體和第二外磁體的磁極均同向且與第一內(nèi)磁體或第一外磁體的磁極方向相反；

在頂固定盤底面上饒轉(zhuǎn)軸圓周方向設(shè)有多個第三內(nèi)磁體、第二環(huán)形槽，所述第三內(nèi)磁體與第二內(nèi)磁體的位置相對應(yīng)，第二環(huán)形槽的位置與激勵磁體的位置相對應(yīng)，在第二環(huán)形槽內(nèi)固定有多個緊挨設(shè)置的第二線圈繞組，所述第三內(nèi)磁體的磁極方向與第二內(nèi)磁體的磁極方向相反；

在轉(zhuǎn)軸內(nèi)與第一內(nèi)磁體的位置、第三內(nèi)磁體位置相對應(yīng)處均設(shè)有磁體段，所述磁體段與第一內(nèi)磁、第三內(nèi)磁體在垂直轉(zhuǎn)軸中心線方向上均為斥力作用。

優(yōu)選的，所述底固定盤和頂固定盤的直徑相等且均大于轉(zhuǎn)盤的直徑，在底盤上繞圓周方向均勻固定有多個第三線圈繞組，所述第三線圈繞組位于轉(zhuǎn)盤的外圈且緊挨轉(zhuǎn)盤，第三線圈繞組的中心軸線沿著轉(zhuǎn)盤徑向布置；底固定盤和頂固定盤通過設(shè)置在圓周向邊緣處的多個螺桿固定連接。

優(yōu)選的，在第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽的槽底部均鋪設(shè)有環(huán)形墊片，所述環(huán)形墊片采用磁場屏蔽材料制作或磁場反射材料制作。

優(yōu)選的，在第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽上均設(shè)有環(huán)形蓋板，在環(huán)形蓋板上設(shè)有用于露出第一線圈繞組或第二線圈繞組的鏤空。

優(yōu)選的，在底固定盤、轉(zhuǎn)盤和頂固定盤上均設(shè)有鏤空。

本發(fā)明所具有的有益效果為：（1）通過磁懸浮軸承式的轉(zhuǎn)軸發(fā)電避免了機械摩擦而產(chǎn)生的阻力，具有小動力發(fā)電的功能；（2）還可以通過改變發(fā)電機構(gòu)的個數(shù)來獲得不同規(guī)格的電壓值輸出值；（3）由于本發(fā)電機為敞開式結(jié)構(gòu)，本身發(fā)生少，又容易散熱，所以不易出現(xiàn)燒壞的問題；（4）通過在激勵磁體上下分別設(shè)置第一線圈繞組和第二線圈繞組、在轉(zhuǎn)盤圓周設(shè)置第三線圈繞組一托三的結(jié)構(gòu)形式達到了在轉(zhuǎn)速較低的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電的目的；（5）另一方面，轉(zhuǎn)軸同時帶動多個發(fā)電機構(gòu)發(fā)電兩方面的改進，從而在轉(zhuǎn)速較更低的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為底固定盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為頂固定盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步描述。

如圖1所示，一種豎軸式低轉(zhuǎn)速磁懸浮多級發(fā)電機，包括多個發(fā)電機構(gòu)5、豎直設(shè)置的轉(zhuǎn)軸1，所述多個發(fā)電機構(gòu)5由下而上依次同軸疊放連接，所述轉(zhuǎn)軸1從上而下依次穿過多個發(fā)電機構(gòu)5，所述發(fā)電機構(gòu)5由下而上依次包括同軸設(shè)置的底固定盤6、轉(zhuǎn)盤3和頂固定盤2，所述轉(zhuǎn)軸1依次穿過頂固定盤2、轉(zhuǎn)盤3和底固定盤6，轉(zhuǎn)軸1與轉(zhuǎn)盤3固定連接，轉(zhuǎn)軸1與頂固定盤2、底固定盤6均轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)盤3與頂固定盤2、底固定盤6之間均設(shè)有間隙；當(dāng)發(fā)電機構(gòu)5為一個時稱為一級發(fā)電機。

如圖2所示，在底固定盤6頂面上饒轉(zhuǎn)軸1圓周方向嵌裝有多個第一內(nèi)磁體8、多個第一外磁體9、第一環(huán)形槽，所述第一內(nèi)磁體8緊靠轉(zhuǎn)軸1設(shè)置，第一外磁體9位于第一內(nèi)磁體8的外圈，第一環(huán)形槽位于第一外磁體9的外圈，在第一環(huán)形槽內(nèi)固定有多個緊挨設(shè)置的第一線圈繞組10，所述第一內(nèi)磁體8和第一外磁體9的磁極均同向且沿豎直方向設(shè)置。

如圖3所示，在轉(zhuǎn)盤3上饒轉(zhuǎn)軸1圓周方向嵌裝有多個第二內(nèi)磁體11、多個第二外磁體12、多個激勵磁體13，所述第二內(nèi)磁體11的位置與第一內(nèi)磁體8的位置相對應(yīng)，第二外磁體12的位置與第一外磁體9的位置相對應(yīng)，激勵磁體13的位置與第一線圈繞組10的位置相對應(yīng)，所述第二內(nèi)磁體11和第二外磁體12的磁極均同向且與第一內(nèi)磁體8或第一外磁體9的磁極方向相反。

如圖4所示，在頂固定盤2底面上饒轉(zhuǎn)軸1圓周方向設(shè)有多個第三內(nèi)磁體15、第二環(huán)形槽，所述第三內(nèi)磁體15與第二內(nèi)磁體12的位置相對應(yīng)，第二環(huán)形槽的位置與激勵磁體13的位置相對應(yīng)，在第二環(huán)形槽內(nèi)固定有多個緊挨設(shè)置的第二線圈繞組2，所述第三內(nèi)磁體15的磁極方向與第二內(nèi)磁體11的磁極方向相反；

在轉(zhuǎn)軸1內(nèi)與第一內(nèi)磁體8的位置、第三內(nèi)磁體15位置相對應(yīng)處均設(shè)有磁體段（圖中未示出），所述磁體段與第一內(nèi)磁體8、第三內(nèi)磁體15在垂直轉(zhuǎn)軸1中心線方向上均為斥力作用，保證了轉(zhuǎn)軸1在頂固定盤2、底固定盤6內(nèi)轉(zhuǎn)動時在水平方向上受力均勻而不出現(xiàn)擺動的同時也避免了轉(zhuǎn)軸1與頂固定盤2、底固定盤6碰觸的問題。

另一方面，通過位于內(nèi)圈的第一內(nèi)磁體8與第二內(nèi)磁體11的內(nèi)圈斥力作用、位于外圈的第一外磁體9與第二外磁體12的外圈斥力作用的雙重作用保證了轉(zhuǎn)盤3懸浮在底固定盤6之上而不受機械摩擦力，同時通過第三內(nèi)磁體15與第二內(nèi)磁體11之間的斥力作用對轉(zhuǎn)盤有個向下方向的約束力作用，從而避免了轉(zhuǎn)軸1在豎直方向上竄動現(xiàn)象的發(fā)生。

通過以上對轉(zhuǎn)軸1豎直方向和水平方向的控制實現(xiàn)了轉(zhuǎn)軸1處于真正懸浮狀態(tài)避免了由于摩擦而產(chǎn)生的能量損耗。

為了增大激勵磁體13在第一線圈繞組10或第二線圈繞組14內(nèi)的磁場強度，在第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽的槽底部均鋪設(shè)有環(huán)形墊片（圖中未示出），所述環(huán)形墊片采用磁場屏蔽材料制作或磁場反射材料制作，亦或為硅鋼片。

為了更加牢固地固定第一線圈繞組10或第二線圈繞組14，在第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽上均設(shè)有環(huán)形蓋板（圖中未示出），在環(huán)形蓋板上設(shè)有用于露出第一線圈繞組10或第二線圈繞組14的鏤空。

在底固定盤6、轉(zhuǎn)盤3和頂固定盤2上均設(shè)有鏤空一方面減輕了自重另一方面增加了本發(fā)電機的散熱能力。

所述底固定盤6和頂固定盤2的直徑相等且均大于轉(zhuǎn)盤3的直徑，在底盤6上繞圓周方向均勻固定有多個第三線圈繞組（圖中未示出），所述第三線圈繞組位于轉(zhuǎn)盤3的外圈且緊挨轉(zhuǎn)盤3，第三線圈繞組的中心軸線沿著轉(zhuǎn)盤3徑向布置；底固定盤6和頂固定盤2通過設(shè)置在圓周向邊緣處的多個螺桿4固定連接。這樣就實現(xiàn)了一個轉(zhuǎn)盤3同時帶動上、下、圓周三個位置處的三個線圈繞組同時發(fā)電的功能，進一步降低了發(fā)電的轉(zhuǎn)速；本實施例中用于第三線圈繞組發(fā)電的激勵磁極可以由激勵磁體13提供，也可以通過在轉(zhuǎn)盤圓周側(cè)面方向增設(shè)一圈激勵磁體都屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明的在工作時，將動力驅(qū)動裝置與轉(zhuǎn)軸1頂部傳動連接，帶動轉(zhuǎn)軸1和轉(zhuǎn)盤3一起轉(zhuǎn)動，從而第一線圈繞組10、第二線圈繞組14和第三線圈繞組做切割磁感線動作而產(chǎn)生電流，產(chǎn)生的電流經(jīng)過轉(zhuǎn)換直流后通過輸出端7輸出。當(dāng)為多個發(fā)電機構(gòu)5時可以將每個輸出端7并聯(lián)以獲得不同規(guī)格的電壓值輸出值，通過在激勵磁體13上下分別設(shè)置第一線圈繞組10和第二線圈繞組14、轉(zhuǎn)軸1同時帶動多個發(fā)電機構(gòu)5發(fā)電兩方面的改進，從而達到了在轉(zhuǎn)速較低的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電的目的。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等詞語來限定零部件的話，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉：“第一”、“第二”的使用僅僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，如沒有另外聲明，上述詞語并沒有特殊的含義。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換，但這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。