CN102306960A - 一种垂直轴风力发电机的定子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垂直轴风力发电机的定子，包括多个线圈、以及插设有定子轴的线路板，所述线圈分布于线路板的正、反两面，且所述正、反两面的对应线圈以双面导线连接；所述定子轴具有中心轴孔，在线路板上焊接的线圈的三根引出导线穿设过所述中心轴孔；所述线圈、线路板、定子轴被树脂固化为一体。本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，在线路板的正、反面分别设置了线圈，可与多块双面磁石同时装配在同一台发电机上发电，充分利用了宝贵的磁石资源，使发电效率提高一倍，并且可节省一半的材料消耗量。

Description

一种垂直轴风力发电机的定子

技术领域

本发明涉及一种发电机定子结构，尤其涉及一种垂直轴风力发电机的定子。

背景技术

目前，风力发电机的线圈都是固定在转子上转动线圈，该风力发电机具有装有矽钢片的铁芯结构和多为单面线圈对应单面磁石结构。此种结构在当前资源短缺的情况下造成资源的大量浪费，利用效率很低。

同时，此种结构的风力发电机的磁石与线圈间的加工精密度也不够，导致发电效率偏低。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种在风力发电机的转子的上下机壳装有磁石，而定子装有线圈的无铁芯垂直轴风力发电机的定子结构。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子，包括多个线圈、以及插设有定子轴的线路板，所述线圈分布于线路板的正、反两面，且所述正、反两面的对应线圈以双面导线连接；

所述定子轴具有中心轴孔，在线路板上焊接的线圈的三根引出导线穿设过所述中心轴孔；

所述线圈、线路板、定子轴被树脂固化为一体。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，所述多个线圈为角形连接。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，所述线圈外轮廓呈椭圆形，所述线圈的内轮廓呈空心三角形。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，所述线路板为圆盘形绝缘板，所述线圈沿该圆盘形绝缘板的圆周方向均布。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，所述圆盘形绝缘板的圆周边缘开设多个半圆形缺口，且所述半圆形缺口位于相邻两个线圈的顶部之间。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，所述圆盘形绝缘板开设多个长圆孔，所述长圆孔位于线圈的底部且沿圆周方向均布。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，所述圆盘形绝缘板上对应于每个线圈的区域内开设有至少三个通孔，所述通孔内穿设有绝缘固定棒，所述绝缘固定棒支撑所述正、反两面对应线圈的内圈导线。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，所述定子轴呈阶梯圆台形，该阶梯圆台形具有大直径圆台端与小直径圆台端，且其大直径圆台端的直径为小直径圆台端的直径的2倍；

该大直径圆台端的高度为线路板及线路板上分布的线圈的总厚度之和；

所述大直径圆台端还设置有轴承盘，该轴承盘的直径为大直径圆台端直径的3/4。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，所述定子轴的大直径圆台端的圆周方向镶嵌有非金属圆板，该非金属圆板的直径为所述大直径圆台端直径的1.25倍，其厚度与所述线路板的厚度相同；

在该非金属圆板上设置有多个与线路板上开设的长圆孔尺寸对应的长圆台，且所述长圆台套接入线路板上的长圆孔。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，在线路板的正、反面分别设置了线圈，可与多块双面磁石同时装配在同一台发电机上发电，充分利用了宝贵的磁石资源，使发电效率提高一倍，并且可节省一半的材料消耗量。

附图说明

图1为本发明所述垂直轴风力发电机的定子的结构示意图；

图2为本发明所述垂直轴风力发电机的定子的另一结构示意图；

图3为本发明所述垂直轴风力发电机的定子的侧视示意图。

图4为本发明所述垂直轴风力发电机的定子的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子1，包括多个线圈6、以及插设有定子轴10的线路板9，所述线圈6分布于线路板9的正、反两面，且所述正、反两面的对应线圈6以双面导线2连接，所述多个线圈6在电气上呈角形连接。所述定子轴10具有中心轴孔，在线路板9上焊接的线圈6的三根引出导线7穿设过所述中心轴孔，以便输出电源；所述线圈6、线路板9、定子轴10被树脂固化为一体。本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，在线路板的正、反面分别设置了线圈，可与多块双面磁石同时装配在同一台发电机上发电，充分利用了宝贵的磁石资源，使发电效率提高一倍，并且可节省一半的材料消耗量。

如图1、图2、图3、图4所示，所述线路板9采用不导电硬质非金属盘，也即圆盘形绝缘板，并令所述线圈6沿该圆盘形绝缘板的圆周方向均布。所述圆盘形绝缘板的直径大小是与发电机的功率相关的，需根据发电机的不同功率而选用适合直径的圆盘形绝缘板。

在所述圆盘形绝缘板的圆周边缘开设了多个半圆形缺口，并令这些半圆形缺口位于相邻两个线圈的顶部之间(如图2所示)，从而令圆盘形绝缘板的外缘形成齿板3。进一步的，在所述圆盘形绝缘板的中心区域开设多个长圆孔4，所述长圆孔4位于线圈6的底部，并沿圆周方向均布。所述圆盘形绝缘板上形成的齿板3以及长圆孔4可加强后期填充的树脂料与线路板1和线圈6在压制过程中的结构强化。

本发明中，所述线圈6的外轮廓呈椭圆形，所述线圈6的内轮廓呈空心三角形。在线圈6中无铁芯，且线圈6与发电机的磁石相对应。为在线路板9上更好的固定线圈6，还在所述圆盘形绝缘板上对应于每个线圈6的区域内开设了多个通孔5(本实施例中开设了三个通孔5，所述通孔5的数量应为至少三个且不在同一直线上)，在所述通孔5内穿设绝缘固定棒8，这些绝缘固定棒8在圆盘形绝缘板的正、反面都有延伸出来，以便能够支撑正、反面对应线圈6的内圈导线，从而对这些线圈6提供抵顶力以达到固定的效果。

本发明所述的垂直轴风力发电机的定子中，所述定子轴10呈阶梯圆台形，该阶梯圆台形具有大直径圆台端11与小直径圆台端12，且其大直径圆台端11的直径为小直径圆台端12的直径的两倍；该大直径圆台端11的高度为线路板9及线路板9上分布的线圈6的总厚度之和；所述大直径圆台端11还设置有轴承盘，该轴承盘的直径为大直径圆台端直径的3/4。

在所述定子轴10的大直径圆台端12的圆周方向镶嵌有非金属圆板，该非金属圆板的直径为所述大直径圆台端12直径的1.25倍，其厚度与所述线路板9的厚度相同；在该非金属圆板上设置有多个与线路板9上开设的长圆孔4尺寸对应的长圆台，且所述长圆台套接入线路板9上的长圆孔4。

本发明中，所述的定子轴10放置在装好线圈6的线路板9的中间位置，穿过线路板9，定子轴10的大直径圆台端12凸出圆盘的部分同线路板9相连，线圈6和线路板9填充树脂材料后共同在进行30公斤以下的压力和150度以下的高温，压制而成的定子可确保在高压高温下不变形，并且绝缘电压超过500V以上。

本发明中，所述的定子1是由线路板9及线路板9上焊接的线圈6、以及填充的树脂材料在高温高压下压制而成。压制的厚度需要根据发电机功率的大小而决定的。最后制成的定子的厚度是线圈6和线路板9厚度的总和，其平整精度公差不超过0.1mm。该定子线路板9的厚度越薄，则正、反面线圈6切割磁力线的强度越大。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种垂直轴风力发电机的定子，包括多个线圈、以及插设有定子轴的线路板，其特征在于，所述线圈分布于线路板的正、反两面，且所述正、反两面的对应线圈以双面导线连接；

所述定子轴具有中心轴孔，在线路板上焊接的线圈的三根引出导线穿设过所述中心轴孔；

所述线圈、线路板、定子轴被树脂固化为一体。

2.如权利要求1所述的定子，其特征在于，所述多个线圈为角形连接。

3.如权利要求1所述的定子，其特征在于，所述线圈外轮廓呈椭圆形，所述线圈的内轮廓呈空心三角形。

4.如权利要求1所述的定子，其特征在于，所述线路板为圆盘形绝缘板，所述线圈沿该圆盘形绝缘板的圆周方向均布。

5.如权利要求4所述的定子，其特征在于，所述圆盘形绝缘板的圆周边缘开设多个半圆形缺口，且所述半圆形缺口位于相邻两个线圈的顶部之间。

6.如权利要求5所述的定子，其特征在于，所述圆盘形绝缘板开设多个长圆孔，所述长圆孔位于线圈的底部且沿圆周方向均布。

7.如权利要求4所述的定子，其特征在于，所述圆盘形绝缘板上对应于每个线圈的区域内开设有至少三个通孔，所述通孔内穿设有绝缘固定棒，所述绝缘固定棒支撑所述正、反两面对应线圈的内圈导线。

8.如权利要求6所述的定子，其特征在于，所述定子轴呈阶梯圆台形，该阶梯圆台形具有大直径圆台端与小直径圆台端，且其大直径圆台端的直径为小直径圆台端的直径的2倍；

该大直径圆台端的高度为线路板及线路板上分布的线圈的总厚度之和；

所述大直径圆台端还设置有轴承盘，该轴承盘的直径为大直径圆台端直径的3/4。

9.如权利要求8所述的定子，其特征在于，所述定子轴的大直径圆台端的圆周方向镶嵌有非金属圆板，该非金属圆板的直径为所述大直径圆台端直径的1.25倍，其厚度与所述线路板的厚度相同；

在该非金属圆板上设置有多个与线路板上开设的长圆孔尺寸对应的长圆台，且所述长圆台套接入线路板上的长圆孔。

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