CN1824948A - 双飞轮、多转子、多功能、无阻尼、永磁发电机 - Google Patents

双飞轮、多转子、多功能、无阻尼、永磁发电机 Download PDF

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Abstract

一种双飞轮、多转子、多功能、无阻尼、永磁发电机。由竖轴套管，竖轴，双托盘，双飞轮，双端盖，多个永磁转子，多对绕组转子，磁悬浮装置及电磁能转换器组成，其特点是无阻尼设计，无定子逆向作功设计，充分发挥飞轮惯力作用设计及磁悬浮技术全方位支撑设计。

Description

双飞轮、多转子、多功能、无阻尼、永磁发电机
一、技术领域
本发明涉及一种发电机，特别是双飞轮、多转子、多功能、无阻尼、永磁发电机。
二、技术背景
目前，有各种各样的发电机，但还没有一种能在任何姿态下均能以极低的旋转速度做到高效平稳地输出电能的发电机并实现同时输出多种电能(交、直流)的发电机。
三、发明内容
本发明的目的是设计一种双飞轮，多转子、多功能、无阻尼，永磁发电机。
这种发电机有竖轴，竖轴套管，上、下托盘，上、下飞轮，多个永磁转子，多对绕组转子(每个永磁转子内、外两侧均有绕组转子)；竖轴、竖轴套管、上、下托盘外侧及上、下飞轮内、外两侧均由磁悬浮装置支撑；当输入原动能时，每个永磁转子、绕绕转子及上、下飞轮互相逆向旋转作功，即可弥补现有发电机的不足。
本发明是通过下述实施方案来实现的：本发电机由上端盖(1)、下端盖(2)、竖轴套管(3)、竖轴(4)、上托盘(5)、下托盘(6)、上飞轮(7)、下飞轮(8)、磁悬浮装置(9)、永磁转子(10)、绕组转子(11)、隔磁板(12)、上托盘外侧磁悬浮装置(13)、下托盘外侧磁悬浮装置(14)、电磁能转换器转子绕组(15)、电磁能转换器转子绕组中心套管——(16)、电磁能转换器双定子绕组(17)、电磁能转换器壳体(18)、风扇叶片(19)构成；以发电机竖轴为垂直圆心，以上、下两托盘为水平线，竖轴套管——上托盘——上托盘外侧磁悬浮装置——永磁转子——上飞轮连成一体；竖轴——下托盘——下托盘外侧磁悬浮装置——绕组转子——隔磁板——下飞轮连成一体；竖轴套管套在竖轴上端并与上托盘中心圆孔相连；竖轴垂直穿在上、下端盖及下托盘的中央并与下托盘相连；上、下飞轮连接在上、下托盘圆周的最外端；永磁转子、绕组转子及上、下托盘外侧磁悬浮装置均为圆桶形，永磁转子桶口的上端与上托盘内侧连为一体；绕组转子桶口的下端与下托盘内侧连为一体，永磁转子及绕组转子均对称地固定在竖轴与上、下飞轮中间的上、下托盘的内侧；每个永磁转子内、外两侧均有绕组转子；一对绕组转子与一个永磁转子构成一组转子，每组转子必须平均对称地安装在上、下托盘的内侧，每两组转子中间均装有两层隔磁板并固定在下托盘上；上托盘外侧磁悬浮装置桶口的下端与上托盘外侧连为一体，下托盘外侧磁悬浮装置桶口的上端与下托盘外侧连为一体；发电机竖轴两端及竖轴与竖轴套管之间，上、下两飞轮的内、外两端均由磁悬浮装置支撑。电磁能转换器壳体与发电机下端盖外侧相接并固定在发电机的下端盖外侧的中央；电磁能转换器转子绕组为桶形，上桶口与中心套管连成一体，中心套管的上端套在发电机竖轴的下端并予以固定，中心套管的下端则与电磁能转换器壳体底部的磁悬浮装置连接；电磁能转换器双定子绕组分内、外定子绕组均为桶形，内、外定子绕组的桶口下端连成一体并固定在电磁能转换器壳体的内侧底部；电磁能转换器的旋转支撑亦采用磁悬浮技术。风扇叶片安装在发电机竖轴的下端，即下端盖与电磁能转换器的中间。
本发明的工作原理为：1、发电机旋转支撑是采用磁悬浮无阻尼技术，使发电机旋转与端盖之间的磨擦阻力降至最小；2、发电机飞轮两端亦用磁悬浮无阻尼技术来保持飞轮平衡、旋转平稳，最大限度地发挥飞轮旋转的惯力作用；3、以发电机竖轴为圆心的永磁及绕组转子平均地分布在上、下托盘的内侧，当发电机输入原动能时，由于发电机永磁转子与其内、外绕组转子不断地切割磁力线而产出电能，再通过电磁能转换器传输到发电机壳体以外，从而达到发电机原设计目的。
本发明的优点为：1、由于该发电机采用了多角度磁悬浮技术支撑，因此，该发电机无论在任何姿态下均能保持平稳旋转作功；2、无阻尼设计，以减少发电机零部件发热，从而使发电机寿命延长，能耗降低；3、发电机旋转是采用双托盘、双飞轮逆向作功设计，因此，在绝对转速较小时，其相对速度仍可放大，再充分利用飞轮惯力的作用，实现发电机在极低的旋转速度下平稳作功发电。
四、附图说明
以下将结合附图对本发明进一步说明，附图为本发明的整体结构剖视图，其主要部件说明是：上端盖——1    下端盖——2    竖轴套管——3    竖轴——4    上托盘——5    下托盘——6    上飞轮——7下飞轮——8    磁悬浮装置——9    永磁转子——10    绕组转子——11    隔磁板——12    上托盘外侧磁悬浮装置——13    下托盘外侧磁悬浮装置——14    电磁能转换器转子绕组——15    电磁能转换器转子绕组中心套管——16    电磁能转换器双定子绕组——17    电磁能转换器壳体——18    风扇叶片——19。

Claims (5)

  1. 权利要求一：一种双飞轮、多转子、多功能、无阻尼、永磁发电机。该发电机由上端盖(1)、下端盖(2)、竖轴套管(3)、竖轴(4)、上托盘(5)、下托盘(6)、上飞轮(7)、下飞轮(8)、磁悬浮装置(9)、永磁转子(10)、绕组转子(11)、隔磁板(12)、上托盘外侧磁悬浮装置(13)、下托盘外侧磁悬浮装置(14)、电磁能转换器转子绕组(15)、电磁能转换器转子绕组中心套管(16)、电磁能转换器双定子绕组(17)、电磁能转换器壳体(18)、风扇叶片(19)组成；其特征是以发电机竖轴(4)为垂直圆心，以上、下托盘(5)、(6)为水平线，竖轴套管(3)——上托盘(5)——上托盘外侧磁悬浮装置(13)——永磁转子(10)——上飞轮(7)连成一体；竖轴(4)——下托盘(6)——下托盘外侧磁悬浮装置(14)——绕组转子(11)——隔磁板(12)——下飞轮(8)连成一体；竖轴套管(3)套在竖轴(4)上端并与上托盘(5)中心圆孔相连；竖轴(4)垂直穿在上、下托盘(5)、(6)的中央并与下托盘(6)相连；上、下飞轮(7)、(8)连接在上、下托盘(5)、(6)圆周的最外端；永磁转子(10)、绕组转子(11)及上、下托盘外侧磁悬浮装置(13)、(14)均为圆桶形，永磁转子(10)桶口的上端与上托盘(5)内侧连为一体；绕组转子(11)桶口的下端与下托盘(6)内侧连为一体，永磁转子及绕组转子(10)、(11)均对称地固定在竖轴(4)与上、下两飞轮(7)、(8)中间的上、下托盘(5)、(6)的内侧；每个永磁转子(10)内、外两侧均有绕组转子(11)；一对绕组转子(11)与一个永磁转子(10)构成一组转子，每组转子必须平均对称地安装在上、下托盘(5)、(6)的内侧，每两组转子中间均装有两层隔磁板(12)并固定在下托盘(6)上；上托盘(5)外侧磁悬浮装置(13)桶口的下端与上托盘(5)内侧连成一体，下托盘外侧磁悬浮装置(14)桶口的上端与下托盘(6)内侧连成一体；发电机竖轴(4)两端及竖轴套管(3)与上端盖(1)之间，上、下飞轮(7)、(8)的内、外两端均由磁旋浮装置(9)支撑。电磁能转换器壳体(18)与发电机下端盖(2)外侧相接并固定在发电机下端盖(2)外侧的中央；电磁能转换器转子绕组(15)为桶形，上桶口与中心套管(16)连成一体，中心套管(16)的上端套在发电机竖轴(4)的下端并予以固定，中心套管(16)的下端则与电磁能转换器壳体(18)底部的磁悬浮装置(9)连接；电磁能转换器双定子绕组(17)分内、外定子绕组均为桶形，内、外定子绕组的桶口下端连成一体并固定在电磁能转换器壳体(18)的内侧底部；电磁能转换器的旋转支撑亦采用磁悬浮技术。风扇叶片(19)安装在发电机竖轴(4)的下端，即下端盖(2)与电磁能转换器的中间。
  2. 权利要求二：根据权利要求一所述的发电机，其特征是发电机旋转是采用上、下托盘(5)、(6)，上、下飞轮(7)、(8)逆向旋转作功设计，因此，在发电机绝对转速较小时，其相对转速仍可放大，再充分利用上、下飞轮(7)、(8)惯力作用，实现发电机在极低的旋转速度下可平稳地作功发电。
  3. 权利要求三：根据权利要求一所述的发电机，其特征是：可作多种电能产出设计，即一对定子绕组(11)与一个永磁转子(10)构成一组转子，各组转子的绕组转子(11)可根据需要设定不同的线绕方式，以获取不同的电能(直流或交流)。
  4. 权利要求四：根据权利要求一所述的发电机，其特征是无阻尼设计，即将发电机所产电能输出到机壳体之外，是由电磁能转换器来实现的。电磁能转换器是由一个桶形转子绕组(15)加一个双定子绕组(17)来构成的；双定子绕组(17)分布在转子绕组(15)的内、外两侧。
  5. 权利要求五：根据权利要求一所述的发电机，其特征是采用磁悬浮多点支撑设计，即竖轴(4)两端及竖轴(4)与竖轴套管(3)之间，上、下托盘(5)、(6)与上、下端盖(1)、(2)之间，上、下两飞轮(7)、(8)的内、外两端均由磁悬浮技术支撑，使电机无论在任何姿态下均能保持平稳旋转作功。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010099713A1 (zh) * 2009-03-02 2010-09-10 Ji Lin 磁悬浮无摩擦双转子发电机
CN102155363A (zh) * 2011-02-18 2011-08-17 国电联合动力技术有限公司 一种单轴承支撑大型双定子永磁直驱风力发电机
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