基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机
专利汇可以提供基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种基于径向励磁与永磁的混合磁 轴承 双 风 力 发 电机 ，包括避雷器模 块 、条形弯片模块、顶部混合磁悬浮轴承模块、风机扇叶模块、双 风力 发电机模块、径向磁悬浮轴承模块和底部磁悬浮垂直轴承模块；顶部混合磁悬浮轴承模块固定在条形弯片模块的上端底部；风机扇叶模块安装在条形弯片模块内侧，双风力发电机模块安装在风机扇叶模块上；径向磁悬浮轴承模块固装在条形弯片模块的底部 支撑 部分；底部磁悬浮垂直轴承模块与条形弯片模块的底部固定在一起。本实用新型采用上下磁悬浮轴承结构，使整个发电机装置完全悬浮，启动风速小，不仅使输出功率提高，也使其机械结构简单，极大提高了 风能 的利用率。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机专利的具体信息内容。
1.一种基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机，其特征在于：包括避雷器模块、条形弯片模块、顶部混合磁悬浮轴承模块、风机扇叶模块、双风力发电机模块、径向磁悬浮轴承模块和底部磁悬浮垂直轴承模块；所述避雷器模块固定在条形弯片模块的上端，所述顶部混合磁悬浮轴承模块固定在条形弯片模块的上端底部；所述风机扇叶模块包括上层磁悬浮轴承、下层磁悬浮轴承并安装在条形弯片模块内侧，在上层磁悬浮轴承、下层磁悬浮轴承上分别安装有上层扇叶和下层扇叶，在下层磁悬浮轴承的底部安装有底部磁悬浮轴承旋转磁体；所述双风力发电机模块包括上层发电机模块和下层发电机模块并分别安装在上层磁悬浮轴承和下层磁悬浮轴承上；所述径向磁悬浮轴承模块固装在条形弯片模块的底部支撑部分；所述底部磁悬浮垂直轴承模块与条形弯片模块的底部固定在一起；在底部磁悬浮垂直轴承模块内安装有径向磁轴承控制模块。
2.根据权利要求1所述的基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机，其特征在于：所述避雷器模块为阀式避雷器模块。
3.根据权利要求1所述的基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机，其特征在于：所述条形弯片模块为两个且左右对称设置，该条形弯片模块包括条形弯片、电刷、中部径向稳定磁体支撑杆、径向混合磁轴承支撑块和底部弯型叶片支撑块；两个条形弯片的顶部间通过固定螺丝连接顶部混合磁悬浮轴承模块；两个中部径向稳定磁体支撑杆一端与条形弯片的中部相连，两个中部径向稳定磁体支撑杆另一端连接中部径向稳定磁体，中部径向稳定磁体支撑杆用来支撑上层电刷和中部径向稳定磁体；条形弯片的尾部延伸出径向混合磁轴承支撑块、底部弯型叶片支撑块和下层电刷并分别连接径向磁悬浮轴承模块和底部磁悬浮垂直轴承模块。
4.根据权利要求3所述的基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机，其特征在于：所述条形弯片由不锈钢材料制成；所述中部径向稳定磁体支撑杆为由铝合金构成的空心圆柱体；所述电刷为正方体状金属电刷。
5.根据权利要求1所述的基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机，其特征在于：所述顶部混合磁悬浮轴承模块包括线圈装置、永磁体装置、铁磁性材料圆柱体、电磁体装置和连接件；所述连接件为PEEK材质构成的长方体；所述铁磁性材料圆柱体的底部与上层磁悬浮轴承的顶部相对，该铁磁性材料圆柱体直径小于上层磁悬浮轴承5cm；所述电磁体装置为一底端开槽圆柱体，其顶部通过螺栓和螺母安装在连接件上，线圈装置缠绕在电磁体装置的外侧上；所述电磁体装置与铁磁性材料圆柱体间留有5cm空隙；所述电磁体装置、永磁体装置和铁磁性材料圆柱体组成混合磁轴承体。
6.根据权利要求1所述的基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机，其特征在于：所述上层扇叶和下层扇叶为方向相反的上层升力型达里厄Ф形风机扇叶和下层升力型达里厄Ф形风机扇叶，每个风机扇叶均由三片扇叶组成，每片叶片间距角度为120°；所述上层磁悬浮轴承和下层磁悬浮轴承均为轻质合金材料做成的空心轴承。
7.根据权利要求1所述的基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机，其特征在于：所述双风力发电机模块包括上层发电机模块和下层发电机模块；
所述上层发电机模块包括上层N极永磁磁体、上层电机电枢绕组、上层S极永磁磁体、上层电刷、上层换向器、上层磁环、上层绝缘材料和下层电机电枢绕组连接杆；所述上层N极永磁磁体和上层S极永磁磁体均以位置相对的形式固定在上层磁悬浮轴承内壁上，在上层磁悬浮轴承的下端两侧分别固定有上层绝缘材料，下层电机电枢绕组连接杆固定在上层换向器上；在上层绝缘材料的末端有凹槽，用于固定上层换向器；在上层磁悬浮轴承底部固定上层磁环，上层磁环的边缘距上层换向器3cm位置；上层电机电枢绕组在上层磁悬浮轴承的中部位置，且在端部与上层磁环留有空隙；上层换向器通过上层绝缘材料与上层空心轴承相连；
所述下层发电机模块包括下层电刷、下层换向器、下层磁环、下层N极永磁磁体、下层电机电枢绕组、下层S极永磁磁体、下层绝缘材料和上层电机电枢绕组连接杆；所述下层N极永磁磁体和下层S极永磁磁体均以位置相对的形式固定在下层磁悬浮轴承内壁上，在下层磁悬浮轴承的下端两侧分别固定有下层绝缘材料，上层电机电枢绕组连接杆固定在下层换向器上；在下层绝缘材料的末端有凹槽，用于固定下层换向器；在下层磁悬浮轴承顶部固定下层磁环；下层电机电枢绕组在下层磁悬浮轴承的底部位置，且在端部与下层磁环留有空隙，上层电机电枢绕组从下层电机电枢绕组的中间穿过；下层换向器通过下层绝缘材料与下层空心轴承相连。
8.根据权利要求1所述的基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机，其特征在于：所述径向磁悬浮轴承模块包括控制线圈、永磁磁体、环状铁镍合金磁体和距离传感器；
所述控制线圈、永磁磁体、环状铁镍合金磁体、距离传感器左右对称放置，左侧4个控制线圈和永磁磁体相连并形成“E”形电磁装置；所述环状铁镍合金磁体嵌装在下层磁悬浮轴承上并固定；所述距离传感器采用嵌入式安装在径向混合磁悬浮装置的‘E’形中线位置，且左右对称安装。
9.根据权利要求1所述的基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机，其特征在于：所述底部磁悬浮垂直轴承模块包括整体磁悬浮支撑平台、垂直稳定永磁梯形支撑块、垂直永磁间距调节块、水平稳定永磁梯形支撑块和水平永磁间距调节块；两个垂直稳定永磁梯形支撑块分别位于整体磁悬浮支撑平台中部左右用以支撑弧形永磁磁体，两个垂直永磁间距调节块分别位于整体磁悬浮支撑平台中部左右并且分别与垂直稳定永磁梯形支撑块相连；两个水平稳定永磁梯形支撑块分别位于整体磁悬浮支撑平台底部中间左右以支撑底部N型永磁磁体；两个水平永磁间距调节块位于整体磁悬浮支撑平台底部中间左右并且分别和水平稳定永磁梯形支撑块相连以用来调节底部N型永磁磁体与磁悬浮轴承底部N型永磁磁体间距；在整体磁悬浮支撑平台内侧设有连接在一起的底部固定永磁磁体和非磁性材料，所述底部固定永磁磁体与底部磁悬浮轴承旋转磁体组成5对磁极；所述底部固定永磁磁体的垂直长度为20cm。
10.根据权利要求9所述的基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机，其特征在于：所述径向磁轴承控制模块包括控制器和功率放大器，该控制器分别与功率放大器、距离传感器相连接，该距离传感器用于测量与磁悬浮轴承的距离并作为控制器的输入信号，控制器的输出信号作用于功率放大器，该功率放大器与控制线圈相连接。
基于径向励磁与永磁的混合磁轴承双风力发电机
技术领域
背景技术
1－上层N极永磁磁体、5-2－上层电机电枢绕组、5-3－上层S极永磁磁体、5-4－上层电刷、
5-5－上层换向器、5-6－上层磁环、5-7－下层电刷、5-8－下层换向器、5-9－下层磁环、5-
10－下层N极永磁磁体、5-11－下层电机电枢绕组、5-12－下层S极永磁磁体、5-13－上层绝缘材料、5-14 －下层绝缘材料、5-15中部径向稳定磁体、5-16上层电机电枢绕组连接杆、5-
17下层电机电枢绕组连接杆、6-1－控制线圈、6-2－永磁磁体、6-3－环状铁镍合金磁体、7-
1－整体磁悬浮支撑平台、7-2－垂直稳定永磁梯形支撑块、7-3－垂直永磁间距调节块、7-
4－水平稳定永磁梯形支撑块、7-5－水平永磁间距调节块、7-6－非磁性材料、7-7－底部固定磁极、8－底部磁悬浮轴承旋转磁体。
具体实施方式
1连接连接件3-1；中部径向稳定磁体支撑杆2-3为一铝合金构成的空心圆柱体，其一端与条形弯片2-2的中部相连，另一端连接中部径向稳定磁体5-15，中部径向稳定磁体支撑杆2-3整体用来支撑上层电刷5-4和中部径向稳定磁体5-15；条形弯片2-2的尾部延伸出径向混合磁轴承支撑块2-4和底部弯型叶片支撑块2-5和下层电刷5-7，分别连接径向磁悬浮轴承模块6和下层磁悬浮垂直轴承模块7；四个固定螺丝2-1将条形弯片2-2和连接件3-1用以固定左右两边条形弯片2-2的上部；上层电刷5-4和下层电刷5-7均为正方体状金属电刷，两个上层电刷 5-4和两个下层电刷5-7用来将上层换向器、下层换向器中的电流引出，两个中部径向稳定磁体支撑杆2-3和两个条形弯片2-2相连由此可将风力发电机产生的电能接出外部以供使用；两个径向混合磁轴承支撑块2-4和条形弯片2-2相连接以支撑径向混合磁悬浮轴承模块，底部弯型叶片支撑块2-5和条形弯片2-2底部相连用来支撑条形弯片2-2整体；条形弯片2-2整体用来支撑本实用新型顶部(包含避雷器、电磁铁装置)、中间的中部径向稳定磁体支撑杆以及底部径向混合磁轴承支撑块。
5cm，其距离顶部为5cm；电磁体装置3-5为一底端开槽圆柱体，其顶部通过螺栓和螺母安装在连接件3-1上、线圈装置3-3缠绕在电磁体装置3-5的外侧上；永磁体装置3-2与铁磁性材料圆柱体3-4间留有空隙；铁磁性材料圆柱体3-4嵌入到电磁体装置3-5底端的开槽内；电磁体装置3-5、永磁体装置3-2、线圈装置3-3和铁磁性材料圆柱体3-4组成混合磁轴承体。从整体效果上来看，通过给线圈装置3-3通电产生电磁吸力，利用铁磁性材料圆柱体3-4使电磁吸力等于铁磁性材料圆柱体3-4和上层磁悬浮轴承的自重，进而将上层磁悬浮轴承悬浮在空中，嵌入到电磁体装置3-5的部分通过电磁吸力，达到维持径向平衡的作用。使顶部混合磁悬浮轴承模块3无机械摩擦和磨损，进而实现微风时轴承可随风机旋转。
5。在上层绝缘材料5-13的末端有凹槽，用于固定上层换向器5-5；在同一水平方向，即在上层磁悬浮轴承底部固定上层磁环5-6，上层磁环5-6其边缘距上层换向器5-510cm位置；上层电机电枢绕组5-2在上层磁悬浮轴内部的中部位置，且其端部不与上层磁环5-6接触，支撑并带动整体绕组(绕组图如5c所示)。
5-10和下层S极永磁磁体5-12产生磁场并且以一定的方向转动(假设以逆时针方向转动)，从而下层电机电枢绕组5-11切割磁场产生感应的电枢电流，电枢电流经过下层换向器5-8使同一磁极下电流方向不变从而经由下层电刷5-7将电流引出，同理下层中的下层电机电枢绕组5-11也以2倍速切割磁场产生更大的感应电枢电流；从整体效果上来看，当上下风叶转动时，上下发电机将同时转动，但由于转动方向相反，能够同时实现发电以此实现双风力发电机；上层磁环5-6和下层磁环5-9分别固定在上层空心轴承和下层空心轴承上，其中上层磁环5-6和下层磁环5-9为同磁极的永磁磁体，用来实现对上层空心轴承的下端整体起辅助支撑的作用，上层绝缘材料5-13和下层绝缘材料5-14防止电流的流失；中部径向稳定磁体5-15套在上层空心轴承和下层空心轴承的外部且距离轴承有一定距离，并且中部径向稳定磁体5-15的磁极与上层磁环5-6和下层磁环5-9的磁极相同，以此实现上层空心轴承的低端径向稳定和下层空心轴承的顶端径向稳定以及保证了在风力较大发电机不受其影响。
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