本发明涉及电机领域，特别涉及一种稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机。
背景技术：
在现有电机技术中，常规永磁发电机只有一个定子铁芯绕组和一个永磁转子结构。由于定子绕组依次设置于硅钢片铁芯的齿槽中，定子绕组的铁芯结构与永磁转子的气隙之间，自然会产生一种永磁铁吸合硅钢片铁芯的齿槽阻力矩。永磁发电机在发电时，这种被吸合的定子齿槽结构又会产生磁滞阻力和涡流阻力现象，并且产生铁损的热能消耗。所以能量转换效率更高的无铁芯发电机将成为电机行业的发展方向，但是，由于无铁芯定子绕组没有硅钢片铁芯的导磁作用，相对于无铁芯定子绕组切割旋转磁场磁力线的密度就会减少。
技术实现要素：
根据常规轴向无铁芯永磁发电机的设计结构，在无铁芯定子绕组与永磁内转子之间的气隙中，只能产生一个永磁内转子的旋转磁场，无铁芯定子绕组也只能利用绕组内侧的一个接触面，切割永磁内转子旋转磁场的磁力线。因此，本发明的目的是，提供一种稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机，在无铁芯定子绕组的外侧，增加一个永磁外转子结构，在外力驱动主轴旋转时，无铁芯定子绕组能够利用绕组内侧和外侧的接触面，同时切割外转子结构与内转子结构所形成双磁路旋转磁场的磁力线，提高发电机的发电量。
为实现上述目的，本发明的一种稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机包括主轴、无铁芯定子绕组、内转子结构及外转子结构：
主轴；
无铁芯定子绕组，所述无铁芯定子绕组设置于内转子结构和外转子结构之间，无铁芯定子绕组能够同时切割内转子结构的旋转磁场和外转子结构的旋转磁场，产生发电电流；
内转子结构，所述内转子结构与所述主轴连接，所述内转子结构具有一个独立的永磁磁路，所述主轴能够带动所述内转子结构旋转，产生一个旋转磁场；
外转子结构，所述外转子结构与所述内转子结构间隔无铁芯定子绕组设置，所述外转子结构与所述主轴连接，所述内转子结构具有一个独立的永磁磁路，所述主轴能够带动所述外转子结构旋转，产生另一个旋转磁场。
优选地，所述无铁芯定子绕组还包括线圈组和引出导线，所述线圈组能够同时切割所述内转子结构的旋转磁场和所述外转子结构的旋转磁场，以产生发电电流，所述引出导线用于连接所述线圈组和外部的用电设备。
优选地，所述内转子结构还包括内转子永磁铁、内转子环形承载件、内转子连接件以及内转子套管，所述内转子永磁铁设置于所述内转子环形承载件的外壁上，形成一个永磁磁场，所述内转子连接件的一端与所述内转子环形承载件的内壁连接，所述内转子连接件的另一端与所述内转子套管连接，所述内转子套管套设于所述主轴上。
优选地，所述外转子结构还包括外转子永磁铁、外转子环形承载件、外转子连接件以及外转子套管，所述外转子永磁铁设置于所述外转子环形承载件的内壁上，形成一个永磁磁路，所述外转子连接件的一端与所述外转子环形承载件的内壁连接，所述外转子连接件的另一端与所述外转子套管连接，所述外转子套管套设于所述主轴上。
本发明技术方案具有以下优点，根据永磁发电机的工作原理，只要具备无铁芯定子绕组与本发明的内转子结构，或者外转子结构的任何一个设计，都可实现发电功能，但是，本发明同时具有内转子结构和外转子结构，主轴带动与之连接的内转子结构和外转子结构同时旋转，无铁芯定子绕组就可以同时切割内转子结构的旋转磁场和外转子结构的旋转磁场，提高无铁芯发电机的发电量。由于无铁芯定子绕组没有硅钢片的铁芯结构，不会产生磁滞阻力和涡流阻力的现象，同时也杜绝了产生铁损热能的消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为一实施例的稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机的侧视剖面的结构示意图；
图2为一实施例的稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机的内转子结构、定子绕组以及外转子结构的结构示意图；
图3为一实施例的稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机的定子绕组的结构示意图；
图4为一实施例的稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机的内转子结构的结构示意图；
图5为一实施例的稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机的外子结构的结构示意图；
图6为一实施例的稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机的结构示意图。
其中，1、主轴；2、定子绕组；21、线圈组；22、引出导线；23、绕组紧固螺栓；3、内转子结构；31、内转子永磁铁；32、内转子环形承载件；33、内转子连接件；34、内转子套管；4、外转子结构；41、外转子永磁铁；42、外转子环形承载件；43、外转子连接件；44、外转子套管；51、壳体；52、后端盖；521、预留引出孔；53、前端盖；54、壳体紧固螺栓；55、第一轴承；56、第二轴承；6、主轴连接盘；7、发电机底座。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例中的附图，对稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机进行清楚、完整地具体说明。显然，所描述的具体实施例也仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下将描述稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机的具体结构。
如图1-2所示，稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机包括主轴1、定子绕组2、内转子结构3及外转子结构4，内转子结构3与主轴1连接，主轴1能够带动内转子结构3旋转，内转子结构3具有一个独立的电磁感应磁路，外转子结构4与内转子结构3相对于无铁芯定子绕组2间隔设置，外转子结构4与主轴1连接，主轴1能够带动外转子结构4与内转子结构3同步旋转，外转子结构4具有一个独立的电磁感应磁路，无铁芯定子绕组2设置于内转子结构3和外转子结构4的中间，主轴1带动与之连接的内转子结构3和外转子结构4旋转，从而带动内转子磁场和外转子磁场同步旋转，产生一个双磁路的旋转磁场，无铁芯定子绕组2能够利用内侧和外侧两个接触面，同时切割内转子结构旋转磁场和外转子结构旋转磁场的磁力线，以此产生发电电流，实现稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机的发电过程，具体地，主轴1在外部驱动设备的驱动下旋转，此外，无铁芯定子绕组2设置于内转子结构3和外转子结构4之间，使稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机，建立一个具有两个磁场气隙的双磁路设计结构，无铁芯定子绕组2能够利用所述内侧和外侧的接触面，同时切割内转子结构3的旋转磁场和外转子结构4的旋转磁场，产生发电电流。
如图1图6所示，稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机还包括壳体51、后端盖52、前端盖53、壳体紧固螺栓54、第一轴承55以及第二轴承56，壳体51与后端盖52，通过八支壳体紧固螺栓54连接在一起，第二轴承56嵌入后端盖52中，主轴1的一端设置于第二轴承56的轴承孔内，第一轴承55套置于主轴1的另一端，前端盖53套置于第一轴承55上，前端盖53的外圈通过8支壳体紧固螺栓54与壳体51固定连接，具体地，壳体紧固螺栓54为多个数量，可以理解的是，在其他实施例中，根据发电机的直径变化合理选择，在本实施例的附图中设计了十六支壳体紧固螺栓。
如图1图3所示，无铁芯定子绕组2包括线圈组21和引出导线22，此外无铁芯定子绕组2还包括绕组紧固螺栓23，所述线圈组21采用高分子绝缘材料的封装技术，把多个线圈组21灌注成一个环形的无铁芯定子绕组结构2，灌注后的线圈组21通过绕组紧固螺栓23与后端盖52固定连接，引出导线22用于将线圈组21产生的电流输出至外部用电设备，具体地，绕组紧固螺栓23为多个数量，可以理解的是，根据紧固绕组的强度合理选择，本实施例仅标注两个绕组紧固螺栓23，以示说明其紧固作用。后端盖52上开设有预留引出孔521，引出导线22穿过后端盖52的引出孔521与外部用电设备连接。浇铸高分子绝缘树脂材料的线圈组21还能够起到防水作用。
如图1图4所示，内转子结构3包括内转子永磁铁31、内转子环形承载件32、内转子连接件33和内转子套管34，内转子永磁铁31依照多个n极s极的排列顺序，设置于所述内转子环形承载件32的外壁上，形成一个永磁磁路，内转子连接件33的一端与内转子环形承载件32的内壁连接，内转子连接件33的另一端与内转子套管34连接，内转子套管34套设于主轴1上。
如图1和图5所示，外转子结构4包括外转子永磁铁41、外转子环形承载件42、外转子连接件43和外转子套管44，外转子永磁铁41依照多个n极s极的排列顺序，设置于所述外转子环形承载件42的内壁上，形成一个永磁磁路，外转子连接件43的一端与外转子环形承载件42的内壁连接，外转子连接件43的另一端与外转子套管44连接，外转子套管44套设于主轴1上。
如图6所示，稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机还包括主轴连接盘6、发电机底座7，主轴连接盘6与主轴1连接，主轴1通过主轴连接盘6与外部驱动设备的驱动轴固定连接，以带动主轴1旋转，发电机底座7与壳体51连接，发电机底座7用于固定发电机结构。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
1.一种稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机，其特征在于，包括主轴(1)、无铁芯定子绕组(2)、内转子结构(3)及外转子结构(4)：
主轴(1)；
无铁芯定子绕组(2)，所述无铁芯定子绕组(2)设置于内转子结构(3)和外转子结构(4)之间，无铁芯定子绕组(2)能够同时切割内转子结构(3)的旋转磁场和外转子结构(4)的旋转磁场，产生发电电流；
内转子结构(3)，所述内转子结构(3)与所述主轴(1)连接，所述内转子结构(3)具有一个独立的永磁磁路，所述主轴(1)能够带动所述内转子结构(3)旋转，产生一个旋转磁场；
外转子结构(4)，所述外转子结构(4)与所述内转子结构(3)相对于无铁芯定子绕组(2)间隔设置，所述外转子结构(4)与所述主轴(1)连接，所述外转子结构(4)具有一个独立的永磁磁路，所述主轴(1)能够带动所述外转子结构(4)旋转，产生另一个旋转磁场。
2.如权利要求1所述的稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机，其特征在于，所述无铁芯定子绕组(2)包括线圈组(21)和引出导线(22)，所述线圈组(21)能够同时切割内转子结构(3)的旋转磁场和外转子结构(4)的旋转磁场，以产生发电电流，所述引出导线(22)用于连接所述线圈组(21)和外部的用电设备。
3.如权利要求1所述的稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机，其特征在于，所述内转子结构(3)包括内转子永磁铁(31)、内转子环形承载件(32)、内转子连接件(33)以及内转子套管(34)，所述内转子永磁铁(31)设置于所述内转子环形承载件(32)的外壁上，形成一个永磁磁场，所述内转子连接件(33)的一端与所述内转子环形承载件(32)的内壁连接，所述内转子连接件(33)的另一端与所述内转子套管(34)连接，所述内转子套管(34)套设于所述主轴(1)上。
4.如权利要求1所述的稀土永磁轴向双磁路无铁芯发电机，其特征在于，所述外转子结构(4)包括外转子永磁铁(41)、外转子环形承载件(42)、外转子连接件(43)以及外转子套管(44)，所述外转子永磁铁(41)设置于所述外转子环形承载件(42)的内壁上，形成一个永磁磁场，所述外转子连接件(43)的一端与所述外转子环形承载件(42)的内壁连接，所述外转子连接件(43)的另一端与所述外转子套管(44)连接，所述外转子套管(44)套设于所述主轴(1)上。
技术总结