CN202811212U

CN202811212U - 层架式导风板型中空垂直轴双转子磁悬浮风力发电机

Info

Publication number: CN202811212U
Application number: CN201220527338.9U
Authority: CN
Inventors: 张献文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-10-16

Abstract

本实用新型公开一种层架式导风板型中空垂直轴双转子磁悬浮风力发电机，由风机主体导风板、顶层上盖板、层间隔板、底层面板、结构连接件等构成框架型结构；中空垂直轴壁上设有发电机的内定子铁芯、内定子线圈及外转子、外定子线圈、外定子铁芯，外转子通过变速器系统带动内转子上的发电机磁极转动；采用中空垂直轴与外围的导风板的框架结构，具有非常好的稳定性与抗风性，同时也增加了风机的截风面积和减少了风机叶片的逆向风阻，低风起动性能得以提高；中空垂直轴壁上的内转子减少了风机外转子与发电机的传动问题，也解决了发电机的散热问题，采用多层框架式组合结构与垂直中空轴的运用使发动机安装维修简单可行。

Description

层架式导风板型中空垂直轴双转子磁悬浮风力发电机

技术领域

本实用新型公开一种层架式导风板型中空垂直轴双转子磁悬浮风力发电机，是对现有风力发电机结构的改进，属于发电设备技术领域。

背景技术

现有的风力发电机分水平轴式和垂直轴式两种。水平轴式风力发电机受风机叶片强度、塔筒抗风力影响及大型轴承、变速箱、风机叶片等大型部件的高空修换等问题的存在，及需要对正风向等。在现有技术条件下很难把水平轴风力发电机做得很大，几兆瓦的已经很难了。垂直轴的风力发电机虽然不用对风向，但因技术、结构、材料、工艺等诸多原因的问题，做到兆瓦级的基本上就沒有成功的。

发明内容

本实用新型公开一种层架式导风板型中空垂直轴双转子磁悬浮风力发电机，解决了现有风力发电机分水平轴式和垂直轴式的技术状况存在的缺欠和不足。

本实用新型的层架式导风板型中空垂直轴双转子磁悬浮风力发电机，其技术解决方案如下：

在风机主体地面基础上设有由风机主体导风板、顶层上盖板、层间隔板、底层面板、结构连接件及中空垂直轴壁相连的构成框架型结构；在框架型结构中，中空垂直轴壁为中空的桶形支柱，弧形的主体导风板分别设在顶层上盖板、层间隔板、底层面板之间构成支架，中间层隔板分别通过结构连接件与顶层上盖板、底层面板连接；风机叶片通过悬臂上的旋转轴固定在外转子上，可绕旋转轴转动，外转子的两端设有聚风罩与悬臂连接；在中空垂直轴壁上设有发电机的内定子铁芯、内定子线圈及外转子，外转子上设有外定子线圈、外定子铁芯，外转子通过变速器系统带动内转子上的发电机磁极转动；中空垂直轴壁与外转子之间设有内转子，内转子的内、外壁上带有发电机磁极；内转子磁悬浮轨道系统由若干块永磁铁组成，分别设置在中空垂直轴壁的外壁和内转子的内壁上及内转子的两端和结构连接件上构成环形的水平和垂直磁悬浮机构；外转子磁悬浮轨道系统由若干块永磁铁组成，分别设置在层间隔板或底层面板或顶层上盖板和聚风罩相对应的位置构成环形的水平和垂直磁悬浮机构；内转子、外转子通过变速器系统构成变速机构，使内转子的发电机磁极增速发电；刹车系统设置在外转子两端的聚风罩与结构连接件之间。

本实用新型积极效果在于：采用中空垂直轴与外围的导风板的框架结构，具有非常好的稳定性与抗风性，同时也增加了风机的截风面积和减少了风机叶片的逆向风阻，低风起动性能得以提高；利用组合式的水平和垂直的磁悬浮轨道的互相排斥作用带替大型轴承的作用；中空垂直轴壁上的内转子减少了风机外转子与发电机的传动问题，也解决了发电机的散热问题。多层框架式组合结构与垂直中空轴的运用使发动机的安装维修简单可行。

附图说明

图1为本实用新型整体结构原理图；

图2为本实用新型整体结构剖视图；

图3为本实用新型风机主体平剖图；

图4为本实用新型风机叶片与主体局部结构立剖图；

图5为本实用新型外转子风机叶片与聚风罩结构图；

图6为本实用新型主体框架结构图；

图中，1.中空垂直轴臂；2.层板结构件；3.变速器系统；4.外定子线圈；5.外定子铁芯；6.内定子铁芯；7.内定子线圈；8.内转子磁悬孚系统；9.刹车系统；10.外转子磁悬浮系统；11.顶层上盖板；12.电梯设备间；13.旋转轴；14.聚风罩；15.悬臂结构；16.转子叶片；17.内转子；18.层间隔板；19.发电机磁极；20.外转子；21.安装检修囗；22.导风板；23.中空垂直轴；24.底层面板；25.主体地面基础。

具体实施方式

根据图1、图2、图6所示，在风机主体地面基础25上，由风机主体导风板22、顶层上盖板11、层间隔板18、底层面板24、结构连接件2与中空垂直轴壁1相连接，形成一个中间由一个桶形的中空垂直轴壁1为支柱的、外围弧形的主体导风板22为支架的框架型结构，由结构连接件2、风机主体顶层上盖板11、底层面板24及中间层隔板18相连接所形成的一个稳定的具有非常良好的抗风力性能的层架式的框架型结构。

如图3所示，利用风机外转子悬臂15上风机叶片16所转动的角度来控制风机叶片16的受风截面积的大小，而来改变风机叶片16的受风力；风机叶片16、在风速超出额定风速时，可以通过围绕外转子悬臂15、上的风机叶片旋转轴13转动一定角度来改变风机叶片16的受风截面积的大小，从而改变受风力的大小，以此来提高风机叶片16等运动系统部件的抗风能力，防止风机叶片16、内转子17、外转子20等运动系统部件因失速、过载等原因而损坏。

如图2、图4所示，利用固定在中空垂直轴壁1上的发电机内定子铁芯6、内定子线圈7及外转子20上的外定子线圈4外定子铁芯5，与由低速转动的外转子20转动带动变速器系统3，使中空垂直轴壁1与外转子20之间的带有永磁铁的发电机磁极19的内转子17增速快速转动而发电。利用中空垂直轴壁1上固定有发电机内定子铁芯6、内定子线圈7，外转子20壁上固定的外定子线圈4、处转子铁芯5由低速转动的外转子20通过变速器系统3增速带动，中空垂直轴壁1与外转子20之间设有内转子17，内转子17的内、外壁上带有永磁铁的发电机磁极19，内转子17快速转动而发电（因为风力发电机风机转子转速太低无法直接发电）。省去了发电机外壳、发电机轴、轴承、风扇等。而釆用无刷双馈变速恒频的发电机设计就可解决因风机转速不稳而引起的发电频率不稳而无法并网的问题。风机外转子20壁上的发电机，所发的电能可以直接供给风机转子等运动部件的控制系统设备上。这样即解决了风机与发电机之间的动力传动问题，也解决了风机运动部件控制系统的电力供应问题及发电机的散热问题。在省去了发电机外壳、发电机轴、轴承、风扇等的同时，发电机结构也可变成集成组合式的，可大、可小便于生产安装。在水平和垂直磁悬浮轨道的共同作用下，变滚动磨擦阻力为空气滑动磨擦阻力，降低了风机内转子17、外转子20的转动阻力。

如图2、图4所示的内转子磁悬浮轨道系统8由若干块永磁铁组成，分别设置在中空垂直轴壁1的外壁和内转子17的内壁上及内转子17的两端和结构连接件2上构成环形的水平和垂直磁悬浮机构；外转子磁悬浮轨道系统10由若干块永磁铁组成，分别设置在层间隔板18或底层面板24、顶层上盖板11和聚风罩14相对应的位置构成环形的水平和垂直磁悬浮机构；内转子17、外转子20通过变速器系统3构成变速机构，使内转子17的发电机磁极19增速发电。

如图1、图2、图3结构所示，利用层架式导风板型的框架结构可以做成多层组合结构，以增加整机的装机容量。由风机主体层间隔板18所构成的上、下层结构使风机整机容量倍增。也可以把风机安装在半潜式浮箱上通过锚链固定在海上。或直接用桩柱结构固定安装在海上。以建立海上风场。利用风机主体导风板22来增加风机的截风面积和减少风机叶片16的逆向风阻。导风板22就是一种具有一定园弧形表面的弧形板可以以较小的风阻把风导向须要风的方向。风机外围导风板22的作用，在风机叶片16正向迎风时导风板22增加风机的截风面积。在风机叶片逆向迎风向时，导风板22挡住了吹向风机叶片16的逆向风，起到挡风板的作用，并把一部分逆向风导向转变为正向风。在减小风机叶片16的逆向风阻的同时增加了风机叶片16的正向风力。另外在风机外转子20与悬臂结构15上有一圈由弧形板连接形成的一个喇叭口形的聚风罩14（参照图1、图3、图5），使风不能从风机叶片16两头散去，起到聚风的作用。从而可以降低风机的切入风速。同时也増加了风机外转子20和悬臂结构15的机械强度和风机外转子20整体结构的稳定性。刹车系统9设置在外转子20两端的聚风罩14与结构连接件2之间；中空的垂直轴壁1上的层间还可安装检修囗21或中空垂直轴23，其内部空间可以加装电梯、爬梯戓旋梯等以便安装维修等用。如图1、图2所示，安装检修囗21、中空垂直轴23的结构所示，可以用于吊运、安装、维护、检修设备时用。

Claims

1.一种层架式导风板型中空垂直轴双转子磁悬浮风力发电机，其特征在于：

在风机主体地面基础上设有由风机主体导风板、顶层上盖板、层间隔板、底层面板、结构连接件与中空垂直轴壁相连的框架型结构；在框架型结构中，中空垂直轴壁为中空的桶形支柱，弧形的主体导风板分别设在顶层上盖板、层间隔板、底层面板之间构成支架，中间层隔板分别通过结构连接件与顶层上盖板、底层面板连接；风机叶片通过悬臂上的旋转轴固定在外转子上，可绕旋转轴转动，外转子的两端设有聚风罩与悬臂连接；在中空垂直轴壁上设有发电机的内定子铁芯、内定子线圈及外转子，外转子上设有外定子线圈、外定子铁芯，外转子通过变速器系统带动内转子上的发电机磁极转动；中空垂直轴壁与外转子之间设有内转子，内转子的内、外壁上带有发电机磁极；内转子磁悬浮轨道系统由若干块永磁铁组成，分别设置在中空垂直轴壁的外壁和内转子的内壁上及内转子的两端和结构连接件上构成环形的水平和垂直磁悬浮机构；外转子磁悬浮轨道系统由若干块永磁铁组成，分别设置在层间隔板或底层面板、顶层上盖板和聚风罩相对应的位置构成环形的水平和垂直磁悬浮机构；内转子、外转子通过变速器系统构成变速机构，使内转子的发电机磁极增速发电；刹车系统设置在外转子两端的聚风罩与结构连接件之间。