永磁懸浮式垂直軸風力發電機的製作方法

2023-07-10 04:39:01

專利名稱：永磁懸浮式垂直軸風力發電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種改進的垂直軸風力發電機，屬風力發動機技術領域。
背景技術：
隨著全球化學能源的日益枯竭，風力發電越來越受到人們的重視。同水平軸風力發電機相比，垂直軸風力發電機具有風能利用率高、噪音低等特點，近年來備受青睞。現有的垂直軸風力發電機一般以機械式軸承來固定和支承風葉，這種結構雖然成本較低，但具有阻力大、啟動風速與切入風速高、效率相對較低等缺點；電磁懸浮風力發電機雖然在性能方面得到了改善，但各個懸浮軸承均需設置控制裝置，成本很高。此外，現有風力發電機的風葉和發動機之間採用機械傳動方式，能量損失較大。

發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足、提供一種結構簡單、製造成本低、能
量轉換效率高的永磁懸浮式垂直軸風力發電機。 本實用新型所述問題是以下述技術方案實現的 —種永磁懸浮式垂直軸風力發電機，由塔架、垂直主軸、軸套、風葉和永磁發電機
組成，所述垂直主軸固定於塔架上，所述軸套通過上軸承和下軸承套裝於垂直主軸外部，所
述風葉有多個，均勻固定於軸套外部，軸套輸出的轉矩驅動永磁發電機，在軸套內設置有與
軸套同軸的上磁環，在垂直主軸上套裝有與上磁環同極相對且位於上磁環下方的下磁環。 上述永磁懸浮式垂直軸風力發電機，所述永磁發電機由定子和多個外磁塊構成，
所述外磁塊沿圓周方向均布於軸套下端的外表面上，所述定子通過安裝板與垂直主軸的下
端固接且與外磁塊相對。 上述永磁懸浮式垂直軸風力發電機，在下磁環下方設置有下磁環高度調節螺栓。[0008] 本實用新型利用上磁環與下磁環之間的排斥力來承載風葉和軸套的重量，上軸承和下軸承對風葉和軸套僅起徑向支撐作用而不承重，因而其摩擦阻力小，降低了風力發電機的啟動風速和切入風速，提高了能量轉換效率。風葉所接收的風能通過磁力耦合至永磁發電機，減少了能量損失。下磁環高度調節螺栓可通過調節上磁環與下磁環之間的間隙來調節兩磁環間的排斥力，使之恰好抵消風葉和軸套的重量。本實用新型不僅結構簡單、製造成本低，而且摩擦阻力小，能量轉換效率高，特別適於在風能條件一般，遠離電網或電網不正常的地區發電。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。[0010]


圖1是本實用新型的結構示意圖；[0011] 圖2是風葉和軸套的俯視圖；[0012] 圖3是上下磁環安裝示意圖；[0013] 圖4是永磁發電機結構示意圖。 圖中各標號為1、垂直主軸；2、上軸承；3、軸套；4、風葉；5、下軸承；6、上固定套；7、上磁環；8、下磁環；9、下固定套；10、外磁塊；11、安裝板；12、定子；13、塔架；14、下磁環
高度調節螺栓。
具體實施方式參看
圖1、圖2，本實用新型包括垂直主軸1、上軸承2、軸套3、風葉4、下軸承5、上固定套6、上磁環7、下磁環8、下固定套9、外磁塊10、安裝板11、定子12、塔架13和下磁環高度調節螺栓14，上固定套6和下固定套9是為了方便上磁環7和下磁環8的安裝而設置的，垂直主軸1下端與塔架13相連，在垂直主軸1上依次安裝有下固定套9、下磁環8、上磁環7、上固定套6、下軸承5、軸套3、上軸承2，下固定套9與下磁環8粘接牢固，上固定套6與上磁環7粘接牢固。軸套3裝有三個風葉4，三個風葉4呈120。夾角均布；安裝板ll固定在垂直主軸1上，定子12固定在安裝板11上，軸套3的下端粘有外磁塊IO，外磁塊10與定子鐵殼通過磁性連接；下磁環高度調節螺栓14固定在安裝板11上。[0016] 參看
圖1、圖3，本實用新型的整體向上支撐是由上磁環7和下磁環8組成，且上磁環7與下磁環8間距可調(此距離與上部重量有關)。上軸承2和下軸承5對軸套3徑向扶持，沒有向下壓力所以摩擦阻力很小。 參看圖4，本實用新型是由外磁塊10與定子12鐵殼通過磁性傳動，它們之間沒有機械接觸所以沒有能量損失。當軸套3旋轉時，多個外磁塊10依次經過定子12，使定子12內產生交變磁場，於是在定子線圈中感應出交流電壓。 由於本實用新型採用永磁懸浮式結構，磁性傳動，簡化了磁路，因此，安裝簡單、快捷，運輸方便，風能利用率高，成本較低。適於在風能條件一般，遠離電網或電網不正常的地區發電。上磁環7、下磁環8、和外磁塊10均為開鋼模壓鑄而成，精度高適宜規模化生產。[0019] 本實用新型的安裝過程是先將塔架13固定在選好的位置，安裝板ll和垂直主軸1固定在塔架13上，把已粘牢的下固定套9與下磁環8安裝在垂直主軸1上，然後再將已粘牢的上固定套6與上磁環7套裝在垂直主軸1上，在軸套3內裝入下軸承5，再把軸套3裝到垂直主軸1上，安裝上上軸承2，把風葉4以一定角度(此角度與風葉4的數量有關)錯開安裝到軸套3中部位置。調節上磁環7與下磁環8的間隙，達到受力平衡，將定子12固定到安裝板11上，定子12與軸套3下部已粘好的外磁塊10的距離。這樣，大風吹動風葉4旋轉，風葉4帶動軸套3旋轉，從而外磁塊10帶動定子12發電。 本實用新型安裝調試好後，風葉4和軸套3的重力依次經上固定套6、上磁環7、下磁環8、下固定套9、下磁環高度調節螺栓14作用到安裝板11上，因而上軸承2和下軸承5並不承重。 本實用新型可以低風速啟動，無噪音，為靜音式風力發電機。它普遍適用於風能條件一般，遠離電網或電網不正常的地區，為家電(如電視機、電燈等)、監控設施、通訊設備及其它中小型用電設施供電。
權利要求一種永磁懸浮式垂直軸風力發電機，其特徵是，它由塔架(13)、垂直主軸(1)、軸套(3)、風葉(4)和永磁發電機組成，所述垂直主軸(1)固定於塔架(13)上，所述軸套(3)通過上軸承(2)和下軸承(5)套裝於垂直主軸(1)外部，所述風葉(4)均勻固定於軸套(3)外部，軸套(3)輸出的轉矩驅動永磁發電機，在軸套(3)內設有與軸套(3)同軸的上磁環(7)，在垂直主軸(1)上套裝有與上磁環(7)同極相對且位於上磁環(7)下方的下磁環(8)。
2. 根據權利要求1所述永磁懸浮式垂直軸風力發電機，其特徵是，所述永磁發電機由 定子(12)和多個外磁塊(10)構成，所述外磁塊(10)沿圓周方向均布於軸套(3)下端的外 表面上，所述定子(12)通過安裝板(11)與垂直主軸(1)的下端固接且與外磁塊(10)相對。
3. 根據權利要求1或2所述永磁懸浮式垂直軸風力發電機，其特徵是，在下磁環(8)下 方設有下磁環高度調節螺栓(14)。
專利摘要一種永磁懸浮式垂直軸風力發電機，用於提高風力發電效率並降低成本，其技術方案是它由塔架、垂直主軸、軸套、風葉和永磁發電機組成，所述垂直主軸固定於塔架上，所述軸套通過上軸承和下軸承套裝於垂直主軸外部，所述風葉有多個，均勻固定於軸套外部，軸套輸出的轉矩驅動永磁發電機，在軸套內設置有與軸套同軸的上磁環，在垂直主軸上套裝有與上磁環同極相對且位於上磁環下方的下磁環。本實用新型不僅結構簡單、製造成本低，而且摩擦阻力小，能量轉換效率高，特別適於在風能條件一般，遠離電網或電網不正常的地區發電。
文檔編號F03D3/06GK201546904SQ20092025435
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月6日 優先權日2009年11月6日
發明者李國宏, 杜建衛 申請人:李國宏;杜建衛