垂直式风能发电机组制造技术

技术编号:15532575 阅读:92 留言:0更新日期:2017-06-04 20:23
本发明专利技术提供的垂直式风能发电机组,包括风叶、发电机装置、两个磁悬浮装置、主轴和固定柱,主轴可旋转地位于固定柱的上方,风叶套在主轴上,发电机装置位于风叶下方并套在主轴上,两个磁悬浮装置相向设置并且分别套在主轴的两端,风叶的轴线与主轴的轴线重合,风叶上设置有叶片,发电机装置设有定子和转子,转子套在主轴上,定子套在转子的外周面,每一磁悬浮装置设有径向磁悬浮机构和轴向磁悬浮机构,径向磁悬浮机构包括磁块和第一线圈组,磁块为软磁体且套在主轴上,轴向磁悬浮机构包括磁板和第二线圈组,磁板为软磁体且套在主轴上。该垂直式风能发电机组可在低风速下起动运行,驱动力大,发电效能高,故障率低,寿命长。

Vertical type wind energy generator set

Vertical type wind power generator provided by the invention comprises a fan blade, a generator, a two magnetic device, the spindle and the fixing shaft is rotatably arranged above the fixed column, the fan blade is sheathed on the main shaft, the generator device is located below the fan blade and is sheathed on the main shaft, two magnetic levitation device are arranged in the opposite direction and respectively. Set at both ends of the spindle axis and the spindle blade coincide with the axis of blade is arranged on the blade, the generator device is provided with a stator and a rotor, the rotor is sheathed on the main shaft, the stator set in an outer peripheral surface of the rotor, a magnetic levitation device is provided with a radial magnetic mechanism and axial magnetic suspension mechanism, radial magnetic mechanism comprises a magnetic block and the first coil group, a magnetic block is a soft magnet and is sheathed on the main shaft, the axial magnetic mechanism comprises a magnetic plate and second coil group, soft magnet and magnetic plate is sleeved on the main shaft. The vertical type wind energy generator set can start running at low wind speed, has large driving force, high power generation efficiency, low failure rate and long service life.

【技术实现步骤摘要】
垂直式风能发电机组
本专利技术涉及风能发电
,具体地说,涉及一种垂直式风能发电机组。
技术介绍
风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大,全球的风能约为2.74×109MW,其中可利用的风能为2×107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广,仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。风能是没有公害的能源之一,而且它取之不尽,用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,因地制宜地利用风能发电,非常适合,大有可为。把风的动能转变成机械动能,再把机械动能转化为电力动能,这就是风能发电。风能发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。风能发电正在世界上形成一股热潮,因为风能发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染。风能发电所需要的装置,称作风能发电机组。尽管风能发电机组多种多样,但归纳起来可分为两类:一、水平轴风能发电机组,其风轮的旋转轴与风向平行;二、垂直轴风能发电机组,风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。垂直轴风能发电机在风向改变的时候无需对风,在这点上相对于水平轴风能发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。现有的垂直式风能发电机组由风轮叶片、发电机、上下支撑座和支架组成,该风轮叶片的风能驱动受力低、风阻大且驱动力小,导致了发电机组的发电效能低,在低风速下无法起动或起动困难。并且,风轮叶片不能完全悬浮,在旋转的过程中会与旋转轴存在摩擦,影响了风轮叶片的使用寿命,使发电机组的故障率频发。而且,现有的垂直式风能发电机组没有工作状态显示装置,造成用户无法第一时间得知发电机组的工作状态及故障状态,从而无法第一时间对发电机组进行维护。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种适宜低风速下起动运行、驱动力大、发电效能高、故障率低、寿命长的垂直式风能发电机组。为了实现本专利技术的主要目的,本专利技术提供的垂直式风能发电机组,包括主轴和固定柱,其中,主轴可旋转地位于固定柱的上方,垂直式风能发电机组还包括风叶、发电机装置和两个磁悬浮装置,风叶套在主轴上,发电机装置位于风叶下方并套在主轴上,两个磁悬浮装置相向设置并且分别套在主轴的两端,风叶的轴线与主轴的轴线重合,风叶上设置有叶片,发电机装置设有定子和转子,转子套在主轴上,定子套在转子的外周面,每一磁悬浮装置设有径向磁悬浮机构和轴向磁悬浮机构,径向磁悬浮机构包括磁块和第一线圈组,磁块为软磁体且套在主轴上,第一线圈组位于磁块的外周面,第一线圈组沿主轴的径向布置,轴向磁悬浮机构包括磁板和第二线圈组,磁板为软磁体且套在主轴上,磁板位于径向磁悬浮机构在朝向主轴端面方向的侧面,第二线圈组位于磁板在朝向主轴端面方向的侧面,第二线圈组沿主轴的轴向布置。由以上方案可见,垂直式风能发电机组以垂直主轴为中心,风能带动风叶旋转,伴随着带动主轴旋转从而驱动发电机装置的转子旋转,因此发电机装置进行发电。垂直式风能发电机组的径向磁悬浮机构的磁块为软磁体,从而磁块和第一线圈组的磁极相同,在主轴上产生排斥力,通过径向排斥力,实现了主轴的径向稳态磁悬浮。另外,轴向磁悬浮机构的磁板为软磁体,从而磁板和第二线圈组的磁极相同,在发电机装置的转子上产生轴向排斥力,用于抵消发电机装置和风叶构成的旋转部分的重力,实现了转子和风叶的轴向稳态磁悬浮。并且,本专利技术垂直式风能发电机组在主轴的两端设有位置相向的两个磁悬浮装置,使转子和风叶在旋转的过程中趋于平衡稳定的磁悬浮状态,相互之间没有摩擦,没有阻力,而且运转平稳,无抖动,无噪音,垂直式风能发电机组适宜低风速下起动运行,风叶的驱动力大,发电机组的发电效能高,并且垂直式风能发电机组的故障率低,寿命长。更进一步的方案是,转子在沿主轴的径向设置有永磁体,定子在沿主轴的径向设置有线圈,线圈与永磁体位于主轴径向的相同水平面上。由以上方案可见,转子在沿主轴的径向设置有永磁体,定子在沿主轴的径向设置有线圈,线圈与永磁体位于主轴径向的相同水平面上。结构简单,驱动转子旋转发电的驱动力下,从而垂直式风能发电机组在低风速下可起动运行。更进一步的方案是,转子在沿主轴的径向设置有线圈,定子在沿主轴的径向设置有永磁体,线圈与永磁体位于主轴径向的相同水平面上。由以上方案可见,转子在沿主轴的径向设置有线圈,定子在沿主轴的径向设置有永磁体,线圈与永磁体位于主轴径向的相同水平面上。结构简单,驱动转子旋转发电的驱动力下,从而垂直式风能发电机组在低风速下可起动运行。更进一步的方案是,转子在沿主轴的径向设置有永磁体,定子在沿主轴的径向设置有线圈,线圈位于永磁体的下方。由以上方案可见,转子在沿主轴的径向设置有永磁体,定子在沿主轴的径向设置有线圈,线圈位于永磁体的下方。结构简单,驱动转子旋转发电的驱动力下,从而垂直式风能发电机组在低风速下可起动运行。更进一步的方案是,叶片的数量至少两个。由以上方案可见,叶片的数量至少两个,提高风能驱动叶片的受力面积,提高发电机组的发电效能。更进一步的方案是,叶片在靠近主轴的根部的宽度大于叶片在远离主轴的尾部的宽度。由以上方案可见,叶片在靠近主轴的根部的宽度大于叶片在远离主轴的尾部的宽度,降低叶片的阻力,提高发电机组的发电效能。更进一步的方案是,叶片设有进风弧面和背风弧面,进风弧面和背风弧面的轴心分别与主轴的轴心之间的角度不相同,且进风弧面和背风弧面的半径也不相同。由以上方案可见,叶片设有进风弧面和背风弧面,进风弧面的轴心与主轴的轴心之间的角度不等于背风弧面的轴心与主轴的轴心之间的角度,且进风弧面的半径和背风弧面的半径不相同。叶片背风弧面的风阻小,而进风弧面的驱动力大,提高发电机组的发电效能。更进一步的方案是,垂直式风能发电机组还包括状态显示装置,状态显示装置位于风叶上方的磁悬浮装置的上方,状态显示装置用于显示垂直式风能发电机组的工作状态。由以上方案可见,状态显示装置用于显示垂直式风能发电机组的工作状态,使用户可第一时间得知垂直式风能发电机组的工作状态及故障状态,便于用户第一时间对垂直式风能发电机组进行维护。更进一步的方案是,垂直式风能发电机组还包括支撑架,支撑架的两端分别与主轴的两端连接,支撑架由多个条状的多边形支撑片组成,多个支撑片绕主轴的轴线均匀分布。由以上方案可见,支撑架由多个条状的多边形支撑片组成,多个支撑片绕主轴的轴线均匀分布,使垂直式风能发电机组的外观具有美感,并且有效地支撑垂直式风能发电机组上的零部件,提高垂直式风能发电机组的工作稳定性。更进一步的方案是,垂直式风能发电机组还包括避雷装置,避雷装置位于主轴的顶端。由以上方案可见,一旦发生雷击时,避雷装置将雷击形成的强电流直接分流至大地,以避免垂直式风能发电机组免遭雷击的危险,保证垂直式风能发电机组的正常使用。附图说明图1是本专利技术垂直式风能发电机组实施例的立体图。图2是本专利技术垂直式风能发电机组实施例的主视图。图3是本专利技术垂直式风能发电机组实施例中风叶的第一实施例的立体图。图4是本专利技术垂直式风能发电机组实施例中风叶的第一实施例的俯视图。图5是本专利技术垂直式风能发电机组实施例中风叶的第二实施例的立体图。图6是本专利技术垂直式风能发电机组实施例中风叶的第三实施例的立体图本文档来自技高网
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垂直式风能发电机组

【技术保护点】
垂直式风能发电机组,包括主轴和固定柱,其特征在于:所述主轴可旋转地位于所述固定柱的上方;所述垂直式风能发电机组还包括风叶、发电机装置和两个磁悬浮装置,所述风叶套在所述主轴上,所述发电机装置位于所述风叶下方并套在所述主轴上,两个所述磁悬浮装置相向设置并且分别套在所述主轴的两端;所述风叶的轴线与所述主轴的轴线重合,所述风叶上设置有叶片;所述发电机装置设有定子和转子,所述转子套在所述主轴上,所述定子套在所述转子的外周面;每一所述磁悬浮装置设有径向磁悬浮机构和轴向磁悬浮机构,所述径向磁悬浮机构包括磁块和第一线圈组,所述磁块为软磁体且套在所述主轴上,所述第一线圈组位于所述磁块的外周面,所述第一线圈组沿所述主轴的径向布置;所述轴向磁悬浮机构包括磁板和第二线圈组,所述磁板为软磁体且套在所述主轴上,所述磁板位于所述径向磁悬浮机构在朝向所述主轴端面方向的侧面,所述第二线圈组位于所述磁板在朝向所述主轴端面方向的侧面,所述第二线圈组沿所述主轴的轴向布置。

【技术特征摘要】
1.垂直式风能发电机组,包括主轴和固定柱,其特征在于:所述主轴可旋转地位于所述固定柱的上方;所述垂直式风能发电机组还包括风叶、发电机装置和两个磁悬浮装置,所述风叶套在所述主轴上,所述发电机装置位于所述风叶下方并套在所述主轴上,两个所述磁悬浮装置相向设置并且分别套在所述主轴的两端;所述风叶的轴线与所述主轴的轴线重合,所述风叶上设置有叶片;所述发电机装置设有定子和转子,所述转子套在所述主轴上,所述定子套在所述转子的外周面;每一所述磁悬浮装置设有径向磁悬浮机构和轴向磁悬浮机构,所述径向磁悬浮机构包括磁块和第一线圈组,所述磁块为软磁体且套在所述主轴上,所述第一线圈组位于所述磁块的外周面,所述第一线圈组沿所述主轴的径向布置;所述轴向磁悬浮机构包括磁板和第二线圈组,所述磁板为软磁体且套在所述主轴上,所述磁板位于所述径向磁悬浮机构在朝向所述主轴端面方向的侧面,所述第二线圈组位于所述磁板在朝向所述主轴端面方向的侧面,所述第二线圈组沿所述主轴的轴向布置。2.根据权利要求1所述的垂直式风能发电机组,其特征在于:所述转子在沿所述主轴的径向设置有永磁体,所述定子在沿所述主轴的径向设置有线圈,所述线圈与所述永磁体位于所述主轴径向的相同水平面上。3.根据权利要求1所述的垂直式风能发电机组,其特征在于:所述转子在沿所述主轴的径向设置有线圈,所述定子在沿所述主轴的径向设置有永磁体,所述线圈与所述永磁体位于所...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯健
申请(专利权)人:珠海市光普太阳能科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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