倍转速垂直轴风力发电机及其制造方法技术

本发明专利技术公开了倍转速垂直轴风力发电机及其制造方法，包括旋转方向相反的第一风力机和第二风力机，所述第一风力机和所述第二风力机叶片的安装方向相反，保证了第一风力机和第二风力机的转向相反；第二风力机的第二回转杆套装于第一风力机的第一回转杆内，实现第二回转杆相对于第一回转杆相对运动，固定杆通过轴承设在第二回转杆内实现第二回转杆相对于固定杆旋转，固定杆的一端固定，另一端与集电环固连，发电机内转子的电源输出线与集电环连接；本发明专利技术通过上下设置的两个风力机，一个风力机带动电枢盘旋转，另一个风力机带动磁铁沿另一个方向旋转，充分利用了励磁磁铁与电枢盘的相对运动而提高了发电机的转速；整个发电机结构简单，效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及发电机，具体设及。
技术介绍
风力发电机，无论是水平轴还是垂直轴，无论大型机还是小型机，其发电效率都与 转速密切相关。风力机转速一般只有几转到几百转，因而大型机为了提高转速，采用齿轮增 速装置。小型机由于考虑成本而无法采用复杂的齿轮增速装置。本专利技术是针对垂直轴风力 发电机设计不用齿轮增速装置而提高转速的一种新型风力发电机。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种通过利用两个方向相反的风力机，实现提高发电机 转速的。 为了达成上述目的，本专利技术采用如下技术方案： 倍转速垂直轴风力发电机，包括旋转方向相反的第一风力机和第二风力机，所述 第一风力机和所述第二风力机叶片的安装方向相反，保证了所述第一风力机和所述第二风 力机的转向相反;所述第二风力机的第二回转杆套装于第一风力机的第一回转杆内，实现 第二回转杆相对于第一回转杆相对运动，固定杆通过轴承设在第二回转杆内实现第二回转 杆相对于固定杆旋转，固定杆的一端固定，另一端与集电环固连，发电机内转子的电源输出 线与集电环连接，由于集电环允许固定位置和旋转位置之间的电源传输，避免了导线缠绕。 采用永磁盘式发电机或其他类型的发电机与两个风力机进行配合，本专利技术W盘式 电机为例进行说明，由两个风力机分别带动转子电枢盘和励磁磁铁盘相向旋转。 第一回转杆与发电机外壳连接，励磁磁铁固定在发电机外壳上，通过叶片不同的 安装布置使两个风力机的旋转方向相反，使得第一风力机相对于第二风力机来说正好是两 者转速之和，第一风力机带动发电机壳旋转亦即带动励磁磁铁旋转，第二风力机带动转子 电枢盘旋转，提高了两个风力发电机的转速。[000引进一步地，所述发电机的转子为电枢盘，定子为励磁磁铁。 进一步地，所述电枢盘与设于所述固定杆端部的集电环通过导线连接。 进一步地，所述转子电枢盘与所述第二回转杆连接并相互垂直设置。 进一步地，所述电机上下端盖各设有励磁磁铁，磁铁与电枢盘间隔设定的距离。 进一步地，所述发电机上下端盖上的励磁磁铁，磁铁固定在发电机上下端盖上，磁 铁与电枢盘间隔设定的距离。 进一步地，所述第一回转杆通过轴承固定于所述第二回转杆的外部。 进一步地，所述第一风力机和第二风力机的叶片数量相同。 进一步地，所述第二回转杆的顶部穿过第一回转杆的顶部。 所述的倍转速垂直轴风力发电机的制造方法，具体步骤如下： 1)在第二风力机的第二回转杆的下半段外围对称布置若干个叶片； 2)将固定杆的底部固定，顶部固定集电环，并套装在第二风力机的第二回转杆内； 3)在第一风力机的第一回转杆的外围对称布置若干个叶片； 4)将第二回转杆的上半段穿过第一回转杆的中屯、； 5)在第二回转杆的外侧固定转子，转子通过输出线与集电环连接； 6)固定发电机的外壳，使得转子的位置设在上下磁铁之间。 进一步地，所述步骤1)和步骤3)能同时进行，或者步骤1)和步骤3)的顺序可更换。 本专利技术的工作原理是： 根据发电机基本公式可推导出功率P的公式： P=mEJ。 m-相数。电动势馬和电流V分别为： 其中，kd为绕组因数，kp为节距因数，Nc为每相线圈应数，f是盘式电机额定频率， P为电机极对数，η为电机转速，Βν为气隙磁通最大值，Sc为线圈的面积。 其中K为电机结构系数，由W上公式可知，发电机输出功率与发电机转速平方成正 比关系。 由两个风力机分别带动转子电枢盘和励磁磁铁盘相对旋转，两个风力机由于旋转 方向相向，相对转速增加1倍，从而发电机切割磁力线的速度得到了增加，发电机的发电量 随着相对转速的增加而增加，同时提高了发电效率。 本专利技术的有益效果是： 1)通过上下设置的两个风力机，一个风力机带动电枢盘旋转，另一个风力机带动 磁铁沿另一个方向旋转，充分利用了励磁磁铁与电枢盘的相对运动而提高了发电机的转 速。 2)整个发电机结构简单，不需要同步反向机构，平衡了扭矩，提高了发电机的转 速，进而提高了发电效率。【附图说明】 图1是本专利技术发电机的结构示意图； 图2是第一风力机的俯视图；图3是第二风力机的俯视图； 其中：1.第一风力机2.第一回转杆3.第二回转杆4.发电机外壳5.电枢盘6. 磁铁7.第二风力机8.固定杆9.集电环10.第一风力机叶片，11.第二风力机叶片。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整的描述。 W采用永磁盘式发电机为例，配合两个轴向相反的垂直轴风力发电机，包括转向 相反的竖直设置的、能水平方向旋转的第一风力机1和第二风力机7,所述第二风力机7的第 二回转杆3套装于第一风力机1的第一回转杆2内，固定杆8通过底部法兰固连后固定不动， 通过轴承与第二回转杆3连接，固定杆8的一端设有集电环9,集电环9通过导线与电枢盘5连 接，第二回转杆3与第二风力机7通过轮臂固连在一起;电枢盘5与第二回转杆3固连在一起； 在所述电枢盘5对立的两侧面上各设有磁铁6,磁铁6与电枢盘5间隔设定的距离;所述磁铁6 设在发电机外壳4上，发电机外壳4与所述第一风力机1固定，实现电枢盘5和磁铁6由两个风 力机分别带动;两个风力机的方向相反，使得第一风力机1相对于第二风力机7来说正好是 两者转速之和，提高了发电机的转速。 所述电枢盘5与所述第二回转杆3连接并垂直设置，所述第一风力机1和第二风力 机7的叶片数量相同，各有Ξ个(或多个)叶片，第一风力机叶片10和第二风力机叶片11的横 截面为采用了翼型的叶片，一边厚一边薄并且逐渐过渡。 第一回转杆2与第一风力机1通过轮臂固连在一起，同时第一回转杆2与发电机外 壳4连接在一起，如图1所示的结构是发电机在两个风力机的中间，运种结构简洁;因固定杆 8的底部固定，第二回转杆3贯通整个风力发电机的整体，保证了整个风力发电机的稳定性， 第一风力机1和所述第二风力机7叶片的安装方向相反，保证了所述第一风力机1和所述第 二风力机7的转向相反;此外，发电机也可W安装在两个风力机的下面或者两个风力机的上 面，利用两个转向相向的风力机提高转速的原理是一样的；磁铁6固定在发电机外壳4的上 下两面，第一风力机1通过第一回转杆2内部的轴承与第二回转杆3相连。 当受到来风时，如果叶片如图2、图3安装，从新式风力机上部观察，第一风力机1受 风围绕第二回转杆3顺时针回转，第二风力机7受风作用围绕固定杆8逆时针回转。电枢盘发 出的Ξ相电通过集电环9输出。 倍转速垂直轴风力发电机的制造方法，具体步骤如下： 1)在第二风力机7的第二回转杆3的下半段外围对称布置若干个叶片； 2)将固定杆8的底部固定，顶部固定集电环9,并套装在第二风力机7的第二回转杆 3内； 3)在第一风力机1的第一回转杆2的外围对称布置若干个叶片； 4)将第二回转杆3的上半段穿过第一回转杆2的中屯、； 5)在第二回转杆3的外侧固定电枢盘，电枢盘通过导线与集电环9连接； 6)固定发电机的外壳4,使得电枢盘5的位置设在上下励磁磁铁6之间。 W上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人 员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也应 视为本专利技术的保护范围。【主权项】1. 倍转速垂直轴风力发电机，其特征在于，包括旋转方向相反的第一风力机和第二风 力机本文档来自技高网...

【技术保护点】
倍转速垂直轴风力发电机，其特征在于，包括旋转方向相反的第一风力机和第二风力机，所述第一风力机和所述第二风力机叶片的安装方向相反；第二风力机的第二回转杆套装于第一风力机的第一回转杆内，实现第二回转杆相对于第一回转杆相对运动，固定杆通过轴承设在第二回转杆内实现第二回转杆相对于固定杆旋转，固定杆的一端固定，另一端与集电环固连，发电机内转子的电源输出线与集电环连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘淑琴，边忠国，张川，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37