用于垂直轴风力发电装置的悬浮轴承制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及风力发电技术领域，提供了一种用于垂直轴风力发电装置的悬浮轴承。本发明专利技术实施例提供的垂直轴风力发电装置的悬浮轴承包括：传动轴系，传动轴系的上方设置有与其连接的中心支撑柱；转子和定子，定子位于转子外部，转子与传动轴系和中心支撑柱连接并能够随中心支撑柱旋转；至少一组磁悬浮单元，磁悬浮单元能够在电磁吸引力的作用下带动转子相对于定子悬浮；至少一组气动力悬浮单元，气动力悬浮单元连接转子和中心支撑柱并且能够产生促使转子相对于定子悬浮的升力。本发明专利技术实施例提供的垂直轴风力发电装置的悬浮轴承，将磁悬浮单元的电磁力和气动力悬浮单元的气动力结合，产生了巨大的浮力，扩大了风机相对于风速变化的做功范围。

【技术实现步骤摘要】
用于垂直轴风力发电装置的悬浮轴承
本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种用于垂直轴风力发电装置的悬浮轴承。
技术介绍
随着全球气候变暖，减少CO2的排放量已是全世界关心的问题，可再生能源的开发是一个在全球备受瞩目的新课题。特别是风能的利用，开辟了一个降低二氧化碳排放量的绿色通道。风能的蕴藏量巨大，且分布广泛，就地可取，无需运输，利用方便。风能的利用已从最初的风力提水，风力助航等发展到今天的风力发电。由于中东南部的风力资源远低于“三北”地区，中东南部的年平均风速能达到5m/s以上的风资源有9亿kw，这部分资源如能开发出来，将是一个巨大的财富。由此，开发适用于中东南部低风速区的风力发电机已成为目前风电行业的热门。通常，开发适用于中东南部低风速区的风力发电机主要从两方面改进：一是改进风力机的结构，适应低风速区风力发电特点的要求；二是提高风力发电的效率。而提高风力发电的效率是一个快速提升风力发电适用于低风速区的关键技术点，而提高效率中很重要的一点就是降低风力发电机运转中风能的损失，而造成风能损失的最大原因来源于风力发电的轴承。所以业内人员下了很大的功夫来降低轴承损失，并取得了很好的成绩。但随着风力发电机单机功率的增加，轴承的承载力在加大，其结构尺寸也在加大，这样就给轴承的制造带来了很多困难，加大了投资成本。特别是近几年垂直轴风力发电装置快速发展，对轴承的技术要求越来越高，也出现了各种各样的解决方案，但是，降低轴承的损失还是不够理想，由此，如何设计一种新的轴承，让风力发电的涡轮转子悬浮起来，使其无接触运转，可消除轴承的机械摩擦损失，使垂直轴风力发电装置更适用于低风速成为亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术实施例提供了一种用于垂直轴风力发电装置的悬浮轴承。根据本专利技术的一个实施例，垂直轴风力发电装置的悬浮轴承包括：传动轴系，所述传动轴系的上方设置有与其连接的中心支撑柱；转子和定子，所述定子位于所述转子外部，所述转子与所述传动轴系和所述中心支撑柱连接并能够随所述中心支撑柱旋转；至少一组磁悬浮单元，所述磁悬浮单元能够在电磁吸引力的作用下带动所述转子相对于所述定子悬浮；至少一组气动力悬浮单元，所述气动力悬浮单元连接所述转子和所述中心支撑柱并且能够产生促使所述转子相对于所述定子悬浮的升力。根据本专利技术的一个实施例，至少一组所述磁悬浮单元包括：第一磁悬浮单元，所述第一磁悬浮单元围绕所述传动轴系设置，并与所述传动轴系固定连接。根据本专利技术的一个实施例，至少一组所述磁悬浮单元还包括：第二磁悬浮单元，所述第二磁悬浮单元分别设置在所述转子的不同高度上，并与所述转子固定连接，其中，所述第二磁悬浮单元与所述气动力悬浮单元对应设置。根据本专利技术的一个实施例，所述磁悬浮单元包括：轨道支架，所述轨道支架的上方设置有磁悬浮轨道；电磁铁，所述电磁铁与所述磁悬浮轨道对应设置；转向架，所述转向架的两端分别连接所述电磁铁，其中，所述电磁铁能够在电磁吸引力的作用下被吸引移向所述磁悬浮轨道，以使所述电磁铁经由所述转向架带动所述转子悬浮。根据本专利技术的一个实施例，还包括驱动单元，所述驱动单元包括：滚轮机构，所述滚轮机构连接在所述转向架的下方，且所述滚轮机构能够与所述磁悬浮轨道滚动摩擦产生电力，以使所述电磁铁在电磁吸引力的作用下被吸引移向所述磁悬浮轨道；供电单元，所述供电单元与所述电磁铁电连接，以使所述电磁铁在电磁吸引力的作用下被吸引移向所述磁悬浮轨道。根据本专利技术的一个实施例，所述气动力悬浮单元包括：上翼板和下翼板，所述上翼板和所述下翼板彼此相对设置；双翼加强板，所述双翼加强板的上表面与所述上翼板连接，且下表面与所述下翼板连接；连接板，所述连接板分别连接在所述上翼板和所述下翼板的两端；其中，所述连接板分别与所述转子和所述中心支撑柱连接。根据本专利技术的一个实施例，所述传动轴系包括：联轴器，所述联轴器内套设有传动轴，所述传动轴的一端连接有法兰；中心磁悬浮支撑板，所述中心磁悬浮支撑板套设在所述传动轴上，且两端分别与所述第一磁悬浮单元连接；突肩连接板，所述突肩连接板套设在所述传动轴上，并与所述中心磁悬浮支撑板的下表面相连接；加强筋板，所述加强筋板设置在所述传动轴的四周，且与所述传动轴的外壁和所述法兰的下表面连接，其中，所述法兰与所述转子连接。根据本专利技术的一个实施例，还包括：减震器，所述第一磁悬浮单元的所述减震器设置在所述转向架与所述中心磁悬浮支撑板之间，以将电磁浮力经由所述中心磁悬浮支撑板传递给所述转子；所述第二磁悬浮单元的所述减震器设置在所述转向架与所述转子的转子下卫带之间，以将电磁浮力经由所述转子下卫带传递给所述转子。根据本专利技术的一个实施例，还包括：旋转轴，所述旋转轴贯穿所述转向架的中间部位，且所述转向架可围绕所述旋转轴进行圆周运动，其中，所述第一磁悬浮单元的所述旋转轴与所述中心磁悬浮支撑板连接，所述第二磁悬浮单元的所述旋转轴与所述转子下卫带连接。根据本专利技术的一个实施例，所述第一磁悬浮单元的所述供电单元的一端设置在所述中心磁悬浮支撑板上，且另一端设置在中心磁悬浮支架上；所述第二磁悬浮单元的所述供电单元的一端设置在所述转子下卫带上，且另一端设置在所述定子的定子下卫带上。本专利技术实施例提供的垂直轴风力发电装置的悬浮轴承，将磁悬浮单元的电磁力和气动力悬浮单元的气动力巧妙地结合，产生了巨大的浮力，构成了一个使转子脱离轨道、无摩擦的、多功能的悬浮轴承，可使风力机的切入风速降低到1m/s左右，扩大了风机相对于风速变化的做功范围。同时，大大提高了风能的转换系数，有效地增加了风电机组的等效满发小时数，大大降低了每千瓦时的投资成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的垂直轴风力发电装置的悬浮轴承的结构示意图；图2为图1示出的传动轴系的结构示意图；图3为图1示出的第一磁悬浮单元的结构示意图；图4为图1示出的第二磁悬浮单元的一种结构示意图；图5为图1示出的第二磁悬浮单元的另一种结构示意图；图6为图3示出的转向架的结构示意图；图7为图3示出的磁悬浮轨道的结构示意图；图8为图3示出的滚轮机构的结构示意图；图9为图3示出的供电单元的结构示意图；图10为图1示出的气动力悬浮单元的结构示意图；图11为图10示出的气动力悬浮单元的A-A剖面图；图12为图1示出的中心磁悬浮支撑架的结构示意图。附图标记说明：1-传动轴系；2-第一磁悬浮单元；3-第二磁悬浮单元；5-气动力悬浮单元；6-中心支撑柱；7-定子；8-转子；9-中心磁悬浮支架；11-联轴器；12-传动轴；13-突肩连接板；14-中心磁悬浮支撑板；15-加强筋板；16-法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直轴风力发电装置的悬浮轴承，其特征在于，包括：/n传动轴系，所述传动轴系的上方设置有与其连接的中心支撑柱；/n转子和定子，所述定子位于所述转子外部，所述转子与所述传动轴系和所述中心支撑柱连接并能够随所述中心支撑柱旋转；/n至少一组磁悬浮单元，所述磁悬浮单元能够在电磁吸引力的作用下带动所述转子相对于所述定子悬浮；/n至少一组气动力悬浮单元，所述气动力悬浮单元连接所述转子和所述中心支撑柱并且能够产生促使所述转子相对于所述定子悬浮的升力。/n

【技术特征摘要】
1.一种垂直轴风力发电装置的悬浮轴承，其特征在于，包括：
传动轴系，所述传动轴系的上方设置有与其连接的中心支撑柱；
转子和定子，所述定子位于所述转子外部，所述转子与所述传动轴系和所述中心支撑柱连接并能够随所述中心支撑柱旋转；
至少一组磁悬浮单元，所述磁悬浮单元能够在电磁吸引力的作用下带动所述转子相对于所述定子悬浮；
至少一组气动力悬浮单元，所述气动力悬浮单元连接所述转子和所述中心支撑柱并且能够产生促使所述转子相对于所述定子悬浮的升力。


2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电装置的悬浮轴承，其特征在于，至少一组所述磁悬浮单元包括：第一磁悬浮单元，所述第一磁悬浮单元围绕所述传动轴系设置，并与所述传动轴系固定连接。


3.根据权利要求2所述的垂直轴风力发电装置的悬浮轴承，其特征在于，至少一组所述磁悬浮单元还包括：第二磁悬浮单元，所述第二磁悬浮单元分别设置在所述转子的不同高度上，并与所述转子固定连接，
其中，所述第二磁悬浮单元与所述气动力悬浮单元对应设置。


4.根据权利要求3所述的垂直轴风力发电装置的悬浮轴承，其特征在于，所述磁悬浮单元包括：
轨道支架，所述轨道支架的上方设置有磁悬浮轨道；
电磁铁，所述电磁铁与所述磁悬浮轨道对应设置；
转向架，所述转向架的两端分别连接所述电磁铁，
其中，所述电磁铁能够在电磁吸引力的作用下被吸引移向所述磁悬浮轨道，以使所述电磁铁经由所述转向架带动所述转子悬浮。


5.根据权利要求4所述的垂直轴风力发电装置的悬浮轴承，其特征在于，还包括驱动单元，所述驱动单元包括：
滚轮机构，所述滚轮机构连接在所述转向架的下方，且所述滚轮机构能够与所述磁悬浮轨道滚动摩擦产生电力，以使所述电磁铁在电磁吸引力的作用下被吸引移向所述磁悬浮轨道；
供电单元，所述供电单元与所述电磁铁电连接，以使所述电磁铁在电磁吸引力的作用下被吸引移向所述磁悬浮轨道。


6.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电装置的悬浮轴承，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文礼，郭晔恒，孔瑞蕾，谈琦，
申请(专利权)人：河南恒聚新能源设备有限公司，北京恒聚化工集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41