一种小型风力发电机制造技术

本实用新型专利技术提供一种小型风力发电机，实现小型风力发电机在大风情况下其输出功率的曲线平坦，以及在超大风情况下能够保护风力发电机免受损坏。本实用新型专利技术包括叶轮、主轴、壳体、发电机转子和发电机定子组成；叶轮设置在主轴的前端，发电机转子与发电机定子设置于壳体内的前部，发电机转子与主轴通过花键连接，在所述主轴末端固定连接了一制动转子，在壳体内的后部设有一空腔，制动转子的形状与所述空腔的形状相契合；制动转子上嵌有一个或一个以上的永磁体；在空腔后延伸设置有一弹簧安装腔，弹簧设置在弹簧安装腔内，弹簧一端与壳体内表面固定连接，另一端与所述制动转子接触。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种小型风力发电机。
技术介绍
清洁能源是人类在21世纪将要使用的主要能源，在清洁能源中，风 能的使用由于具有设备造价较低、设备制造过程中无污染、运行过程环 境友好、使用寿命长等特点得到了快速发展和应用。小型风力发电机由 于使用灵活、造价低、对资源没有苛刻要求而将成为大量使用的绿色能 源产品。小型风力发电机的大风保护是关系到小型风力发电机能否大量推广 应用的关键问题，目前的功率在5kW以下的小型风力发电机主要由叶片 失速保护、尾舵偏航保护、电磁制动保护以及综合保护等方式，但这些 方式都不能达到高可靠性的要求。风的能量公式w = —/cMv 2从公式中可以看出，在一定的空气密度P和单位扫风面积^下，风的 能量与其速度的三次方成正比。而小型风力发电机工作在离地面高度 20m以内的高程，主要靠吸收地表风，同时还要经受飓风的考验，因此 叶片所受的风能变化巨大。在3m/s的启动风速到60m/s的极端风速内， 能量的变化将达到8000倍。小型风力发电机要适应如此大的能量变化， 必须要有相当可靠的技术保证，才能使小型风力发电机大面积推广使用。
技术实现思路
为解决现有技术问题，本技术提供一种小型风力发电机，实现 小型风力发电机在大风情况下其输出功率的曲线平坦，以及在超大风情 况下能够保护风力发电机免受损坏。为解决上述技术问题本技术的技术方案是 一种小型风力发电 机，包括叶轮、主轴、壳体、发电机转子和发电机定子组成；叶轮设置 在主轴的前端，发电机转子与发电机定子设置于壳体内的前部，发电机 转子与主轴通过花键连接；其特征在于在所述主轴末端固定连接了一 制动转子，在壳体内的后部设有一空腔，所述制动转子的形状与所述空 腔的形状相契合；所述制动转子上嵌有一个或一个以上的永磁体；在所 述空腔后延伸设置有一弹簧安装腔，弹簧设置在弹簧安装腔内，所述弹 簧一端与壳体内表面固定连接，另一端与所述制动转子接触。作为改进，所述制动转子为楔形体。作为改进，所述空腔为与所述制动转子同锥度的楔形空间。 作为改进，所述楔形空间的高度大于楔形体的高度。 作为改进，所述永磁体间隔布置在制动转子上。 作为改进，所述外壳外表面设有散热筋。 作为改进，述弹簧中心与主轴轴心在同一直线上。与现有技术相比，本技术在主轴末端固定连接一个嵌有永磁体 的制动转子，在大风时制动转子向后移，与壳体产生电磁感应，金属壳 体内开始出现感应涡流，此涡流产生的电磁场将对制动转子产生反向电 磁阻尼，抑制了叶轮速度的上升。在超大风的时候，制动转子进一步向 后移，制动转子与金属壳体内表面直接接触，产生机械制动。另外，在 金属壳体外表面还设置了散热筋。本技术所带来的有益效果是1.由于在主轴末端设置了制动转子，当大风的时候制动转子与壳体 产生较大的电磁阻尼，抑制叶轮速度的上升，使的发电机在大风 的时候能够输出稳定的电功率，使输出功率曲线变得平坦。2. 由于在主轴末端设置了制动转子，在超大风的时候，制动转子与 壳体内表面接触产生机械制动，利用发电机的壳体作为制动定 子，散热好，制动功率大，使得在超大风的时候能够实现对发电 机的保护作用。3. 由于金属壳体外设置了散热筋，能够有效的散发壳体因涡流产生 的热量。附图说明图1为小型风力发电机剖面结构图具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。请参照图1，本技术包括叶轮l、主轴5、壳体4、发电机转子2 和发电机定子3组成；叶轮1设置在主轴5的前端，发电机转子2与发 电机定子3设置于壳体4内的前部，所述发电机转子2与所述主轴5通 过花键连接。在所述主轴5末端固定连接了一制动转子6，所述制动转子 6为楔形体，所述制动转子上还间隔的嵌有永磁体7;在所述壳体4内的 后部设有一空腔，所述空腔为与所述制动转子6同锥度的楔形空间；在 所述空腔后延伸设置有一弹簧安装腔，弹簧8设置在弹簧安装腔内，所 述弹簧8 —端与壳体4内表面固定连接，另一端与所述制动转子6接触。风力发电机工作在启动风速和额定风速之间时，叶轮1所受的轴向 风压比较小，主轴5向后移动的距离较小，由于所述弹簧8中心与主轴5 轴心在同一直线上，固定连接在主轴5末端的制动转子6开始正面挤压 弹簧8，受弹簧8的正面反作用力，由于轴向压力较小，弹簧8被压縮一 小段距离，制动转子6外表面与壳体4后端的内表面的间隙较大，制动转子6上的永磁体7与金属壳体4之间产生的磁场强度较低，壳体4只 产生很小的感应涡流，不会形成大的电磁阻尼，此时风力发电机正常运 转，输出正常的电功率。风力发电机一般运行在此状态，因此，所述弹 簧所受的轴向压力一般情况下很小，弹簧可以在很长的工作寿命内保证 性能的一致性。风力发电机工作在超额定风速时，叶轮1所受到的轴向风压比较大， 叶轮1上形成的轴向压力通过主轴5使得与主轴5固定连接的制动转子6 向壳体4后端空腔移动，制动转子6对弹簧8有较大的挤压力，弹簧8 被压縮一段长度，从而使制动转子6与后端壳体4内表面的间隙减小， 制动转子6上的永磁体7与金属壳体4之间产生的磁场强度增大，可以 使得金属壳体4内开始出现较大的感应涡流，此涡流产生的电磁场将对 制动转子6产生反向电磁阻尼。叶轮l的负载开始加重，从而限制了叶 轮1转速的上升，使发电机输出的电功率变得稳定平坦。另外，由于壳 体4外表面设置了散热筋，金属壳体4内的感应涡流所产生的热量通过 散热筋向外散发。风力发电机工作在超大风时，叶轮1所受到的轴向风很大，叶轮1 上形成的轴向压力通过主轴5使得与主轴5固定连接的制动转子6进一 步向壳体4后端空腔移动，制动转子6挤压弹簧8，受到弹簧8的反作用 力，由于轴向风压比弹簧8的反作用力大很多，弹簧8被挤压到发生最 大形变，此时制动转子6将与壳体4后端内表面接触，接触后制动转子6 与壳体4抱死形成机械制动，有效的抑制了发电机转子2在超大风下的 超高速运行，利用发电机的壳体作为制动定子，散热好，制动功率大， 从而保护了发电机免受损坏。权利要求1、一种小型风力发电机，包括叶轮、主轴、壳体、发电机转子和发电机定子组成；叶轮设置在主轴的前端，发电机转子与发电机定子设置于壳体内的前部，发电机转子与主轴通过花键连接；其特征在于在所述主轴末端固定连接了一制动转子，在壳体内的后部设有一空腔，所述制动转子的形状与所述空腔的形状相契合；所述制动转子上嵌有一个或一个以上的永磁体；在所述空腔后延伸设置有一弹簧安装腔，弹簧设置在弹簧安装腔内，所述弹簧一端与壳体内表面固定连接，另一端与所述制动转子接触。2、 根据权利要求1所述的小型风力发电机， 为楔形体。3、 根据权利要求2所述的小型风力发电机， 所述制动转子同锥度的楔形空间。4、 根据权利要求3所述的小型风力发电机， 的高度大于楔形体的高度。5、 根据权利要求4所述的小型风力发电机， 隔布置在制动转子上。6、 根据权利要求5所述的小型风力发电机， 与主轴轴心在同一直线上。7、 根据权利要求1所述的小型风力发电机，其特征在于:所述外壳外表 面设有散热筋。其特征在于所述制动转子 其特征在于所述空腔为与 其特征在于所述楔形空间 其特征在于所述永磁体间 其特征在于所述弹簧中心专利摘要本技术提供一种小型风力发电机，实现小型风力发电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型风力发电机，包括叶轮、主轴、壳体、发电机转子和发电机定子组成；叶轮设置在主轴的前端，发电机转子与发电机定子设置于壳体内的前部，发电机转子与主轴通过花键连接；其特征在于：在所述主轴末端固定连接了一制动转子，在壳体内的后部设有一空腔，所述制动转子的形状与所述空腔的形状相契合；所述制动转子上嵌有一个或一个以上的永磁体；在所述空腔后延伸设置有一弹簧安装腔，弹簧设置在弹簧安装腔内，所述弹簧一端与壳体内表面固定连接，另一端与所述制动转子接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡大林，
申请(专利权)人：广州红鹰能源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]