[發明專利]零傳動風力發電

無效

• 申請號: 200710164720.1
• 申請日: 2007-12-09
• 公開（公告）號: CN101230841A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 黃金倫
• 申請（專利權）人: 黃金倫
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D1/06;H02K7/18;H02K1/16;H02K1/27
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所
• 代理人: 鐘廷良

本發明屬于風電領域，是一種永磁式風力發電裝置，無傳動系統，不轉動主軸。

西歐人為省去故障幾率不算太少的，又受低氣溫限制的齒輪增速箱，發明了無增速齒輪的永磁發電機，但因體積太大，造成機艙和重量等問題而又選擇折衷的辦法：用單級增速齒輪，據說還不夠理想，還在試驗改進之中。

創新型國策激起中國風電飛速發展，力求又好又省。難題是按規定風力機在-20℃氣溫下要停軌，可是中國北方許多地域冬季風能很好，但氣溫往往低于-20℃。要把不能運轉的低溫季節的風能也抓住充分利用，突破這一難關，必須應用零傳動風力發電，也就是把甚至連單級增速齒輪、機艙也都省去，主軸不再轉動(節省轉動能耗)。出于這個目的，本方案如下：

圖1和圖2，在永磁發電機轉于A的圓環的右端平面上，可以想像出環列許多U型永磁材料(如釹鐵硼)的N和S極的端面，這許多環列的N和S極的磁力線通過氣隙δ、進入對面的定子B的圓環的左側端面、許多槽(即定子槽)中的定子繞組1中，然后再進入定子鐵軛、回到鄰近的槽中繞組里、再返回過氣隙δ、進入S極；由于轉子A與風輪的三葉葉片C的輪撐D結合在一起，所以風輪三葉C轉動時，輪撐D和轉子A都一起轉，這就實現轉子上的U型體的磁力線、被靜止的定子B的繞組1切割而產生電流。

定子B的定子鐵軛與它右側的十字檔B1、用螺絲緊固成一體，B1與右邊的塔頭E用螺絲緊固，十字檔的轂B2的中心孔中，用脹緊聯接套B3與主軸F緊固，保證主軸F與定子B的繞組端面垂直、同心。

轉子A與風輪共一軸轂在主軸F外通過滾子軸承自由轉動，轉子A的旋轉磁場面與風輪共一軸線、且與軸線垂直，所以保證轉子A的磁場面與定子的繞組端面平行。

圖1的塔頭E上端的雙點劃線表示：十字檔B1的迎風向的一側(左側)是拋物線狀，后背平而寬的一側與塔頭E的“削平形狀面”吻合用螺絲緊定，塔頭E也是橢圓截面，(下端偏航裝置E1以下是)塔架G是圓錐筒體。

其他序列號說明如下：

2是三葉尖都設置的三足軸座，它的另外二足是把三葉尖張拉成等邊三角形狀(在風輪的軸向視圖圖3)；

3是張拉線(高強度鋼圓條或高強度玻璃纖維、碳纖維圓形帶)；

4是轂耳：是主軸F的軸轂、用球墨鑄鐵同一體鑄成，在軸轂外圓筒表面每排二個，在(軸向視圖)分列為互隔120°的三排，是用作粘合輪撐D，并在三副輪撐D的互隔120°的空隙間，也用復合樹脂，箍粘成環形凸起(似毛竹的環狀凸起竹結)。

5是錐管，用法蘭聯接在軸轂左端。

D輪撐和A轉子(圓環形)都用高強度玻璃纖維及碳纖維，以環氧樹脂粘合分別制成，最后兩者粘接為一體，轉子A的圓環體的截面左側，呈拋物線以減小風阻。

本方案優點：①零傳動風力發電，在寒冷地區氣溫低于-20℃中也能運轉發電；②主軸不再旋轉，節省能耗，并省掉增速齒輪箱、機艙；③摩擦零部件少，有望使用年限增長、故障幾率明顯減少；④有望制成高壓發電機，可省去每臺風力機配備的一個箱式變壓器，把高壓電直接送到風電場的總變電所(再輸送到電網)。

附圖說明：

圖1是零傳動風力發電的側面圖。

圖2是轉子和定子立體圖。

圖3是三葉風輪葉尖三足軸座張拉線示意圖。