[發明專利]垂直軸恒速風力發電機

無效

• 申請號: 200910154078.8
• 申請日: 2009-10-26
• 公開（公告）號: CN101709690A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 陳國寶
• 申請（專利權）人: 陳國寶
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/00;F03D7/06;H02K16/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種垂直軸恒速風力發電機，涉及新能源風力發電機技術領域。

背景技術

在現有技術中，風力發電機不能恒速運轉發電，難以捕捉氣流在自然界瞬息萬變的運動規律，所以普遍存在著低風速時難以啟動和高風速中輸出電壓不穩定、效益低、占地空間大、噪音大等問題，

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種結構簡單、轉速恒定、發電效益高、體積小、噪聲低的風力發電機。

本發明的主要解決技術方案為：

一種垂直軸恒速風力發電機，包括：一個靜盤4或N個靜盤，其中N＞1、兩個動盤2，7或N+1個動盤、主軸1、端蓋18、霍爾元件6為主要部件，每個靜盤內部分別設有線圈5，中心穿過主軸1固定；動盤由無磁材料制成，中心裝置軸承或開圓孔以供主軸1穿過，面對靜盤一側的壁平面內鎧裝多個沿圓周方向按角度等間距排列的永磁體3，通過主軸由端蓋和動盤中的軸承17支承，沿軸向分別并列在靜盤的左右兩側；特征是：所述動盤7的背平面或圓周內壁的圓面積內設有多塊沿圓周方向等間距排列、每塊嵌裝短路環的導磁體鐵芯8，與之面對一側的主軸1上設置恒速驅動盤9，該恒速驅動盤的軸向平面或徑向圓周外壁的圓面積內設置一圈開有多個Ω形槽口的矽鋼片鐵芯10，與之面對的導磁體鐵芯8之間留有氣隙，繞組11分別嵌入Ω形槽口內，信號線和導線13從主軸內孔引出，以備與控制器12連接。

一種垂直軸恒速風力發電機，包括：一個靜盤4或N個靜盤、兩個動盤2，7或N+1個動盤、主軸1、端蓋18、霍爾元件6為主要部件，每個靜盤內部分別設有線圈5，中心穿過主軸1固定；動盤由無磁材料制成，中心裝置軸承或開圓孔以供主軸1穿過，面對靜盤一側的壁平面內鎧裝多個沿圓周方向按角度等間距排列的永磁體3，通過主軸由端蓋和動盤中的軸承17支承，沿軸向分別并列在靜盤的左右兩側；特征是：所述端蓋18的圓周內壁的圓面積內設有多塊沿圓周方向等間距排列、每塊嵌裝短路環的導磁體鐵芯8，與之面對一側的主軸1上設置恒速驅動盤9，該恒速驅動盤的徑向圓周外壁的圓面積內設置一圈開有多個Ω形槽口的矽鋼片鐵芯10，與之面對的導磁體鐵芯8之間留有氣隙，繞組11分別嵌入Ω形槽口內，信號線和導線13從主軸內孔引出，以備與控制器12連接。

所述靜盤4由無磁材料制成，每個靜盤內部的線圈數量：單相發電機為1或2或2X只，其中X＞2，三相發電機為3或3X只，按角度沿圓周方向等間距排列嵌裝在靜盤內，線圈的連接方式為串聯或并聯或串并聯連接。

所述線圈5，由高強度漆包線或粘包線繞制成圓形、方形、條形、扇形、梯形、矩形、弧形、菱形或多邊形片狀體，鎧裝或壓制包裝在每個靜盤的圓面積內部，根據發電機功率大小，制成無鐵芯或有鐵芯線圈，靜盤的有效厚度范圍為3～50MM。

所述動盤內鎧裝的永磁體3為釹鐵硼永磁或釤鈷永磁或鋁鎳鈷永磁體，參考靜盤線圈的數量和形狀，平裝或橫插鎧置在每個動盤的內壁，平裝時：圓面積內的多塊永磁體3的磁場極性，按照S-N-S-N……S的順序圓形排列，橫插鎧置時：圓面積內的多塊永磁體3的磁場極性，按S-N-導磁體-N-S-導磁體-S-N-導磁體-N……S的順序圓形排列，每塊永磁體之間設置大于永磁體體積的導磁體，以節省永磁體的使用量；在動盤與另一動盤之間，每塊動盤中永磁體的S極磁場通過靜盤線圈與另一側動盤中的永磁體N極相對稱吸引，構成順磁通回路；其中N個靜盤4和N+1個動盤，按動盤--靜盤--動盤--靜盤……動盤的順序疊加組合裝置在同一主軸1上，輸出導線并聯連接，以擴大發電機的輸出功率。

所述主軸1，由大口徑鋼管制成，靜盤直徑與主軸直徑的比例范圍為1：0.2～0.7，中間位置徑向設置多個凸擋16，分別作為動盤與靜盤、動盤與恒速驅動盤、端蓋之間的靠山定位限制，以精確控制動盤與靜盤、導磁體鐵芯8與恒速驅動盤矽鋼片鐵芯10之間的氣隙，氣隙范圍為0.1～5MM；根據發電機功率、靜、動盤直徑、加工精度，氣隙越小越利于提高發電效率。

所述備置的控制器12為：設有單片機系統、轉速檢測自動跟蹤調速系統、供恒速驅動盤的驅動電路、功率放大電路、自動充電電路、過壓、欠壓、過流、漏電、防雷安全保護電路以及接觸器、蓄電池、電源轉換器為主要元件組成的通用型自動控制器，以確保發電機正常使用，制造大型發電機時，可擴展上述功能另設與之相匹配的大型控制屏。

所述恒速驅動盤9的作用在于：