[發(fā)明專利]聚能多轉(zhuǎn)子阻力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510980206.X
• 申請(qǐng)日: 2015-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105422381B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳奇成;張瑩瑾;張炳文;王林;周振起;李勇;張艾萍;曹麗華;趙星海;姜鐵騮;胡鵬飛;王艷紅;韓為
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): F03D3/02
• 分類號(hào): F03D3/02;F03D3/06;F03D9/25;F03D80/70;F03D80/80
• 代理公司: 吉林市達(dá)利專利事務(wù)所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發(fā)明是一種聚能多轉(zhuǎn)子阻力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特點(diǎn)是，包括：沿軸向方向依次連接的若干個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述的若干個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)均是在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子鋼管上固定有風(fēng)壓槽型葉片，通過(guò)交替設(shè)置順時(shí)針?lè)较虻娘L(fēng)壓槽型葉片、逆時(shí)針?lè)较虻娘L(fēng)壓槽型葉片獲取順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。具有結(jié)構(gòu)合理，能夠更有效的利用能源，能量轉(zhuǎn)換效率高，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，具體地說(shuō)，是一種聚能多轉(zhuǎn)子阻力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)主要是利用空氣流過(guò)葉片時(shí)，在垂直軸兩側(cè)葉片產(chǎn)生不同大小阻力作為驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行。

現(xiàn)有的阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪部分主要由葉片和支架構(gòu)成，其中，葉片多采用凹型曲面與凸型曲面相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，即葉片一側(cè)為凹面，一側(cè)為凸面，例如半球面型、圓錐面型或槽型葉片。通常，一個(gè)風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪具備3～5個(gè)葉片，每個(gè)葉片的凹面與相鄰葉片的凸面相對(duì)，使其呈同向布置。當(dāng)風(fēng)(空氣流)吹過(guò)時(shí)，在垂直軸一側(cè)葉片的凹面受到較大流動(dòng)阻力，而在其另一側(cè)葉片的凸面受到較小流動(dòng)阻力，由于垂直軸兩側(cè)阻力不均，最終產(chǎn)生了定向轉(zhuǎn)矩。阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)由于旋轉(zhuǎn)軸垂直地面并且轉(zhuǎn)矩方向固定，因此，與水平軸風(fēng)力機(jī)相比，它具備了無(wú)需對(duì)風(fēng)的主要優(yōu)勢(shì)，同時(shí)兼?zhèn)淙~片制造簡(jiǎn)單、啟動(dòng)風(fēng)速低等優(yōu)點(diǎn)。阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)一直受到全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注與大力推廣，其工程應(yīng)用技術(shù)一度成為可再生能源領(lǐng)域內(nèi)主要研究熱點(diǎn)。但是，從上述原理分析可以發(fā)現(xiàn)，阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)目前仍然存在不足：只能利用垂直軸一側(cè)的動(dòng)能，即只能利用葉片對(duì)空氣的阻力較大一側(cè)的空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)換機(jī)械功。而在垂直軸另一側(cè)，即葉片對(duì)空氣的阻力較小一側(cè)，不但沒(méi)將空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，而且由于阻力的存在，使得風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)矩有所降低。正因如此，阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率一直低于水平軸風(fēng)力機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理，能夠更有效的利用能源，能量轉(zhuǎn)換效率高，占地面積小的聚能多轉(zhuǎn)子阻力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種聚能多轉(zhuǎn)子阻力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是，它包括：沿軸向方向依次連接的若干個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，所述的若干個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)均是在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子鋼管上固定有風(fēng)壓槽型葉片，通過(guò)交替設(shè)置順時(shí)針?lè)较虻娘L(fēng)壓槽型葉片、逆時(shí)針?lè)较虻娘L(fēng)壓槽型葉片獲取順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

所述風(fēng)壓槽型葉片的單個(gè)葉片的橫截面呈三角形，在三角形的一個(gè)面設(shè)置風(fēng)壓槽。

所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子在內(nèi)，轉(zhuǎn)子在外，并通過(guò)內(nèi)永磁懸浮軸承和外永磁懸浮軸承連接。

所述定子具有定子中心管，在定子中心管上套置定子鐵芯，在定子鐵芯上置有電樞繞組，電樞繞組兩側(cè)各裝有四個(gè)電磁閘，在電磁閘兩側(cè)置有由定子軸向永久磁鐵和定子徑向永久磁鐵構(gòu)成的內(nèi)永磁懸浮軸承；在定子中心管的兩端均設(shè)置連接法蘭，定子徑向永久磁鐵、電磁閘和定子鐵芯具有相同的外徑。

在所述電磁閘對(duì)應(yīng)的位置上配有剎車滑道。

所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子鋼管，勵(lì)磁永磁鐵置在轉(zhuǎn)子鋼管的內(nèi)面，勵(lì)磁永磁鐵與定子的電樞繞組的間隙為1～2mm，在位于剎車滑道的兩側(cè)置有由轉(zhuǎn)子軸向永久磁鐵和轉(zhuǎn)子徑向永久磁鐵構(gòu)成的外永磁懸浮軸承，轉(zhuǎn)子徑向永久磁鐵、剎車滑道和勵(lì)磁永磁鐵具有相同的內(nèi)徑，內(nèi)永磁懸浮軸承與外永磁懸浮軸承之間的間隙為1～2mm。

本發(fā)明的聚能多轉(zhuǎn)子阻力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：

1.由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用電樞繞組的兩側(cè)與勵(lì)磁永磁鐵的兩側(cè)均安裝相互排斥的，由定子軸向永久磁鐵和定子徑向永久磁鐵構(gòu)成的內(nèi)永磁懸浮軸承與轉(zhuǎn)子軸向永久磁鐵和轉(zhuǎn)子徑向永久磁鐵構(gòu)成的外永磁懸浮軸承構(gòu)成的永磁懸浮連接結(jié)構(gòu)，摩擦阻力小，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，能量轉(zhuǎn)換率高；