[發明專利]一種無軸集風式風力發電機

在審

• 申請號: 202010113027.7
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111207034A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 樸俊民;朱建勇;王緒升
• 申請（專利權）人: 沈陽永磁電機制造有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D1/04;F03D9/25
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

一種無軸集風式風力發電機，涉及一種風力發電機，所述風力發電機包括發電機集風罩和風力發電機葉片；集風罩工作段的繞線定子和永磁體轉子組成發電機，風力發電機葉片與永磁體轉子固定連接；風力發電機集風罩由收縮段、工作段、擴張段和柔性立邊段組成；集風罩的工作段和繞線定子構成溝槽，溝槽內放置軸承，軸承外側端與溝槽固定連接，軸承內側端與永磁體轉子固定連接。本發明集風式水平軸風力發電機的啟動風速更低，拓寬了風力發電機風速適用范圍，能夠有效提高風力發電機的輸出功率，在高風速下由于柔性立邊順風變形，變小的立邊迎風面積能夠大幅度減小氣動載荷。具有較高的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明涉及一種風力發電機，特別是涉及一種無軸集風式風力發電機。

背景技術

隨著化石能源與環境問題的日益緊張，風能作為清潔可再生能源，其占可再生能源的比重越來越大。積極利用風能有助于多元能源供給發展，提高我國能源安全保障水平。水平軸風力發電機是風力發電機典型的結構型式，隨著設計水平的不斷提高，風力發電機的氣動效率已經達到很高的水平，若想突破現有風力發電機的氣動效率的貝茨極限，必須探索新風力發電機結構型式。

傳統聚能型水平軸風力發電機的輪轂和發電機置于集風罩內，這樣對于集風罩的集風效果和流場品質不利。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無軸集風式風力發電機，本發明風力發電機集風罩的結構將發電機的定子和轉子集成在集風罩上，集風罩內只有風力發電機葉片，沒有輪轂、支撐等配件；集風罩采用氣動外形，在低風速下具有更高的集風系數，能夠有效提高風力發電機的輸出功率，在高風速下由于柔性立邊順風變形，變小的立邊迎風面積能夠大幅度減小氣動載荷。

本發明的技術方案如下：

一種無軸集風式風力發電機，由集風罩和風力發電機葉片組成，集風罩工作段的繞線定子和永磁體轉子組成發電機，風力發電機葉片與永磁體轉子固定連接。

所述無軸集風式風力發電機的集風罩由收縮段、工作段、擴張段和柔性立邊段組成。

所述無軸集風式風力發電機集風罩的工作段和繞線定子構成溝槽，溝槽內放置軸承，軸承外側端與溝槽固定連接，軸承內側端與永磁體轉子固定連接。

所述無軸集風式風力發電機的葉片安裝在永磁體轉子上。

所述無軸集風式風力發電機葉片的數量為1~99個。

所述的一種無軸集風式風力發電機，所述無軸集風式風力發電機葉片的數量優選為3個。

本發明的有益效果：

1.本發明根據風力發電機空氣動力學，風力發電機的氣動功率與來流風速的立方成正比，利用流動控制的方法提高風力發電機的迎風速度是提高風力發電機氣動功率的有效方法。因此，將水平軸風力發電機葉片置于環向集風罩，組合成集風式水平軸風力發電機，利用集風罩的集風增速效果，提高水平軸風力發電機的氣動功率。在相同的功率輸出條件下，相對于無集風罩的常規水平軸風力發電機，集風式水平軸風力發電機葉片的長度能夠減小約1/3，更短的葉片長度有助于葉片的結構設計和風力發電機的安全運行。

2.本發明集風式水平軸風力發電機的啟動風速更低，拓寬了風力發電機風速適用范圍，具有較高的經濟效益和社會效益。

3.本發明風力發電機集風罩摒棄了傳統的大擴張角設計結構，采用了全新的氣動外形，在低風速下具有更高的集風系數，能夠有效提高風力發電機的輸出功率，在高風速下由于柔性立邊順風變形，變小的立邊迎風面積能夠大幅度減小氣動載荷。

4.本發明集風罩的結構型式將發電機的定子和轉子集成在集風罩上，集風罩內只有風力發電機葉片，沒有輪轂、支撐等配件，使得集風罩的集風效果更好，充分體現了聚能型發電機的聚能效果。

附圖說明