[發明專利]磁懸浮風力發電機組

有效

• 申請號: 202010799334.5
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN112145364B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 江蘇卓海電氣裝備有限公司
• 主分類號: F03D13/20
• 分類號: F03D13/20;F03D15/10;F03D80/00;F03D80/70;F03D9/25;F03D7/02;F03D1/00
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本發明公開了一種磁懸浮風力發電機組，包括空中部件、支撐部件和地面組件，支撐部件底端連接地面組件，頂部連接空中部件，地面組件包括用于發電的發電機，空中部件通過傳動將動力傳遞至發電機。空中部件包括風葉、機頭和尾舵，機頭的水平兩端分別安裝風葉和尾舵；支撐部件包括支撐柱、支撐盤、推力軸承和徑向軸承，支撐柱頂部連接支撐盤，機頭安裝到支撐盤上，機頭下部為圓盤狀，支撐盤上表面設置用于豎直支撐機頭的推力軸承，支撐盤中央設置用于對機頭進行水平限位的徑向軸承。通過發電機下置，尾舵即可用于偏航后的風向對中，大大減小空中部件的重量，磁懸浮支撐起風葉軸，阻力降低，風葉所收獲的風能大比例轉換往發電機。

技術領域

本發明涉及風力發電領域，具體是一種磁懸浮風力發電機組。

背景技術

風力是一種清潔的可再生能源，隨著全球對環境的重視提高，國際協議縮減礦物類燃料的使用。大力提倡風能、水能、潮汐能、地熱能、太陽能等清潔能源。

風能的獲取通過風力發電機組，現有技術中，用于大功率發電的風電機組一般為水平軸形式，發電機置于風葉后的機頭內，風葉被風吹動后，帶動發電機發電。

使用過程中存在幾點問題：1、運行過程需要對準風向，從而發電機也不斷地調整位置，電能的輸出通過電纜，輸出電纜需要具備防止絞纏的結構，否則隨著機頭多次對中風向所進行的旋轉，電纜會扭曲甚至斷裂；2、機頭部分非常重，從而風向轉變后，需要較大功率的偏航系統進行對中，復雜的偏航系統再一次增加機頭部分的重量；3、空中部件的重量大，對于支撐柱的強度要求非常高，風電機組的制造成本高昂。

發明內容

本發明的目的在于提供一種磁懸浮風力發電機組，以解決現有技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種磁懸浮風力發電機組，包括空中部件、支撐部件和地面組件，空中部件安裝在支撐部件頂部，支撐部件底端連接地面組件，地面組件包括用于發電的發電機，空中部件通過傳動組件將動力傳遞至發電機處用于發電。

本發明將發電機設置到了地面組件內，發電機下置，大大減小風電機組的空中部分的重量，一來可以減輕支撐部件的負荷，二來不需要對輸出電纜進行防絞繞處理，地面組件包括了基座和底座，發電機設置進基座內，通過傳動組件讓空中部件所獲得的風能傳遞至發電機內進行發電，發電機下置后，其不再跟隨空中部件進行偏航對中，位置始終是固定的，從而輸出電纜對外也是位置固定的。

進一步的，空中部件包括風葉、機頭和尾舵，機頭的水平兩端分別安裝風葉和尾舵；支撐部件包括支撐柱、支撐盤、推力軸承和徑向軸承，支撐柱頂部連接支撐盤，機頭安裝到支撐盤上，機頭下部為圓盤狀，支撐盤上表面設置用于豎直支撐機頭的推力軸承，支撐盤中央設置用于對機頭進行水平限位的徑向軸承。

由于發電機已經下置，所以空中部件可以制作得較為輕盈，從而只需要使用尾舵就可以讓風葉進行對準風向了，運行時，外界自然風的風向與風葉出現角度偏差時，風會吹動尾舵，尾舵受到不對稱的風吹動，從而具備旋轉趨勢，帶動機頭進行旋轉，使得風葉重新對準風向，這也只能是在空中部件較輕的情況下才能實現的，呼應前述的發電機下置特點。推力軸承和徑向軸承是起到支撐作用的部件，減小摩擦力，由于使用尾舵代替傳統的偏航系統，所以在偏航功能上又能省下很大的重量，再一次減小支撐部件的負載負荷，強度要求沒有那么高，材料成本也會下降。

進一步的，機頭包括機殼、風葉軸、徑向磁懸浮支撐、軸向磁限位、第一錐齒輪，風葉軸一端插入機殼、一端裸露在外并徑向設置若干片風葉，徑向磁懸浮支撐和軸向磁限位的定子部分設置到機殼內表面上，徑向磁懸浮支撐和軸向磁限位的轉子部分設置到風葉軸表面上，徑向磁懸浮支撐至少有兩組并將風葉軸構成懸臂軸形式，風葉軸在機殼內的中間部位套設第一錐齒輪；

支撐部件還包括傳力軸，傳力軸豎直貫穿支撐柱與支撐盤，傳力軸頂端設置第二錐齒輪，第二錐齒輪與第一錐齒輪嚙合連接；傳力軸下端與發電機的輸入軸通過聯軸器連接。