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专利号: 2016100979976
申请人: 河北科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 液力机械或液力发动机;风力、弹力或重力发动机;其他类目中不包括的产生机械动力或反推力的发动机
更新日期:2024-11-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自动调向式永磁直驱风力发电机,其特征在于主要包括:发电机(8)、水平式主轴或转轴(5)、轴承座(10)、风轮(1)、支架(6)、测风速风向仪、传感器、控制器和蓄电池;所述发电机(8)装在支架(6)的上端平台上,发电机(8)的转子固定在水平式主轴(5)的中部,发电机(8)的两边各设有一个轴承座(10),水平式主轴或转轴(5)装在2个轴承座(10)上;水平式主轴或转轴(5)的两端部均对称地固定有风轮(1),所述风轮(1)呈塞内加尔式结构,即风轮由并排的2个以上的风轮组构成,每个风轮组包括2块竖圆盘,竖圆盘的中心固定在水平式主轴或转轴(5)上,2块竖圆盘间横向对称斜向装有3个以上断面为圆弧或曲线的柱状式叶片;所述支架(6)的上端平台与支柱本体间还装有轴承,平台与支柱本体转动配合;当风向与水平式主轴或转轴(5)不垂直时或超过某一设定值时,可使发电机(8)呈电动状态,使水平式主轴或转轴(5)向与风力垂直的方向发生偏转,直到呈垂直状态,此时发电机(8)自动恢复为发电状态发电。

2.根据权利要求1所述的一种自动调向式永磁直驱风力发电机,其特征在于所述叶片为3片,其断面为半圆弧形。

3.根据权利要求1所述的一种自动调向式永磁直驱风力发电机,其特征在于所述风轮均为并排的3个风轮组,即内组、中组和外组,内组与中组,中组与外组的相对应的叶片安装在圆周方向均错开35º-45º的角度。

4.根据权利要求1所述的一种自动调向式永磁直驱风力发电机,其特征在于所述内组与中组,中组与外组的相对应的叶片安装在圆周方向均错开40º的角度。

5.根据权利要求1所述的一种自动调向式永磁直驱风力发电机,其特征在于所述转子与水平式主轴或转轴(5)的连接结构为:发电机(8)为双侧轴式结构,发电机(8)的转子通过转子轴套筒(4)与两根短的水平式主轴或转轴(5)相连。

6.根据权利要求1所述的一种自动调向式永磁直驱风力发电机,其特征在于所述的上端平台与支柱本体间的轴承为平面轴承。

7.根据权利要求1所述的一种自动调向式永磁直驱风力发电机,其特征在于还设有反接制动刹车装置,当风速过大时,控制器使其制动,保护风轮不因过大风速而失速。

8.根据权利要求1所述的一种自动调向式永磁直驱风力发电机,其特征在于所述的发电机(8)为转轴偏转式永磁发电机,所述的轴承座(10)为滑轨轴承座,水平式主轴或转轴(5)能自转,同时能偏转;当风向与水平式主轴或转轴(5)不垂直度在一设定范围内时,可使转轴偏转式永磁同步发电机临时处于电动状态,而使水平式主轴或转轴(5)发生偏转调整到与风向垂直状态。

9.根据权利要求8所述的一种自动调向式永磁直驱风力发电机,其特征在于所述的转轴偏转式永磁发电机,结构为:包括定子、转子和发电机外壳,定子固定于发电机外壳上,转子在定子的外部,转子包括导磁材料制成的环形转子磁轭内芯(13),水平式主轴或转轴(5)的中部为转子磁轭内芯(13),所述转子磁轭内芯(13)的周围上分布有若干转子永磁体(12),在圆周方向上各转子永磁体(12)的N极和S极交错排列,每相邻的两个转子永磁体(12)之间设有非导磁材料制成的隔磁片(14);定子内侧面设有定子槽,槽内嵌有分布式绕组(15),发电机处于发电状态时使用;定子的与转子相对侧为凹面形状,与转子的凸面形状匹配,之间具有间隙;所述的水平式主轴或转轴(5)为双侧轴,水平式主轴或转轴(5)与转子磁轭内芯(13)连接;所述的转子外形具有单层圆鼓状外形或球状凸面,相对应的定子具有与之匹配的凹面;当水平式主轴或转轴(5)转动时,转子磁轭内芯(13)也一起旋转,当水平式主轴或转轴(5)偏转时,转子磁轭内芯(13)也照样旋转;发电机处在发电状态时,分布式绕组(15)导通,由原动机带动发电机发电;转子磁轭内芯(13)与水平式主轴或转轴(5)连接,发电机(8)的两边的轴承座(10)为设有滑轨轴承(10)的轴承座,滑轨轴承(10)起支撑水平式主轴或转轴(5)并使水平式主轴或转轴(5)得以旋转的作用;所述定子包括由导磁材料制成的定子磁轭(17),定子磁轭(17)包括均匀等分的定子极靴,定子极靴间为定子槽,定子极靴上设有定子集中式绕组(16);集中式绕组(16)在发电机中间平面两侧均匀对称分布有两层;当发电机处在电动状态时,集中式绕组(16)导通供电,电能由外部输入,能驱动转子发生偏转;之后又能转变为发电状态。

10.根据权利要求9所述的一种自动调向式永磁直驱风力发电机,其特征在于所述的定子内侧面设有36个定子槽,在导磁材料制成的定子磁轭(17)的每一层上套有均匀等分的12个匝数可调的集中式绕组(16);所述的分布式绕组(15)为单层链式绕组,漆包线绕制,绕层间没有绝缘层,定子槽型为梨形槽。