專利名稱：自調(diào)懸浮風力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉風力發(fā)電技術，特別是一種自調(diào)懸浮風力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術：
風能是一種取之不盡的潔凈能源，人們熱愛它，設計出無數(shù)種風力發(fā)電 裝置，該裝置主要由風輪和發(fā)電機構成。為了提高發(fā)電效率，已研制出各式 各樣的風輪和發(fā)電機及其組合，但還嫌不夠。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型設計一種自調(diào)懸浮風力發(fā)電系統(tǒng)，目的是最大限度地捕獲風 能，充分提高風力發(fā)電效率。
本實用新型按下述技術方案實現(xiàn)。
如圖1至圖7示，在固定于地基的立柱1的頂端固定托板2，在托板2 上固定發(fā)電機3,發(fā)電機3的轉(zhuǎn)子軸27用磁懸浮軸承(圖中未畫出)支承； 在發(fā)電機3定子上部外圓套接圓盤4，在其上端面垂直固定若干電磁鐵6，所 有電磁鐵6均在同一圓上，電磁鐵6的線圈5用導線28連接于控制器29的 電源輸出端子；在轉(zhuǎn)子軸27上端部沿軸向依次固接沿軸向充磁的永石茲盤24、 感應盤25,永磁盤24、感應盤25組成傳動盤23,感應盤25的下端面平行 離開電磁鐵6上端面一間隙；在托板2側(cè)面固定拱形圈10,在拱形圈10正 頂下面垂直固定倒T型軸18,倒T型軸18與轉(zhuǎn)子軸27同軸線；聯(lián)接件16 通過推力軸承17和徑向軸承15聯(lián)系于倒T型軸18的下端，推力軸承17和 徑向軸承15是機械式或磁懸浮式或機械與磁懸浮組合式的；磁力軸承20的 外圈19的外圓與聯(lián)接件16的下面聯(lián)結，磁力軸承20的定套與外圈19的內(nèi) 圓聯(lián)結，動套與軸21配合聯(lián)接，軸21的軸線與轉(zhuǎn)子軸27或倒T型軸18的 軸線垂直；在葉片11的頂端固套套圈8,在套圏8的外圓固套永^t圈7,永 磁圈7由若干沿徑向極性交替充磁的瓦片形磁塊拼成或由一永磁圈沿周向分 區(qū)且沿徑向極性交替充磁而成，在永磁圈7和套圈8的左右端面固結環(huán)錐形 導流環(huán)12,葉片11、套圈8、永磁圈7及導流環(huán)12構成風輪9,風輪9安裝 在軸21的右端，使永磁圈7的母線離開永磁盤24的上端面一間隙平行相對， 并使永磁圈7的母線右端靠近永磁盤24的外圓；在聯(lián)接件16和磁力軸承20
的左端面對稱中心垂直聯(lián)接舵板22,舵板22右端有一缺口躲開軸21的左端 部和磁力軸承20的動套的左端面；挑桿14固定在換形圈10上部，測速傳感 器13安裝在挑桿14上，傳感器13的頭部對著永磁圈7外圓母線且離開一間 隙，傳感器13用導線26接到控制器29。
如圖8圖9示，所述風輪9的永磁圏7和套圏8還可以用徑向充磁的永 磁圏35取代，同時傳動盤23的永磁盤24用永磁盤33取代，永磁盤33由若 干沿軸向極性交替充磁的扇形磁塊拼成或由 一永磁盤沿周向分區(qū)且沿軸向極 性交替充磁而成，在永磁盤33的底面沿軸向依次固定導磁圓盤32、感應盤 31;挑桿34固定在拱形圏10下部，測速傳感器13安裝在挑桿34上，傳感 器13的頭部對著永磁盤33上端面的邊部且離開一間隙，傳感器13用導線 30接到控制器29。
本實用新型工作原理
在風力的作用下，舵板22帶動聯(lián)接件16、軸承20及其外圈19、軸21、 風輪9繞倒T型軸18轉(zhuǎn)到風輪迎著風向。風力驅(qū)轉(zhuǎn)風輪9，由于風輪9的永 磁圏7對傳動輪23的永磁盤24磁的拉推力作用，或者由于風輪9的永磁圈 35對傳動輪23的永磁盤33磁的拉推力作用，使風輪9對傳動輪23產(chǎn)生轉(zhuǎn) 矩，從而驅(qū)轉(zhuǎn)發(fā)電機3發(fā)電。測速傳感器13檢測風輪9或傳動輪23的轉(zhuǎn)速 信號并通過導線26或?qū)Ь€30送到控制器29，當風輪9或傳動輪23的轉(zhuǎn)速 達到某值時，控制器29通過導線28給電磁鐵6通適當?shù)碾娏?，使電磁鐵6 獲得磁力，由于電磁感應，使轉(zhuǎn)動著的傳動輪23的感應盤25或感應盤31 受到阻尼作用而減速，即使發(fā)電機3減速；當發(fā)電機3的轉(zhuǎn)速降到一定值時， 再使電磁鐵6斷電；總之，控制器29根據(jù)測速傳感器13檢測到的信號、通 過電磁鐵6控制發(fā)電機3的轉(zhuǎn)速，也即間接地控制了風輪9的轉(zhuǎn)速。
控制風輪9的轉(zhuǎn)速，是為了控制風輪9的葉片ll的葉尖(葉片11與套 圈8或永磁圈35相接處)線速度。當風輪9的幾何形狀及尺寸確定，忽略空 氣密度變化的因素。研究和實驗證明，風輪9的輸出功率取決于葉片的葉尖 線速度與風速之比值，取最佳值時，風輪9的輸出功率高，這樣對一確定的 且被風輪9驅(qū)動的發(fā)電機3,其發(fā)電效率就高。應該指出，電磁鐵6安裝在 靠近感應盤25或感應盤31外圓的端面，只需很小的電磁力就能對旋轉(zhuǎn)的感
應盤25或感應盤31產(chǎn)生較大的阻尼轉(zhuǎn)矩，因而間接地控制了風輪9的轉(zhuǎn)速 消耗的電能遠比整系統(tǒng)由于采取有益的控制所增加的發(fā)電電能小得多。 本實用新型有益的效果是
1、 通過間接地控制風輪9的轉(zhuǎn)速，獲取葉片的葉尖線速度與風速之比的 最佳值，充分提高發(fā)電機的運行效率；
2、 現(xiàn)有的自對準風向發(fā)電裝置，使風輪自動對準風向，發(fā)電機能全方位 發(fā)電，工作率高，但是其風輪直接安裝在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上，風輪連同發(fā)電機 對準風向時，轉(zhuǎn)動慣量大，欠靈活，對準較慢而影響工作率，軸承受力大； 而且發(fā)電機發(fā)出的電能通過集流環(huán)和電刷輸出增加了損耗、發(fā)電機的壽命不 高；本實用新型具有現(xiàn)有的自對準風向發(fā)電裝置的優(yōu)點，而且克服現(xiàn)有的自 對準風向發(fā)電裝置的缺陷，只使風輪9自動對準風向，通過磁傳動機構(風 輪9和傳動輪23)驅(qū)動定子被完全固定的發(fā)電機3發(fā)電，電能直接接出，能 全方位發(fā)電，工作率最高；
3、 由于采用磁力傳動，發(fā)電機3的轉(zhuǎn)子采用磁懸浮軸承支承，除空氣摩 擦，再無摩擦阻力，實現(xiàn)微風發(fā)電；
4、 由于以上優(yōu)點，本實用新型最大限度地捕獲風能，發(fā)電效率極高；
5、 壽命長、維護工作量小。
圖1為本實用新型的一種結構示意圖2為圖1中套圈8和永磁圈7的側(cè)視圖3為圖1中托板2和拱形圈10聯(lián)接在一起的側(cè)視；
圖4為圖1中聯(lián)接件16的剖視圖5為圖4的仰視圖6為圖1中聯(lián)接件16與軸承20的聯(lián)接示意圖7為圖6的側(cè)一見圖8為本實用新型的另一種結構示意圖9為圖8中永^f茲盤33的俯視圖。
具體實施方式
下面結合實施例和附圖進一步對本實用新型詳細說明。
實施例一如圖1至圖7示，在固定于地基的立柱1的頂端固定托板2， 在托板2上固定發(fā)電機3，發(fā)電機3的轉(zhuǎn)子軸27用磁懸浮軸承(圖中未畫出) 支承；在發(fā)電機3定子上部外圓套接圓盤4，在其上端面垂直固定若干電磁 鐵6,所有電磁鐵6均在同一圓上，電磁鐵6的線圈5用導線28連接于控制 器29的電源輸出端子；在轉(zhuǎn)子軸27上端部沿軸向依次固接沿軸向充磁的永 ^茲盤24、感應盤25,永^t盤24、感應盤25組成傳動盤23，感應盤25的下 端面平行離開電磁鐵6上端面一間隙；在托板2側(cè)面固定換形圈10，在拱形 圏10正頂下面垂直固定倒T型軸18,倒T型軸18與轉(zhuǎn)子軸27同軸線；聯(lián) 接件16通過推力軸承17和徑向軸承15聯(lián)系于倒T型軸18的下端，推力軸 承17和徑向軸承15是機械式或磁懸浮式或機械與磁懸浮組合式的；磁力軸 承20的外圈19的外圓與聯(lián)接件16的下面聯(lián)結，磁力軸承20的定套與外圈 19的內(nèi)圓聯(lián)結，動套與軸21配合聯(lián)接，軸21的軸線與轉(zhuǎn)子軸27或倒T型 軸18的軸線垂直；在葉片11的頂端固套套圈8,在套圏8的外圓固套永;茲 圈7，永磁圈7由若干沿徑向極性交替充磁的瓦片形磁塊拼成或由一永磁圈 沿周向分區(qū)且沿徑向極性交替充磁而成，在永磁圈7和套圈8的左右端面固 結環(huán)錐形導流環(huán)12，葉片11、套圈8、永^磁圈7及導流環(huán)12構成風4侖9，風 輪9安裝在軸21的右端，使永磁圈7的母線離開永磁盤24的上端面一間隙 平行相對，并使永磁圏7的母線右端靠近永磁盤24的外圓；在聯(lián)接件16和 磁力軸承20的左端面對稱中心垂直聯(lián)接舵板22,舵板22右端有一缺口躲開 軸21的左端部和磁力軸承20的動套的左端面；挑桿14固定在拱形圈10上 部，測速傳感器13安裝在挑桿14上，傳感器13的頭部對著永磁圏7夕卜圓母 線且離開一間隙，傳感器13用導線26接到控制器29。
實施例二如圖8圖9示，對實施例一作如下改變，風輪9的永磁圏7 和套圈8還可以用徑向充磁的永磁圈35取代，同時傳動盤23的永;茲盤24 用永磁盤33取代，永磁盤33由若干沿軸向極性交替充磁的扇形；茲塊拼成或 由 一永磁盤沿周向分區(qū)且沿軸向極性交替充磁而成，在永磁盤3 3的底面沿軸 向依次固定導磁圓盤32、感應盤31;挑桿34固定在拱形圏10下部，測速傳 感器13安裝在挑桿34上，傳感器13的頭部對著永it盤33上端面的邊部且 離開 一 間隙，傳感器13用導線3 0接到控制器2 9 。
權利要求1.一種自調(diào)懸浮風力發(fā)電系統(tǒng)，其特征是在固定于地基的立柱(1)的頂端固定托板(2)，在托板(2)上固定發(fā)電機(3)，發(fā)電機(3)的轉(zhuǎn)子軸(27)用磁懸浮軸承支承；在發(fā)電機(3)定子上部外圓套接圓盤(4)，在其上端面垂直固定若干電磁鐵(6)，所有電磁鐵(6)均在同一圓上，電磁鐵(6)的線圈(5)用導線(28)連接于控制器(29)的電源輸出端子；在轉(zhuǎn)子軸(27)上端部沿軸向依次固接沿軸向充磁的永磁盤(24)、感應盤(25)，永磁盤(24)、感應盤(25)組成傳動盤(23)，感應盤(25)的下端面平行離開電磁鐵(6)上端面一間隙；在托板(2)側(cè)面固定拱形圈(10)，在拱形圈(10)正頂下面垂直固定倒T型軸(18)，倒T型軸(18)與轉(zhuǎn)子軸(27)同軸線；聯(lián)接件(16)通過推力軸承(17)和徑向軸承(15)聯(lián)系于倒T型軸(18)的下端，推力軸承(17)和徑向軸承(15)是機械式或磁懸浮式或機械與磁懸浮組合式的；磁力軸承(20)的外圈(19)的外圓與聯(lián)接件(16)的下面聯(lián)結，磁力軸承(20)的定套與外圈(19)的內(nèi)圓聯(lián)結，動套與軸(21)配合聯(lián)接，軸(21)的軸線與轉(zhuǎn)子軸(27)或倒T型軸(18)的軸線垂直；在葉片(11)的頂端固套套圈(8)，在套圈(8)的外圓固套永磁圈(7)，永磁圈(7)由若干沿徑向極性交替充磁的瓦片形磁塊拼成或由一永磁圈沿周向分區(qū)且沿徑向極性交替充磁而成，在永磁圈(7)和套圈(8)的左右端面固結環(huán)錐形導流環(huán)(12)，葉片(11)、套圈(8)、永磁圈(7)及導流環(huán)(12)構成風輪(9)，風輪(9)安裝在軸(21)的右端，使永磁圈(7)的母線離開永磁盤(24)的上端面一間隙平行相對，并使永磁圈(7)的母線右端靠近永磁盤(24)的外圓；在聯(lián)接件(16)和磁力軸承(20)的左端面對稱中心垂直聯(lián)接舵板(22)，舵板(22)右端有一缺口躲開軸(21)的左端部和磁力軸承(20)的動套的左端面；挑桿(14)固定在拱形圈(10)上部，測速傳感器(13)安裝在挑桿(14)上，傳感器(13)的頭部對著永磁圈(7)外圓母線且離開一間隙，傳感器(13)用導線(26)接到控制器(29)。
2. 根據(jù)權利要求1所述自調(diào)懸浮風力發(fā)電系統(tǒng)，其特征是風輪(9) 的永磁圈(7)和套圈(8)用徑向充磁的永磁圈(35)取代，同時傳動盤(23) 的永磁盤(24)用永磁盤(33)取代，永磁盤(33)由若干沿軸向極性交替 充磁的扇形磁塊拼成或由 一永磁盤沿周向分區(qū)且沿軸向極性交替充磁而成，在永磁盤(33)的底面沿軸向依次固定導磁圓盤(32)、感應盤(31);挑桿 (34)固定在拱形圈(10)下部，測速傳感器(13)安裝在挑桿(34)上，傳感器(13)的頭部對著永磁盤(33)上端面的邊部且離開一間隙，傳感器 (13)用導線(30)接到控制器(29)。
專利摘要一種自調(diào)懸浮風力發(fā)電系統(tǒng)，在立柱的頂端固定托板，在托板上固定發(fā)電機，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸用磁懸浮軸承支撐；在發(fā)電機定子上部外圓套接圓盤，在其上端面垂直固定若干電磁鐵，電磁鐵與控制器連接；在轉(zhuǎn)子軸上端部沿軸向依次固接沿軸向充磁的永磁盤、感應盤；在托板側(cè)面固定拱形圈，在拱形圈正頂下面垂直固定倒T型軸；聯(lián)接件通過推力軸承和徑向軸承聯(lián)系于倒T型軸的下端；風輪由沿徑充磁的永磁圈、導流環(huán)，葉片、套圈構成，風輪安裝在一根水平軸上，此軸用與聯(lián)接件聯(lián)接的磁力軸承支承，軸的軸線與發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸垂直；風輪與永磁盤用非接觸磁力傳動驅(qū)轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)電；在聯(lián)接件和磁力軸承的左端面聯(lián)接舵板；設置風輪或永磁盤測速傳感器，傳感器與控制器連接；本實用新型效率極高。
文檔編號F16C32/04GK201188594SQ20082000398
公開日2009年1月28日 申請日期2008年2月13日 優(yōu)先權日2008年2月13日
發(fā)明者劉新廣 申請人:劉新廣