CN101298865B - 直联风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力发电装置,尤其是涉及一种直联风力发电机。其主要是解决现有技术所存在的风力发电机转子在定子内部,切割的线圈半径较小,整个发电机的体积较大,维修起来较不方便,发电机的散热完全靠内部的风扇起作用的技术问题。本发明包括塔架,塔架顶端通过偏航机构连接发电机组,发电机组包括有机头,机头周围连接有叶片,机头内端连接有壳体,壳体内有发电机转子与机头连接,发电机转子内部设有发电机定子,发电机定子内部缠绕有线圈并穿接有轴;发电机转子与塔架之间设有磁悬浮向上径向轴承以及向上径向轴承;发电机定子、发电机转子的内端与壳体之间固定有正推推力轴承、反推推力轴承以及径向轴承。

Description

直联风力发电机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种风力发电装置,尤其是涉及一种对直联风力发电机等结构的改
良O
背景技术
[0002] 风力发电是较容易获得的清洁能源之一,现有技术中已经公开了许多种基于 磁悬 浮技术的风力发电机。现有技术的磁悬浮风力发电机可以分成两种,其一为卧式,其二为立 式。中国专利公开了一种磁悬浮风力发电机(公开号:CN 101034862A),其包括叶轮、轴、电 机和轴承,叶轮设置于轴端部,电机设置于轴另一端,电机的单侧或双侧设置有轴承,轴承 一侧或两侧设置有磁悬浮装置,磁悬浮装置包括一个或一组固定套装于轴上的具有磁性的 或者是可导磁的转子,以及设置于所述转子外侧的磁性定子装置,磁性定子装置包括定子 磁体,定子磁体与转子具有一高度差并与其保持有轴向间隙;转子上部两外侧均设置有定 子磁体,定子磁体为永磁体或电磁装置,定子磁体的径向剖面为扇形或半环形结构,扇形的 圆弧角度为45度,磁性定子装置还包括支架,各定子磁体设置于该支架上,支架为倒U形框 架导磁通路结构,倒U形框架结构两侧壁分别由轴承的端盖及电机外壳组成,两侧壁上部 通过一导磁性物相连,以使两侧壁构成导磁通路,转子为片状或盘状可导磁或充磁的铁磁 性体,铁磁性体为硅钢材料或稀土合金材料制成,转子也可以是片状或盘状永磁体。但这种 结构的风力发电机转子在定子内部,切割的线圈半径较小,因此发电量也较小,如果增大转 子直径,将会增大整个发电机的体积,安装在塔架上后较为不稳定,维修起来较不方便;并 且发电机的散热完全靠内部的风扇起作用,浪费能源。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种直联风力发电机,其主要是解决现有技术所存在的风力 发电机转子在定子内部,切割的线圈半径较小,因此发电量也较小,如果增大转子直径,将 会增大整个发电机的体积,安装在塔架上后较为不稳定,维修起来较不方便;本发明还解决 了发电机的散热完全靠内部的风扇起作用的技术问题。
[0004] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
[0005] 本发明的直联风力发电机,包括塔架,塔架顶端通过偏航机构连接发电机组,其特 征在于所述的发电机组包括有机头,机头周围连接有叶片,机头内端连接有壳体,壳体内有 发电机转子,所述发电机转子与机头连接,发电机转子内部设有发电机定子,发电机定子内 部缠绕有线圈并穿接有轴;发电机转子与塔架之间设有能承载发电机组重量的磁悬浮第一 向上径向轴承以及第二向上径向轴承;发电机定子、发电机转子的内端与壳体之间固定有 正推推力轴承、反推推力轴承以及第三径向轴承。机头直接与发电机组中的发电机转子连 接,无需转轴转接,使得能量损耗较少。磁悬浮第一向上径向轴承可安装在发电机转子与塔 架的连接处,第三向上径向轴承安装在发电机转子中部。发电机组内部还可以安装有现有 的偏航系统和变浆系统。正推推力轴承可以承载叶片的轴向推力,反推推力轴承和径向轴承可以平衡叶片和机头的重量。
[0006] 作为优选,所述的发电机转子的内端与壳体之间设有断面为“L”形的挡块I,挡块 I内设有固定块I,正推推力轴承固定在挡块I与壳体之间,反推推力轴承以及第三径向轴 承设在挡块I的内侧与固定块I之间。“L”形的挡块I向内弯折,其与固定块I、轴之间形 成的间隙内安装有反推推力轴承以及第三径向轴承。
[0007] 作为优选,所述的反推推力轴承以及径向轴承呈圆周分布在发电机组内,反推推 力轴承与第三径向轴承互相间隔设置。反推推力轴承与第三径向轴承可以分别设3〜6个。
[0008] 作为优选,所述的发电机定子内端与壳体之间设有断面为“L”形的挡块II,挡块 II设在轴的外表面,挡块II内设有固定块II,固定块II与挡块II的两条内侧边之间分别 设有正推推力轴承、第三径向轴承,固定块II与发电机定子内端之间设有反推推力轴承。 正推推力轴承、第三径向轴承、反推推力轴承在挡块II与固定块II之间呈“品”字型排列。
[0009] 作为优选,所述的机头上开有若干通向壳体内部的进风口,机头与发电机定子之 间设有挡水除湿装置。挡水除湿装置可以是设置在进风口内端的挡水板,以及市面上一般 的除湿机。这样利用自然风直接对发电机内部进行冷却,即环保又节约能源。
[0010] 作为优选,所述的壳体的长度小于或等于塔架的直径。壳体的长度较短,使得整台 直联风力发电机重心较稳,运行起来更加稳定。
[0011] 因此,本发明具有风力发电机转子在定子外部,切割的线圈半径较大,发电量也较 大,维修起来较为方便的特点;本发明还具有发电机完全靠外部的自然风进行冷却,节约能 源,结构简单、合理等特点。
[0012] 附图说明
[0013] 附图1是本发明的一种结构示意图;
[0014] 附图2是图1的A部放大结构示意图;
[0015] 附图3是本发明的内部结构示意图;
[0016] 附图4是本发明另一个实施例的结构示意图。
[0017] 具体实施方式
[0018] 下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0019] 实施例1 :本例的直联风力发电机,如图1、图2、图3,有一个直径4m的塔架1,塔架 1顶端通过偏航机构连接发电机组,发电机组包括有可转动的机头2,机头2周围连接有叶 片3,机头2内端设有壳体4,壳体宽度小于塔架的宽度。机头2内端连接有发电机转子6, 发电机转子内部设有发电机定子5,发电机定子5内部缠绕有线圈并穿接有轴17。发电机 转子与塔架1之间设有能承载发电机组重量的磁悬浮第一向上径向轴承7以及第二向上径 向轴承8。发电机转子6的内端与壳体4之间设有断面为“L”形的挡块112,并且挡块112 设在轴17的外表面。挡块112内设有固定块113,正推推力轴承9固定在挡块112与壳体 4之间,反推推力轴承10以及第三径向轴承11设在挡块111内侧、固定块113、轴17组成 的空隙内。反推推力轴承10以及第三径向轴承11呈圆周分布在发电机组的内圆,反推推 力轴承10与第三径向轴承11互相间隔设置,且各设置4个。机头2上开有若干通向壳体 4内部的进风口 2-1,机头2与发电机定子5之间设有挡水除湿装置16,挡水除湿装置为挡 水板和除湿机。
[0020] 使用时,当风力作用于叶片3时,风叶产生侧向力,随即使叶片3进行旋转,从而带动发电机转子6旋转,发电机转子6旋转将此动能传递到发电机定子5处的线圈,从而实现 了风能转换为电能。
[0021] 实施例2 :本例的直联风力发电机,如图4,有一个直径4m的塔架1,塔架1顶端通 过偏航机构连接发电机组,发电机组包括有可转动的机头2,机头2周围连接有叶片3,机头 2内端设有壳体4,壳体宽度小于塔架的宽度。机头2内端连接有发电机转子6,发电机转 子内部设有发电机定子5,发电机定子5内部缠绕有线圈并穿接有轴17。发电机转子与塔 架1之间设有能承载发电机组重量的磁悬浮 第一向上径向轴承7以及第二向上径向轴承8。 发电机定子5内端与壳体4之间设有断面为“L”形的挡块II14,“L”形的挡块II朝外设在 轴17的外表面上。挡块1114内设有固定块1115,固定块1511与挡块1114的两条内侧边 之间分别设有正推推力轴承9、第三径向轴承11,固定块1115与发电机定子5内端之间设 有反推推力轴承10。正推推力轴承9、反推推力轴承10、第三径向轴承11组成“品”字型结 构。机头2上开有若干通向壳体4内部的进风口 2-1,机头2与发电机定子5之间设有挡水 除湿装置16,挡水除湿装置为挡水板和除湿机。
[0022] 使用时,当风力作用于叶片3时,风叶产生侧向力,随即使叶片3进行旋转,从而带 动发电机转子6旋转,发电机转子6旋转将此动能传递到发电机定子5处的线圈,从而实现 了风能转换为电能。

Claims (6)

  1. 一种直联风力发电机,包括塔架(1),塔架(1)顶端通过偏航机构连接发电机组,其特征在于所述的发电机组包括有机头(2),机头(2)周围连接有叶片(3),机头(2)内端连接有壳体(4),壳体内有发电机转子(6),所述发电机转子与机头(2)连接,发电机转子(6)内部设有发电机定子(5),发电机定子(5)内部缠绕有线圈并穿接有轴(17);发电机转子与塔架(1)之间设有能承载发电机组重量的磁悬浮第一向上径向轴承(7)以及第二向上径向轴承(8);发电机定子(5)、发电机转子(6)的内端与壳体(4)之间固定有正推推力轴承(9)、反推推力轴承(10)以及第三径向轴承(11)。
  2. 2.根据权利要求1所述的直联风力发电机,其特征在于所述的发电机转子(6)的内端 与壳体(4)之间设有断面为“L”形的挡块I (12),挡块I (12)内设有固定块I (13),所述的 正推推力轴承(9)固定在挡块I (12)与壳体(4)之间,所述的反推推力轴承(10)以及所述 的第三径向轴承(11)设在挡块I的内侧与固定块1(13)之间。
  3. 3.根据权利要求2所述的直联风力发电机,其特征在于所述的反推推力轴承(10)以及 所述的第三径向轴承(11)呈圆周分布在发电机组内,所述的反推推力轴承(10)与所述的 第三径向轴承(11)互相间隔设置。
  4. 4.根据权利要求1所述的直联风力发电机,其特征在于所述的发电机定子(5)内端与 壳体(4)之间设有断面为“L”形的挡块II (14),挡块II设在轴(17)的外表面,挡块II (14) 内设有固定块II (15),固定块II与挡块II (14)的两条内侧边之间分别设有所述的正推推 力轴承(9)、所述的第三径向轴承(11),固定块11(15)与发电机定子(5)内端之间设有所 述的反推推力轴承(10)。
  5. 5.根据权利要求1或2或3或4所述的直联风力发电机,其特征在于所述的机头(2) 上开有若干通向壳体(4)内部的进风口(2-1),机头(2)与发电机定子(5)之间设有挡水除 湿装置(16)。
  6. 6.根据权利要求1所述的直联风力发电机,其特征在于所述的壳体(4)的长度小于或 等于塔架(1)的直径。
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