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
技术领域
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。
背景技术
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
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。
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：
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
附图说明
附图1是本发明的一种结构示意图；
附图2是图1的A部放大结构示意图；
附图3是本发明的内部结构示意图；
附图4是本发明另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
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。
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I12，并且挡块I12设在轴17的外表面。挡块I12内设有固定块I13，正推推力轴承9固定在挡块I12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I11内侧、固定块I13、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。
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。
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II14内设有固定块II15，固定块15II与挡块II14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II15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。
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.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I(13)之间。
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.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II(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.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.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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