CN101871428A - 磁拉力器 - Google Patents

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Abstract

磁拉力器，从发电机的转轴尾端同轴套左边带沿的非磁性套筒，非磁性套筒的内圆不接触轴的外圆，非磁性套筒的左端面与发电机的定子右端面或其它静止结构件联接，轴的右端伸出非磁性套筒的右端面；在非磁性套筒的小外圆外套拉力弹簧，磁性圆板的中孔与非磁性套筒的小外圆配成滑动配合，拉力弹簧的左端与非磁性套筒的沿面或发电机的定子右端面或其它静止结构件联接、拉力弹簧的右端与磁性圆板的左端面联接；在转轴的右端同轴联接磁性圆盘，磁性圆盘离开磁性圆板一轴向距离，并使磁性圆板与磁性圆盘能产生磁拉力。磁拉力器能延长轴承寿命，能提高风力发电机的发电效率，降低起动风速，延长发电机轴承寿命。

Description

磁拉力器
技术领域
本发明涉及一种磁力器件，特别是一种磁拉力器。
背景技术
现有的风力发电机，绝大多数为水平轴式，其轴承为传统的机械接触式滚动或滑动轴承。水平轴式风力发电机转轴受力情况比通用的水平轴发电机恶劣得多。通用的水平轴发电机的轴承主要支撑转子轴的重力并抵抗径向扰动使轴定心运转，而水平轴式风力发电机转轴除了受重力和径向扰动力作用，还受到两个严重力的作用：一是安装在轴2外伸端的风扇叶轮1(如图1示)的重力作用，二是承受风对风扇叶轮水平方向的冲击力。风扇叶轮1的重力，使风力发电机3(支持电机3的塔杆为9)的转轴2对轴承产生悬臂力，靠近风扇叶轮1的轴承承受下压力，远离风扇叶轮1的轴承承受上顶力。下压力、上顶力、风水平方向的冲击力使轴承处于恶劣的工作状态，即应力集中，摩擦力(矩)大，磨损加剧。摩擦力(矩)导致水平轴式风力发电机起动风速(目前约为3m/s)大，不能捕获3m/s以下的风力发电，特别是摩擦力(矩)降低了发电机3的发电效率；应力集中和摩擦力，使轴承磨损加剧，缩减其寿命。总之，现有的水平轴式风力发电机存在高摩擦力、高摩擦转矩、高启动风速及低发电效率的严重缺陷，业内称为“三高一低问题”。为了克服风扇叶轮1的重力对风力发电机轴承产生悬臂力，本人发明了“非平衡磁力轴承”。而克服风通过风扇叶轮1及转轴2对轴承产生的水平(轴)方向的冲压力，目前未见较为满意的技术方案，也几乎没有成熟的产品。
发明内容
本发明设计一种磁拉力器，目的是克服风通过水平式风力发电机的风扇叶轮及轴对轴承产生的水平(轴)方向的作用力，减小轴承的摩擦力，延长轴承寿命，提高风力发电机的发电效率，降低起动风速，实现微风发电。
本发明通过下述技术方案实现。
如图1示。所述磁拉力器这样构成：从发电机3的转轴2尾(右)端同轴套左边带沿的非磁性套筒8，非磁性套筒8的内圆不接触转轴2的外圆，非磁性套筒8的左端面与发电机3的定子右端面或其它静止结构件联接，转轴2的右端伸出非磁性套筒8的右端面；在非磁性套筒8的小外圆外套拉力弹簧4，磁性圆板5的中孔与非磁性套筒8的小外圆配成滑动配合，拉力弹簧4的左端与非磁性套筒8的沿面或发电机3的定子右端面或其它静止结构件联接，拉力弹簧4的右端与磁性圆板5的左端面联接；在转轴2的右端同轴联接磁性圆盘6，磁性圆盘6离开磁性圆板5一轴向距离，磁性圆盘6的直径比磁性圆板5的直径比小，圆环7与磁性圆板5的右端面或外圆联接且使其套在磁性圆盘6的外圆外，以防风吹磁性圆盘6，并使磁性圆板5与磁性圆盘6能产生磁拉(引)力。
无风时，由于磁性圆板5离磁性圆盘6较远，两者之间的轴向磁拉力很最小，转轴2受到的向左的轴向力最小。有风且风扇叶轮1迎风时，风力冲压风扇叶轮使发电机3的转轴2受到顺风向的推力，同时风冲压磁性圆板5使其克服拉力弹簧4的拉力而靠近磁性圆盘6，风速越大越接近，但磁性圆板5不接触磁性圆盘6，这时磁性圆板5增大对磁性圆盘6的磁引力以抵抗作用在转轴2的顺风向的推力，当磁性圆板5对磁性圆盘6的磁引力与作用在转轴2的顺风向的推力相等时，转轴2受到的轴向合力为零，磁性圆板5相对磁性圆盘6静止。风速减小时，转轴2受到的顺风向的推力减小，同时磁性圆板5受到的冲压力随之减小，拉力弹簧4拉动磁性圆板5作远离磁性圆盘6的移动，磁性圆板5对磁性圆盘6的轴向磁引力相应减小，当磁性圆板5对磁性圆盘6的磁引力与作用在转轴2的顺风向的推力相等时，磁性圆板5被移动到某一位置又相对磁性圆盘6静止。总之，随着风速的变化，磁性圆板5相对磁性圆盘6的位置随着风速的变化而改变，使磁性圆板5对磁性圆盘6的磁引力抵抗作用在转轴2的顺风向的推力，从而减轻或消除发电机3转轴2的机械轴承所受的有害轴向力。
本发明有益的效果：
1、所述磁拉力器结构简单、成本低、免维护。
2、所述磁拉力器，能克服风通过水平式风力发电机的风扇叶轮及轴对轴承产生的水平(轴)方向的作用力，减小轴承的摩擦力，提高风力发电机的发电效率，降低对机械轴承的要求，延长轴承寿命，降低起动风速，实现微风发电。
3、若在水平式风力发电机上同时使用磁拉力器和“非平衡磁力轴承”，将大幅度提高水平式风力发电机的发电效率，能使水平式风力发电机的起动风速降到1m/s以下，基本上解决了“三高一低问题”，充分捕获风能。
4、目前中国大多数大功率水平式风力发电机所用机械轴承依赖进口，若在水平式风力发电机上同时使用磁拉力器和“非平衡磁力轴承，由于能大大降低对机械轴承的要求，将彻底改变机械轴承依赖进口这种情况，还能大大延长轴承寿命。这将打破先进国家的技术垄断，降低成本，用力推动中国的风电事业。
5、所述磁拉力器还能用于水轮机、涡轮机，提高其效率，延长其寿命。
附图说明
图1为所述磁拉力器的结构示意图。
具体实施方式
实施例一：如图1示。所述磁拉力器这样构成：从发电机3的转轴2尾(右)端同轴套左边带沿的非磁性套筒8，非磁性套筒8的内圆不接触轴2的外圆，非磁性套筒8的左端面与发电机3的定子右端面或其它静止结构件联接，轴2的右端伸出非磁性套筒8的右端面；在非磁性套筒8的小外圆外套拉力弹簧4，磁性圆板5的中孔与非磁性套筒8的小外圆配成滑动配合，拉力弹簧4的左端与非磁性套筒8的沿面或发电机3的定子右端面或其它静止结构件联接、拉力弹簧4的右端与磁性圆板5的左端面联接；在转轴2的右端同轴联接磁性圆盘6，磁性圆盘6离开磁性圆板5一轴向距离，磁性圆盘6的直径比磁性圆板5的直径比小，圆环7与磁性圆板5的右端面或外圆联接且使其套在磁性圆盘6的外圆外，以防风吹磁性圆盘6，并使磁性圆板5与磁性圆盘6能产生磁拉(引)力。

Claims (1)

1.一种磁拉力器，其特征是：从发电机(3)的转轴(2)尾端同轴套左边带沿的非磁性套筒(8)，非磁性套筒(8)的内圆不接触转轴(2)的外圆，非磁性套筒(8)的左端面与发电机(3)的定子右端面或其它静止结构件联接，转轴(2)的右端伸出非磁性套筒(8)的右端面；在非磁性套筒(8)的小外圆外套拉力弹簧(4)，磁性圆板(5)的中孔与非磁性套筒(8)的小外圆配成滑动配合，拉力弹簧(4)的左端与非磁性套筒(8)的沿面或发电机(3)的定子右端面或其它静止结构件联接，拉力弹簧(4)的右端与磁性圆板(5)的左端面联接；在转轴(2)的右端同轴联接磁性圆盘(6)，磁性圆盘(6)离开磁性圆板(5)一轴向距离，磁性圆盘(6)的直径比磁性圆板(5)的直径比小，圆环(7)与磁性圆板(5)的右端面或外圆联接且使其套在磁性圆盘(6)的外圆外，并使磁性圆板(5)与磁性圆盘(6)能产生磁拉引力。
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