CN102192095A

CN102192095A - 垂直同轴组合式风力发电机

Info

Publication number: CN102192095A
Application number: CN2010101279659A
Authority: CN
Inventors: 林立新; 雷辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2011-09-21

Abstract

一种垂直同轴组合式风力发电机，由多台同轴心发电机连接组成，顶端安装有集风器，每台发电机内部的定子、转子结构相同，发出同频同压电能，输出连接组合。本发明能高效、直接将风能转换为电能，低电压，大电流，可组合，电能无须逆变，直接提供给用户电气设备，风能利用率高，效果好，是一种绿色、环保、新能源设备。

Description

垂直同轴组合式风力发电机

技术领域：

本发明涉及一种风力发电机，具体是指一种垂直同轴组合式风力发电机。

背景技术：

由于人类对地球不可再生能源的过度开发和大量消耗，致使全球能源危机日益深重，而能源消耗产生的有害物质和有害气体大量排放在空气中，自然环境被污染破坏，环境温度逐年升高，自然灾害频频发生，严重威胁着人类的生存和发展，也给人类造成了巨大的损失。另一方面，自然界中，风能是绿色、环保、无公害的能源之一，它取之不尽、用之不竭。进入21世纪以来，风能作为一种清洁可再生能源，越来越受到各国政府的重视和采用。因此，如何高效、直接的将风能转换为电能，造福人类，保护环境、节省自然资源，是摆在全人类特别是广大科技工作者面前神圣而迫切的光荣任务。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种高效、直接将风能转换为电能、低电压、大电流、可组合的垂直同轴组合式风力发电机。

本发明采用的技术方案是：这种垂直同轴组合式风力发电机，由多台同轴心发电机连接组成，顶端安装有集风器，每台发电机内部的定子、转子结构相同，发出同频同压电能，输出连接组合。

上述技术方案中，所述多台同轴心发电机是多台发电机转子轴依次同轴心相连接固定，或者多台发电机转子安装固定在同一根轴上。

上述技术方案中，所述每台发电机内部的定子结构相同是每台发电机定子的矽钢片结构、形状、定子厚度、绕线方式、每槽漆包线直径、匝数相同。

上述技术方案中，所述每台发电机内部的转子结构相同是每台发电机转子的结构、形状、永磁磁钢所用材料和磁极极对数分布相同。

上述技术方案中，所述多台同轴心发电机连接为多台相同结构的发电机同轴心、垂直叠加连接固定。

上述技术方案中，所述的每台发电机内部的定子结构相同，包括定子绕线为三组，三组绕线互为同相绕线。

上述技术方案中，所述的集风器正面垂直于风向安装，集风器成双数结构。

上述技术方案中，所述集风器为集风碗，固定在集风杆上，集风碗开口面为迎风面，集风杆水平安装，与发电机轴杆连接固定。

本发明的突出的实质性特点和显著效果：

本发明成功地解决了多台风力发电机中每台同电压、同频率、同相位、同轴垂直安装的问题，正因为本发明的每台发电机有相同的频率、相位、电压，因而其输出可并联在一起，能提供较大的电流供电，这是传统风力发电机所不可能做到的。又正因为本发明的每台发电机有相同的频率、相位、电压，所以输出容易组合，能根据不同需要进行组合，机动灵活，适应面广。

本发明发电机发出的电压低，电能无须逆变，能直接提供给用户电气设备使用，如热水器水加热、室内供暖空气加热等；或经充电、蓄能、整流、稳压变成直流电源提供照明，或驱动直流装置等。

本发明的多台发电机垂直同轴安装及集风器正面垂直于风向安装，集风器开口面为迎风面，集风器成双数安装在集风力连接杆上，风力连接杆水平安装，与发电机轴连接固定。上述这种结构，无论哪个方面的风力风能都能被有效利用作功，所以本发明的这种风力发电机其风能利用率最高，效果最好。

附图说明：

图1为本发明实施例1结构示意图

图2为本发明实施例2结构示意图

图3为定子矽钢片结构示意图

图4为定子绕线方式示意图

图5为转子结构示意图

图6为实施例1中单台发电机结构示意图

图7为集风器结构示意图

附图标注说明：

1——矽钢片 2——漆包线 3——转子轴

4——转子体 5——转子永磁磁钢 6——轴承

7——上端盖 8——下端盖 9——发电机电源线

10——集风碗 11——风力连接板 12——风力连接杆

13——底座 14——紧固螺丝 15——紧固螺帽

具体实施方式：

参见附图，本发明的垂直同轴组合式风力发电机，由多台同轴心发电机连接组成，顶端安装有集风器，每台发电机内部的定子、转子结构相同，发出同频同压电能，输出连接组合，所述多台同轴心发电机是多台发电机转子轴依次同轴心相连接固定，或者多台发电机转子安装固定在同一根轴上，所述每台发电机内部的定子结构相同是每台发电机定子的矽钢片1结构、形状、定子厚度、绕线方式、每槽漆包线2直径、匝数相同，所述每台发电机内部的转子结构相同是每台发电机转子的结构、形状、永磁磁钢所用材料和磁极极对数分布相同，所述多台同轴心发电机连接为多台相同结构的发电机同轴心、垂直叠加连接固定。所述的每台发电机内部的定子结构相同，包括定子绕线为三组，三组绕线互为同相绕线，所述的集风器正面垂直于风向安装，集风器成双数结构，所述集风器为集风碗，固定在风力连接杆上，集风碗开口面为迎风面，风连接杆水平安装，与发电机轴杆连接固定。

参见图6，每台发电机是由发电机定子和发电机转子组成。发电机定子由如图1所示的矽钢片1多片叠加组成，矽钢片1具有12个槽；定子的厚度由所需电量决定；定子槽绕线方式按图4所示绕制，绕A、B、C三组，漆包线2直径由所需电能确定，每槽所绕匝数以槽满为宜，且匝数相同，发电机转子结构如图5所示，转子是由转子轴3、转子体4、转子永磁磁钢5组成。轴3为普通钢材制做；转子体4为冷轧钢板组成；转子永磁磁钢5为铁氧体或钕铁硼充磁组成；在轴3的两端安有轴承6。转子永磁磁钢5设置为双数对磁极，即一半数为S极，一半数为N极。上端盖7和下端盖8的轴承室都应有比轴3直径稍大的孔。然后将轴3的两端轴承6放进上端盖7轴承室和下端盖8轴承室内，用紧固螺丝14将上端盖7与下端盖8固定紧，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过线端引出，接在回路中，便产生了电流。每台风力发电机电源线9从下端盖8的一圆孔伸出。

垂直同轴组合式风力发电机结构

垂直同轴组合式风力发电机是由多台风力发电机组成的。在这种情况下，单台发电机的轴3顶端要制作为螺杆，轴3底端要制作为螺帽，螺杆与螺帽要同轴心，将下台风力发电机螺杆旋进上台风力发电机螺帽内，使上台发电机与下台发电机轴3紧固接触，同时使转子永磁磁钢5同极极性在一条线上。然后，多台发电机都依次相连如图1，组成垂直同轴组合式风力发电机。将同轴组合式风力发电机垂直安装在底座13上，用紧固螺丝14固紧。另用两根长螺杆穿过端盖孔和底座13，以垂直固定每台发电机。最上部一台风力发电机轴3上端与风力连接板接触处制作为正四方形，再将轴上部制作成螺杆，将风力连接板11水平地放进发电机轴杆上，用紧固螺帽15固紧，如图1所示。风力连接板11与风力连接杆12、集风碗10相连，如图7。集风碗10固定在风力连接杆12上，集风碗10开口面为迎风面，风力推动集风碗顺时针旋转，从而带动风力发电机转子旋转，如图1所示。由于所有发电机都是同轴心安装，而定子漆包线线径一样、绕线方式一样、每槽匝数一样、漆包线线阻一样，转子结构安装一样，所以每台发电机发出的电压一样，频率一样，每台发电机电压相位与相位之间的相位角也是一样。

垂直同轴组合式风力发电机转子轴3可制作为整体一根，如图2，仅在上下两端安装轴承6，转子体4与转子永磁磁钢5均匀地分布在轴杆上，永磁磁钢同磁极在一条线上，每台发电机定子固定在对应的转子间，然后用四根杆柱夹住定子垂直固定在底座13板上，使多台发电机构成垂直同轴心，外加外罩保护定子与转子。

Claims

1.一种垂直同轴组合式风力发电机，其特征在于由多台同轴心发电机连接组成，顶端安装有集风器，每台发电机内部的定子、转子结构相同，发出同频同压电能，输出连接组合。

2.根据权利要求1所述的垂直同轴组合风力发电机，其特征在于所述多台同轴心发电机是多台发电机转子轴依次同轴心相连接固定，或者多台发电机转子安装固定在同一根轴上。

3.根据权利要求1所述的垂直同轴组合式风力发电机，其特征在于所述每台发电机内部的定子结构相同是每台发电机定子的矽钢片结构、形状、定子厚度、绕线方式、每槽漆包线直径、匝数相同。

4.根据权利要求1所述的垂直同轴组合式风力发电机，其特征在于所述每台发电机内部的转子结构相同是每台发电机转子的结构、形状、永磁磁钢所用材料和磁极极对数分布相同。

5.根据权利要求1所述的垂直同轴组合式风力发电机，其特征在于所述多台同轴心发电机连接为多台相同结构的发电机同轴心、垂直叠加连接固定。

6.根据权利要求1所述的垂直同轴组合式风力发电机，其特征在于所述的每台发电机内部的定子结构相同，包括定子绕线为三组，三组绕线互为同相绕线。

7.根据权利要求1所述的垂直同轴组合式风力发电机，其特征在于所述的集风器正面垂直于风向安装，集风器成双数结构。

8.根据权利要求7所述的垂直同轴组合式风力发电机，其特征在于所述集风器为集风碗，固定在风力连接杆上，集风碗开口面为迎风面，风力连接杆水平安装，与发电机轴杆连接固定。