CN107882683A - 一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,用以解决我国对清洁能源的需求问题,括发电机轴,发电机轴的中部设置有发电机绕组,发电机轴的外部设置有端盖II,端盖II的内侧设置有磁体,发电机绕组的外侧设置有轴承,发电机轴的一端连接上风叶支撑轴,发电机轴的另一端连接发电机支撑轴,发电机轴的外部设置有发电机外壳,发电机外壳连接有下风叶和风叶下配重支撑件;本发明的设备主轴外部分别设置有上风叶、中风叶和下风叶,能有效利用风力转动,进而带动发电机轴转动,将风能转换为电能;本发明的设备外部设置有配重,避免风力过大时对设备造成损坏;本发明的设备顶部设置有避雷针,安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域,特别是指一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备。
背景技术
当前,随着节能减排的呼声日益强烈,世界各国都在大力发展清洁能源,清洁能源是指是指原材料可以再生的能源,如水力发电、风力发电、太阳能等可再生能源,能很好地解决我国日趋严峻的能源匮乏现状,目前的风力发电设备中主要有发电机轴、端盖、转子和定子绕组组成,转子转动、定子不动能源转换效率低。
发明内容
本发明提出一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,解决了传统风力发电设备因定子绕组不转动导致能源转换效率低的问题。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,包括发电机轴,发电机轴的中部设置有发电机绕组,发电机轴的外部设置有端盖II,端盖II的内侧设置有磁体,发电机绕组的外侧设置有轴承,发电机轴的一端连接上风叶支撑轴,发电机轴的另一端连接发电机支撑轴,发电机轴的外部设置有发电机外壳,发电机外壳连接有下风叶和风叶下配重支撑件;
发电机轴和发电机支撑轴通过连接套筒连接,发电机轴和连接套筒的连接处设置有轴承II,连接套筒内设置有集电环,连接套筒的外部设置有碳刷支撑架;
上风叶支撑轴的外部设置有中风叶,上风叶支撑轴的上端通过轴承III连接上风叶上轴,上风叶上轴的外部设置有上风叶,上风叶上轴的上部设置有风叶上配重支撑架,风叶上配重支撑架和风叶下配重支撑件之间设置有配重,上风叶上轴的顶部通过端盖I连接避雷针。
所述发电机绕组和发电机轴的装配处设置有挡圈。
所述发电机外壳通过螺栓连接有下风叶轴,下风叶轴上设置有下风叶。
所述发电机支撑轴的下端设置有连接法兰,连接法兰上设置有连接孔。
所述集电环的外部设置有三处碳刷,所述发电机绕组上的三根输出导线分别连接在三处碳刷上,碳刷的外部设置有防护罩。
所述碳刷的底部安装在集电环的安装孔内。
所述三处碳刷分别连接有集电环的三根输出导线,集电环的三根输出导线别连接控制器或负载。
所述中风叶的下部设置有风叶法兰,风叶法兰连接有风叶下支撑盘,上风叶的顶部设置有上风叶固定盘,上风叶固定盘连接上风叶法兰,上风叶法兰固定在上风叶上轴上,中风叶和上风叶之间设置有风叶中心法兰。
所述避雷针连接有避雷装饰球轴,避雷装饰球轴的外部设置有避雷装饰球。
所述风叶上配重支撑架和风叶下配重支撑件的规格一致。
本发明打破了发电机诞生以来,发电机定子不动的工作模式,实现定子的转动,使发电机定子与转子在相同时间内相对旋转,从而使发电机的转数增加,切割磁力线频次增加,发电机的输出功率增加;本发明中的发电机绕组(中间部分)与转子(两个端盖)工作时二者相对不同的方向旋转发电;
本发明的转子(两个端盖)与发电机绕组(中间部分)同时向相反方向旋转,使发电机与单转动的发电机的转速相对提高,增加磁力线的切割次数及数量,使用与输出功率相对提高;
本发明从结构上进了研究及新的设计,从材料上进行了研究与实验应用,消除了因磁铁与铁芯的矫顽力,实现了轻松转动,提高了能源利用率,减少启动的阻力,从而轻松启动;从工艺上进行了研究,使生产效率大幅度的提高,工业化程度更加提高生产效率;
本发明的发电机轴的外部设置有端盖II,端盖II的内侧设置有磁体,避免在发电机轴上安装转子和定子,极大地方便了发电设备的安装,减轻了工作量;本发明的设备主轴外部分别设置有上风叶、中风叶和下风叶,能有效利用风力转动,进而带动发电机轴转动,将风能转换为电能;本发明的上风叶和中风叶为回转形,下风叶为矩形,风力较小时下风叶先转动,再带动上风叶和中风叶转动,即使风力较小也能发电,提高对风能的利用率;本发明的设备外部设置有配重,避免风力过大时对设备造成损坏;本发明的设备顶部设置有避雷针,安全可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中发电机轴的结构示意图;
图3为本发明发电机支撑轴的主视图;
图4为本发明发电机支撑轴的右视图;
图5为本发明碳刷支撑架的剖视图;
图6为本发明碳刷支撑架的俯视图;
图7为本发明碳刷的剖视图;
图8为本发明碳刷的俯视图;
图9为本发明连接套筒的剖视图;
图10为本发明连接套筒的左视图;
图11为本发明集电环的剖视图;
图12为本发明集电环和碳刷的装配图;
图13为本发明风叶上配重支撑架的主视图;
图14为本发明风叶上配重支撑架的左视图。
图中:1发电机支撑轴、2集电环、3碳刷支撑架、4碳刷、5、连接套筒、7轴承II、8发电机外壳、9风叶下配重支撑件、13风叶下支撑盘、15风叶法兰、16、中风叶、18上风叶支撑轴、19轴承III、21、风叶中心法兰、24上风叶上轴、25上风叶、26上风叶固定盘、27上风叶法兰、31避雷针、32避雷装饰球、33避雷装饰球轴、35端盖I、36风叶上配重支撑架、39配重、45下风叶、47防护罩、48发电机轴、49端盖II、50轴承I、51发电机绕组、52挡圈、55下风叶轴、101连接法兰、102连接孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1—14所示,一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,包括发电机轴48,发电机轴48的中部设置有发电机绕组51,发电机轴48的外部设置有端盖II49,端盖II49的内侧设置有磁体56,发电机绕组51的外侧设置有轴承50,发电机轴48的一端连接上风叶支撑轴18,发电机轴48的另一端连接发电机支撑轴1,发电机轴48的外部设置有发电机外壳8,发电机外壳8连接有下风叶45和风叶下配重支撑件9;
发电机轴48和发电机支撑轴1通过连接套筒5连接,发电机轴48和连接套筒5的连接处设置有轴承II7,连接套筒5内设置有集电环2,连接套筒5的外部设置有碳刷支撑架3;
上风叶支撑轴18的外部设置有中风叶16,上风叶支撑轴18的上端通过轴承III19连接上风叶上轴24,上风叶上轴的外部设置有上风叶25,上风叶上轴24的上部设置有风叶上配重支撑架36,风叶上配重支撑架36和风叶下配重支撑件9之间设置有配重39,上风叶上轴24的顶部通过端盖I35连接避雷针31。
所述发电机绕组51和发电机轴48的装配处设置有挡圈52。
所述发电机外壳8通过螺栓连接有下风叶轴55,下风叶轴55上设置有下风叶45。
所述发电机支撑轴1的下端设置有连接法兰101,连接法兰101上设置有连接孔102。
所述集电环2的外部设置有三处碳刷4,所述发电机绕组51上的三根输出导线分别连接在三处碳刷4上,碳刷4的外部设置有防护罩47。
所述碳刷4的底部安装在集电环2的安装孔内。
所述三处碳刷4分别连接有集电环2的三根输出导线,集电环2的三根输出导线别连接控制器或负载。
所述中风叶16的下部设置有风叶法兰15,风叶法兰15连接有风叶下支撑盘13,上风叶25的顶部设置有上风叶固定盘26,上风叶固定盘26连接上风叶法兰27,上风叶法兰27固定在上风叶上轴24上,中风叶16和上风叶25之间设置有风叶中心法兰21。
所述避雷针31连接有避雷装饰球轴33,避雷装饰球轴33的外部设置有避雷装饰球32。
所述风叶上配重支撑架36和风叶下配重支撑件9的规格一致。
本发明通过风力驱动风叶转动分别带动发电机绕组及外壳相对转动,将风能转换为电能,减少了国家对于不可再生能源的消耗,具有积极的意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则、原理之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,其特征在于:包括发电机轴(48),发电机轴(48)的中部设置有发电机绕组(51),发电机轴(48)的外部设置有端盖II(49),端盖II(49)的内侧设置有磁体(56),发电机绕组(51)的外侧设置有轴承I(50),发电机轴(48)的一端连接上风叶支撑轴(18),发电机轴(48)的另一端连接发电机支撑轴(1),发电机轴(48)的外部设置有发电机外壳(8),发电机外壳(8)连接有下风叶(45)和风叶下配重支撑件(9);
发电机轴(48)和发电机支撑轴(1)通过连接套筒(5)连接,发电机轴(48)和连接套筒(5)的连接处设置有轴承II(7),连接套筒(5)内设置有集电环(2),连接套筒(5)的外部设置有碳刷支撑架(3);
上风叶支撑轴(18)的外部设置有中风叶(16),上风叶支撑轴(18)的上端通过轴承III(19)连接上风叶上轴(24),上风叶上轴的外部设置有上风叶(25),上风叶上轴(24)的上部设置有风叶上配重支撑架(36),风叶上配重支撑架(36)和风叶下配重支撑件(9)之间设置有配重(39),上风叶上轴(24)的顶部通过端盖I(35)连接避雷针(31)。
2.根据权利要求1所述的一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,其特征在于:所述发电机绕组(51)和发电机轴(48)的装配处设置有挡圈(52)。
3.根据权利要求1所述的一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,其特征在于:所述发电机外壳(8)通过螺栓连接有下风叶轴(55),下风叶轴(55)上设置有下风叶(45)。
4.根据权利要求1所述的一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,其特征在于:所述发电机支撑轴(1)的下端设置有连接法兰(101),连接法兰(101)上设置有连接孔(102)。
5.根据权利要求1所述的一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,其特征在于:所述集电环(2)的外部设置有三处碳刷(4),所述发电机绕组(51)上的三根输出导线分别连接在三处碳刷(4)上,碳刷(4)的外部设置有防护罩(47)。
6.根据权利要求5所述的一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,其特征在于:所述碳刷(4)的底部安装在集电环(2)的安装孔内。
7.根据权利要求5所述的一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,其特征在于:所述三处碳刷(4)分别连接有集电环(2)的三根输出导线,集电环(2)的三根输出导线别连接控制器或负载。
8.根据权利要求1—7任一项所述的一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,其特征在于:所述中风叶(16)的下部设置有风叶法兰(15),风叶法兰(15)连接有风叶下支撑盘(13),上风叶(25)的顶部设置有上风叶固定盘(26),上风叶固定盘(26)连接上风叶法兰(27),上风叶法兰(27)固定在上风叶上轴(24)上,中风叶(16)和上风叶(25)之间设置有风叶中心法兰(21)。
9.根据权利要求8所述的一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,其特征在于:所述避雷针(31)连接有避雷装饰球轴(33),避雷装饰球轴(33)的外部设置有避雷装饰球(32)。
10.根据权利要求8所述的一种内绕组相对旋转垂直轴风力发电设备,其特征在于:所述风叶上配重支撑架(36)和风叶下配重支撑件(9)的规格一致。
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CN114542390A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-05-27 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种利用仿生叶片的同轴对转垂直轴风力发电机组 |
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