CN113217284A - 一种直驱式微风风力发电机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种直驱式微风风力发电机系统。包括风力发电机、电控系统以及蓄电装置，所述风力发电机包括发电机舱、叶轮、轮毂、导流罩、尾舵、发电机后盖、立杆、立杆安装座，所述导流罩安装在所述叶轮上，所述发电机舱内设置有无铁芯永磁交流发电机，所述发电机通过发电机主轴与所述轮毂固定连接，所述发电机后盖内设置有自动刹车装置，所述自动刹车装置用于当所述叶轮的转速大于设定的额定转速时对所述风力发电机执行刹车动作。本发明通过设置无铁芯永磁交流发电机，消除了传统发电机的齿槽效应，极大地减轻了风轮叶片的转动阻力，通过二级储能电控系统设计，极大提高了小型风力发电机的风能利用率。

Description

一种直驱式微风风力发电机系统
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种直驱式微风风力发电机系统。
背景技术
风力发电机是一种利用风能产生电力的无污染清洁能源设备，它是利用风力吹动风力发电机的叶片旋转，带动电磁感应发电机产生电力。传统风力发电机启动风速要求一般不低于3级风，额定运行风速一般要求5-6级风或以上。这就对风力发电机的使用环境有了一定的要求,造成其适用地区有限。传统的风力发电机一般都是大型设备，它只适用于有大风的地区，对于只有小风或微风地区，或农村的家庭住户来说，大型的风力发电机无用武之地，风力发电机的叶片不会被小风或微风吹动而旋转继而产生电力，所以无法对风力小的广大农村单个家庭带来实质性帮助。
大自然中的风无时无刻都在变化，始终处于一种不稳定状态，风叶转速一般随着风力的大小而不断变化，也就导致发电机的转速也在不断变化，其发出的电压忽高忽低，电流也极不稳定，输出功率时大时小，平均效率较低，所以，传统的风力发电机提供的电源不能直接供电器使用，更谈不上直接并网发电。目前的风力发电机用电时，一般先对蓄电瓶进行充电，当风速变化比较快时，风力发电机发出的电压也很不稳定，用不稳定的电压对蓄电瓶进行充电，将会大大缩短蓄电瓶的使用寿命。
现有的风力发电机主要存在如下几个缺点：启动风速偏高，在5米/秒以下风速情况下，几乎不发电，或者发电量太低，在范围广大的低风速地区没有实际价值，比如，不能稳定维持市政路灯的照明；风力发电机的齿槽效应没有消除，此齿槽效应成为风机叶片转动的伴随阻力，导致在微风情况下转速偏低，达不到足够的电功率；风力发电机主体部分重量偏大，转动轴偏紧，不利于微风情况下灵活对风，快速启动发电；自然界的风速变化引起的风力发电机的输出电压频繁变化，对这类电的高效利用，需要特别设计的电控系统，即风力发电机控制器。目前小型风力发电机配置的控制器的电能利用效率比较低，不到30％。目前的小型风力发电机普遍没有设置专门的刹车装置，仅仅依靠短路引起的电磁阻力来刹车。在狂风或台风季节，这种刹车方式会经常失效，导致风机叶片常被损坏，甚至断裂，伤害地面人群或建筑物。传统风力发电机叶片基本靠手工加半机械完成，效率低，产量低，质量不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发电效率高，成本低，具有普遍实用价值的微风风力发电机系统，至少解决上述提出的现有技术缺点之一，为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：一种直驱式微风风力发电机系统，包括风力发电机、电控系统以及蓄电装置，所述风力发电机包括发电机舱、叶轮、轮毂、导流罩、尾舵、发电机后盖、立杆、立杆安装座，所述叶轮与所述轮毂固定连接，所述导流罩安装在所述叶轮上，所述发电机舱内设置有无铁芯永磁交流发电机，所述发电机通过发电机主轴与所述轮毂固定连接，所述发电机后盖内设置有自动刹车装置，所述自动刹车装置用于当所述叶轮的转速大于设定的额定转速时对所述风力发电机执行刹车动作。
进一步的改进在于，所述叶轮包括采用玻璃钢复合材料一体成型压铸而成的若干叶片，每个叶片包括拉丝芯杆和外壳，所述拉丝芯杆的一端为叶根，设置有安装孔，用于与轮毂上的轮辐孔连接，另一端作为叶脉，嵌套固定在外壳内部。
进一步的改进在于，所述外壳的一侧边为流线状，使得所述外壳中部比两边宽，所述拉丝芯杆包括一根主杆和两根加强杆，所述加强杆套在所述主杆靠近外壳中部位置并与之紧配合为一体。
进一步的改进在于，所述导流罩、叶轮、发电机舱、发电机后盖、尾舵均采用高分子轻型复合材料制作而成。
进一步的改进在于，所述自动刹车装置包括转速传感器、控制器、气缸，所述气缸设置有空压机、总风缸、调压阀和活塞推杆，所述活塞推杆的末端设置有刹车片，所述转速传感器安装在所述叶轮上，所述控制器分别与所述转速传感器和所述气缸电性连接，所述控制器与所述蓄电装置电性连接。
进一步的改进在于，所述风力发电机产生的电由电控系统控制传输到所述蓄电装置，所述蓄电装置包括一级储能电容和二级储能电池，所述一级储能电容将微风发电的低电压积累起来，积累到充电电压后再对所述二级储能电池进行充电，分别对至少两个并联电池单独交替充电，对外负载用电时则输出串联后的至少两个电池电压。
进一步的改进在于，所述无铁芯永磁交流发电机包括手工或机械绕制的发电线圈，所述发电线圈固定不转动作为定子部分，所述发电线圈两端对称设置有永磁转动盘，作为转子部分，所述永磁转动盘包括转子磁轭和贴在转子磁轭上的永磁体磁极，所述永磁体磁极呈扇形均匀的固定在所述转子磁轭上，所述发电线圈采用两层线圈错位重叠的方式。
进一步的改进在于，所述立杆安装座包括预埋件、上底板、立板，所述立杆底部与上底板表面固定连接，所述预埋件包括螺纹套筒，所述螺纹套筒的上表面固定有下底板，所述下底板设置有与螺纹套筒螺栓孔位置对应的下底板螺栓孔，所述上底板上设置有与下底板螺栓孔位置对应的上底板螺栓孔，所述上底板与预埋件之间通过螺栓进行固定，所述上底板的一侧通过转动铰链结构与下底板的一侧连接，所述立板设置有多个，所述立板的下直边与上底板表面固定连接，所述立板的一侧边与立杆的侧面固定连接。
进一步的改进在于，所述尾舵包括尾舵本体和舵板，所述舵板位于尾舵本体上远离发电机舱的一侧，采用重心偏下设计。
进一步的改进在于，所述发电机主轴包括外层、中间层和实心层，三层结构由不同的材料构成，其中，所述外层为金属结构层，所述中间层为高分子轻型复合材料层，所述实心层为用于提高主轴的抗弯性能的防腐松木，所述中间层的外表面与所述外层的内表面贴合在一起，所述实心层的外表面与所述中间层的内表面贴合在一起。
本发明的有益效果：
本发明通过采用高分子轻型复合材料制作导流罩、轮毂、叶片、发电机舱、尾舵，重量轻、强度高、韧性强，提升防腐蚀性能，提升防腐蚀性能，互换性好，成本低，能够标准化生产，通过减轻叶轮的重量，使得叶轮在低风速下可启动。
本发明通过采用无铁芯永磁交流发电机的好处是无齿槽效应，消除了传统发电机的齿槽效应，极大地减轻了叶轮的转动阻力，发电效率高。
本发明通过设置制动刹车装置，当转速传感器检测到风力发电机的叶轮的转速大于设定的额定转速时，传递信号给控制器，控制器接通空压机的电源，给气缸充气，气缸内压力增大到一定程度时，推动活塞推杆运动使刹车片对所述风力发电机执行刹车动作。当空压机停止工作后，气缸中的气体缓慢泄露，几个小时后恢复到刹车前的状态，风力发电机的叶轮继续转动发电。通过设置自动刹车装置，能有效防止大风对风力发电机的损坏。
本发明通过设置一级储能电容和二级储能电池，再次降低了用电时候的电磁阻力，可以将微风发电的低电压积累起来，积累到充电电压后再对储能电池充电，极大地提高了不稳定风力，低风速下电能的转化率。
本发明通过设置立杆安装座，因为小型风力发电机的立杆比较轻，人手就可以抬动，同时也为了立杆在竖立安装的过程中更加便捷，因此采用转动的安装方式，可以实现人力快速安装，快速定位。在预埋件和上底板上，对应的设计一个转动铰链结构，可以实现立杆转动，同时也限制了立杆在其他方向的移动。因为取消了预埋螺栓头的设计，为立杆采用转动铰链结构设计提供了可行性，在安装的过程中不会受到螺栓头的干涉，转动铰链结构设计，令立杆只有绕铰链转动的自由度，其余方向被固定，因此风机立杆转动竖立起后，预埋件中的螺栓孔与上底板的螺栓孔可以很好的贴合对齐，误差较少，避免了干涉的情况出现。由于螺栓是从外部安装，如果螺栓出现腐蚀的情况，可以很方便的拆下螺栓，进行更换，避免了预埋件的螺栓头无法更换的问题，提高了后期维护的便捷性。
本发明通过设置三层结构的发电机主轴，当风机转速增大，扭矩增大时，由于风力发电机主轴的扭矩主要集中在轴的最外端，因此既保证扭矩又减小整机重量和材料成本，在风力发电机主轴的设计阶段，主轴需考虑标准化设计，与标准化的无缝钢管规格匹配，可以降低加工难度，减少加工成本，主轴中心掏空，填充玻璃钢复合材料，该材料强度性能与钢材相当，而重量只有钢材的1/5，因此可以提高钢管的整体强度性能，而重量不会增加太多，实心层采用防腐松木，可以提高风力发电机主轴的抗弯性能，也可以防止风力发电机主轴松动和轴向偏移。
附图说明
图1为本发明实施例一种直驱式微风风力发电机系统的风力发电机结构示意图；
图2为本发明实施例一种直驱式微风风力发电机系统的叶轮结构示意图；
图3为本发明实施例一种直驱式微风风力发电机系统的轮毂结构示意图；
图4为本发明实施例一种直驱式微风风力发电机系统的尾舵结构示意图；
图5为本发明实施例一种直驱式微风风力发电机系统的无铁芯永磁交流发电机结构示意图；
图6为本发明实施例一种直驱式微风风力发电机系统的立杆安装座安装结构示意图；
图7为本发明实施例一种直驱式微风风力发电机系统的立杆安装座俯视图；
图8为本发明实施例二一种直驱式微风风力发电机系统的自动刹车装置原理图；
图9为本发明实施例二一种直驱式微风风力发电机系统的发电机主轴剖视结构示意图。
附图标记说明：
1-发电机舱、2-叶轮、3-锁定螺栓、4-轮毂、5-导流罩、6-尾舵、7-发电机后盖、8-立杆、9-主杆、10-加强杆、11-外壳、12-轮辐孔、13-气缸、14-空压机、15-总风缸、16-调压阀、17-活塞推杆、18-刹车片、19-发电线圈、20-转子磁轭、21-永磁体磁极、22-上底板、23-立板、24-螺纹套筒、25-下底板、26-转动铰链结构、27-外层、28-中间层、29-实心层、30-舵板。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明创造的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明创造。本说明书中使用的命名术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例一：
请参考附图1-7，本发明实施例一提出一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，如图1所示，包括风力发电机、电控系统以及蓄电装置(图中未示出)，所述风力发电机包括发电机舱1、叶轮2、轮毂4、导流罩5、尾舵6、发电机后盖7、立杆8、立杆安装座，所述叶轮2与所述轮毂4固定连接，所述导流罩5安装在所述叶轮2上，所述发电机舱1内设置有无铁芯永磁交流发电机，所述发电机通过发电机主轴与所述轮毂4固定连接，所述发电机后盖7内设置有自动刹车装置，所述自动刹车装置用于当所述叶轮2的转速大于设定的额定转速时对所述风力发电机执行刹车动作。
在本发明实施例中，所述轮毂4可以采用轻质材料制成，比如高刚性铝合金，也可以用铸铁一体压铸成型。如图3所示为轮毂4结构示意图。
具体地，在发明实施例中，如图2所示，所述叶轮2包括采用玻璃钢复合材料一体成型压铸而成的若干叶片，在本实施例中叶片的数量为3片，每个叶片包括拉丝芯杆和外壳，所述拉丝芯杆的一端为叶根，设置有安装孔，用于与轮毂4上的轮辐孔12连接，另一端作为叶脉，嵌套固定在外壳内部。
具体地，在发明实施例中，所述外壳的一侧边为流线状，使得所述外壳中部比两边宽，所述拉丝芯杆包括一根主杆9和两根加强杆10，所述加强杆10套在所述主杆9靠近外壳中部位置并与之紧配合为一体。
具体地，所述拉丝芯杆的材质可以为铝、不锈钢、碳纤维中的任意一种。本发明通过在叶片内设置拉丝芯杆，提高了叶片的整体韧性，防止叶片遇到大风时断裂。通过采用挤拉式玻璃钢叶片设计，在不降低叶片强度情况下，生产效率比现有手工制作大大提高，量产成本大大降低。
具体地，在发明实施例中，所述导流罩5、叶轮2、发电机舱1、发电机后盖7、尾舵6均采用高分子轻型复合材料制作而成。
具体地，所述高分子轻型复合材料可以是玻璃钢复合材料，通过采用玻璃钢复合材料，重量轻、强度高、韧性强，提升防腐蚀性能，互换性好，成本低，能够标准化生产，通过减轻叶轮的重量，使得叶轮2在低风速下可启动。
本发明的风力发电机相对于同等功率风力发电机体积小、重量轻，300W的风力发电机重量只有15公斤，20KW的风力发电机重量只有550公斤。同时，本发明的风力发电机的额定转速低，300W风机叶片的转速不大于600rpm，20KW的风机叶片的转速不大于300rpm，配件的磨损小、密封性好，正常情况下可使用20年左右。并且因风力发电机本身的重量轻同时也减小了立杆8的尺寸重量和总体重量，一般的移动安装只需1-2人就可以轻松完成。
具体地，在发明实施例中，如图5所示，所述无铁芯永磁交流发电机包括手工或机械绕制的发电线圈19，所述发电线圈19固定不转动作为定子部分，所述发电线圈19两端对称设置有永磁转动盘，作为转子部分，所述永磁转动盘包括转子磁轭20和贴在转子磁轭20上的永磁体磁极21，所述永磁体磁极21呈扇形均匀的固定在所述转子磁轭20上，所述发电线圈19采用两层线圈错位重叠的方式，增加了一倍的有效发电功率。永磁转动盘与发电线圈19之间通过锁定螺栓3进行连接。
比如，用环氧树脂胶固化紧密绕制的发电线圈盘，压制，提高铜线的功率密度，高压压铸的一体化线圈饼，发电线圈盘厚度范围在5mm-15mm之间，发电磁场强度达到0.6T-1.5T之间。固化紧密绕制的发电线圈盘用的固化胶，包括但不限于环氧树脂胶。
由于自然界的风速普遍不会很大，这样的风速驱动小风力发电机的叶片转动的转动力矩不会很大，叶轮2转动的力矩很大部分被用来克服发电机齿槽效应引起的阻力了，这大大降低了风力发电机利用风能的效率。本发明采用无铁芯永磁交流发电机的好处是无齿槽效应，消除了传统发电机的齿槽效应，极大地减轻了叶轮2的转动阻力，发电效率高。
本发明无铁芯永磁交流发电机的发电部分工艺结构是三相单线圈，无铁芯无槽多极差位结构，极相之间的角度差只有5°，比如，在一个直径只有150毫米圆周内，相位之差只有3.5毫米，这是其它结构的发电机无法做到的，它在相间磁场的相互作用下，极大的减小了风力发电机起动扭距。
具体地，在本发明实施例中，如图6所示，所述立杆安装座包括预埋件、上底板22、立板23，所述立杆8底部与上底板22表面固定连接，所述预埋件包括螺纹套筒24，所述螺纹套筒24的上表面固定有下底板25，所述下底板25设置有与螺纹套筒24螺栓孔位置对应的下底板螺栓孔，所述上底板25上设置有与下底板螺栓孔位置对应的上底板螺栓孔，所述上底板25与预埋件之间通过螺栓进行固定，所述上底板25的一侧通过转动铰链结构26与下底板25的一侧连接，所述立板23设置有多个，所述立板23的下直边与上底板22表面固定连接，所述立板23的一侧边与立杆8的侧面固定连接。
在本发明中，因为小型风力发电机的立杆8比较轻，人手就可以抬动，同时也为了立杆8在竖立安装的过程中更加便捷，因此采用转动的安装方式，可以实现人力快速安装，快速定位。在预埋件和上底板22上，分别对应的设计一个转动铰链结构26，可以实现立杆8转动，同时也限制了立杆8在其他方向的移动。因为取消了预埋螺栓头的设计，为立杆8采用转动铰链结构26设计提供了可行性，在安装的过程中不会受到螺栓头的干涉，转动铰链结构26设计，令立杆8只有绕铰链转动的自由度，其余方向被固定，因此风力发电机立杆8转动竖立起后，预埋件中的螺栓孔与上底板22的螺栓孔可以很好的贴合对齐，误差较少，避免了干涉的情况出现。由于螺栓是从外部安装，如果螺栓出现腐蚀的情况，可以很方便的拆下螺栓，进行更换，避免了预埋件的螺栓头无法更换的问题，提高了后期维护的便捷性。
具体地，在发明实施例中，如图4所示，所述尾舵6包括尾舵本体和舵板30，所述舵板30位于尾舵本体上远离发电机舱1的一侧，采用重心偏下设计，可以提高偏航对风的稳定性。
在本发明中，5导流罩和6尾舵在风的作用下非常灵活而平稳地自动调节叶轮2，使之正对风向方位，使风始终以最佳角度作用于叶轮2。
本发明的导流罩5是指风力发电机轮毂4的外保护罩，由于在风力发电机迎风状态下，气流会依照导流罩5的流线型均匀分流，起到整流扩压作用。本发明的导流罩5是在组合模具中一次整体成型出来的，特别在高风速下，比如超过10m/s时，可以增强扫过叶片的瞬时风速，也降低了在叶轮2前方形成涡流负压区的风险。
本发明的导流罩5能起到整流扩压作用，当叶轮2达到一定转速后由于叶片尖部的离心作用，迫使叶轮2后部产生了一个负压区，这个负压区空间区的大小，负压强度是随着风速的变化组成一定的函数关系。负压空间区的产生，起到了以下积极作用：使扩压提速效果更加增强，增加了相对风速，减少了叶片根部在负压区的涡流阻力，弥补了叶片半径变化，因线速度不同，攻角变化，影响升力系数，阻力系数，对叶形设计的束缚，使叶片得以在低风速区段就能起动，高效捕风发电的要求得以实现。
实施例二：
请参考附图1-9，本发明实施例二提出一种直驱式微风风力发电机系统，与上述实施例一的结构基本相同，是对实施例一的进一步改进，在本实施例中，如图8所示，所述自动刹车装置包括转速传感器(图中未示出)、控制器(图中未示出)、气缸13，所述气缸13设置有空压机14、总风缸15、调压阀16和活塞推杆17，所述活塞推杆17的末端设置有刹车片18，所述转速传感器安装在所述叶轮2上，所述控制器分别与所述转速传感器和所述气缸13电性连接，所述控制器与所述蓄电装置电性连接。
工作时，当转速传感器检测到风力发电机的叶轮2的转速大于设定的额定转速时，传递信号给控制器，控制器接通空压机14的电源，给气缸13充气，气缸13内压力增大到一定程度时，推动活塞推杆17运动使刹车片18对所述风力发电机执行刹车动作。当空压机14停止工作后，气缸13中的气体缓慢泄露，几个小时后恢复到刹车前的状态，风力发电机的叶轮2继续转动发电。通过设置自动刹车装置，能有效防止大风对风力发电机的损坏。
具体地，所述刹车片18的材质优选为橡胶材质。
具体地，在发明实施例中，所述风力发电机产生的电由电控系统控制传输到所述蓄电装置，所述蓄电装置包括一级储能电容和二级储能电池，所述一级储能电容将微风发电的低电压积累起来，积累到充电电压后再对所述二级储能电池进行充电，分别对至少两个并联电池单独交替充电，对外负载用电时则输出串联后的至少两个电池电压。比如，分别对两个12V电池交替充电，对外负载则输出串联后的24V电压，达到低电压都可以充电之目的，极大地提高了不稳定风力，低风速下电能的转化率。
具体地，在本实施例中，所述一级储能电容为电解电容、超级电容、铝空气电容中的任意一种，所述二级储能电池为铅酸电池或锂离子电池。
通过设置一级储能电容和二级储能电池，再次降低了用电时候的电磁阻力，可以将微风发电的低电压积累起来，积累到充电电压后再对储能电池充电，极大地提高了不稳定风力，低风速下电能的转化率，转化率可以达到80％以上。
具体地，在发明实施例中，如图9所示，所述发电机主轴包括外层27、中间层28和实心层29，三层结构由不同的材料构成，其中，所述外层27为金属结构层，所述中间层28为高分子轻型复合材料层，所述实心层29为用于提高主轴的抗弯性能的防腐松木，所述中间层28的外表面与所述外层27的内表面贴合在一起，所述实心层29的外表面与所述中间层28的内表面贴合在一起。
当风机转速增大，扭矩增大时，由于风力发电机主轴的扭矩主要集中在轴的最外端，因此既保证扭矩又减小整机重量和材料成本，在风力发电机主轴的设计阶段，主轴需考虑标准化设计，与标准化的无缝钢管规格匹配，可以降低加工难度，减少加工成本，主轴中心掏空，填充玻璃钢复合材料，该材料强度性能与钢材相当，而重量只有钢材的1/5，因此可以提高钢管的整体强度性能，而重量不会增加太多，实心层采用防腐松木，可以提高风力发电机主轴的抗弯性能，也可以防止风力发电机主轴松动和轴向偏移。
本发明的风力发电机主轴具有质量轻，强度高，韧性好，抗弯性好，使用寿命长等特点。生产工艺简单，可以快速、大批量生产，降低生产成本。
本发明的风力发电机起动风速低，起动风速一般为1.5-2米/秒，额定风速一般为5-8米/秒，风速在2-3米/秒就能发电及储电。因此本发明的风力发电机大部分时间都能发电，为人类提供了一种真正有实用意义的绿色新能源。
优选地，本发明的风力发电机系统的发电机舱1内，还可以设置储油室(图中未示出)，内部储存润滑油，保证系统轴承运转寿命。此外，发电机舱1内还可以设置齿轮箱(图中未示出)，可以设计齿速比提高或减慢发电机转子的转速。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，包括风力发电机、电控系统以及蓄电装置，所述风力发电机包括发电机舱、叶轮、轮毂、导流罩、尾舵、发电机后盖、立杆、立杆安装座，所述叶轮与所述轮毂固定连接，所述导流罩安装在所述叶轮上，所述发电机舱内设置有无铁芯永磁交流发电机，所述发电机通过发电机主轴与所述轮毂固定连接，所述发电机后盖内设置有自动刹车装置，所述自动刹车装置用于当所述叶轮的转速大于设定的额定转速时对所述风力发电机执行刹车动作。
2.根据权利要求1所述的一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，所述叶轮包括采用玻璃钢复合材料一体成型压铸而成的若干叶片，每个叶片包括拉丝芯杆和外壳，所述拉丝芯杆的一端为叶根，设置有安装孔，用于与轮毂上的轮辐孔连接，另一端作为叶脉，嵌套固定在外壳内部。
3.根据权利要求2所述的一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，所述外壳的一侧边为流线状，使得所述外壳中部比两边宽，所述拉丝芯杆包括一根主杆和两根加强杆，所述加强杆套在所述主杆靠近外壳中部位置并与之紧配合为一体。
4.根据权利要求1所述的一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，所述导流罩、叶轮、发电机舱、发电机后盖、尾舵均采用高分子轻型复合材料制作而成。
5.根据权利要求1所述的一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，所述自动刹车装置包括转速传感器、控制器、气缸，所述气缸设置有空压机、总风缸、调压阀和活塞推杆，所述活塞推杆的末端设置有刹车片，所述转速传感器安装在所述叶轮上，所述控制器分别与所述转速传感器和所述气缸电性连接，所述控制器与所述蓄电装置电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，所述风力发电机产生的电由电控系统控制传输到所述蓄电装置，所述蓄电装置包括一级储能电容和二级储能电池，所述一级储能电容将微风发电的低电压积累起来，积累到充电电压后再对所述二级储能电池进行充电，分别对至少两个并联电池单独交替充电，对外负载用电时则输出串联后的至少两个电池电压。
7.根据权利要求1所述的一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，所述无铁芯永磁交流发电机包括手工或机械绕制的发电线圈，所述发电线圈固定不转动作为定子部分，所述发电线圈两端对称设置有永磁转动盘，作为转子部分，所述永磁转动盘包括转子磁轭和贴在转子磁轭上的永磁体磁极，所述永磁体磁极呈扇形均匀的固定在所述转子磁轭上，所述发电线圈采用两层线圈错位重叠的方式。
8.根据权利要求1所述的一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，所述立杆安装座包括预埋件、上底板、立板，所述立杆底部与上底板表面固定连接，所述预埋件包括螺纹套筒，所述螺纹套筒的上表面固定有下底板，所述下底板设置有与螺纹套筒螺栓孔位置对应的下底板螺栓孔，所述上底板上设置有与下底板螺栓孔位置对应的上底板螺栓孔，所述上底板与预埋件之间通过螺栓进行固定，所述上底板的一侧通过转动铰链结构与下底板的一侧连接，所述立板设置有多个，所述立板的下直边与上底板表面固定连接，所述立板的一侧边与立杆的侧面固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，所述尾舵包括尾舵本体和舵板，所述舵板位于尾舵本体上远离发电机舱的一侧，采用重心偏下设计。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种直驱式微风风力发电机系统，其特征在于，所述发电机主轴包括外层、中间层和实心层，三层结构由不同的材料构成，其中，所述外层为金属结构层，所述中间层为高分子轻型复合材料层，所述实心层为用于提高主轴的抗弯性能的防腐松木，所述中间层的外表面与所述外层的内表面贴合在一起，所述实心层的外表面与所述中间层的内表面贴合在一起。
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