CN202023686U - 微风启动无芯风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微风启动无芯风力发电机，具体的说是一种大口径、轻质量、能够微风启动的民用风力发电机。包括叶片(1)，磁铁(2)，无芯线圈(4)，主轴(24)，外转子轮圈(13)，电机支撑空心杆(9)，所述磁铁(2)具有多个，磁铁(2)以其南北极面平行于外转子轮圈(13)旋转轴线的方向布满安装于外转子轮圈(13)内壁的外转子内铁质圈(21)上；无芯线圈(4)安装于所述内定子铁质圈(22)上，线圈(4)具有多组，每组线圈(4)的线圈平面与所述内定子铁质圈(22)的圆周表面平行。本实用新型的有益效果是，通过增加了发电机直径，降低了叶片根部的应力，提高了安全性；通过无芯线圈，减少了涡流效应，提高了效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微风启动无芯风力发电机，具体的说是一种大口径、轻质量、能够微风启动的民用风力发电机。
背景技术
现有的风力发电机都是利用叶片截取风能，风轮机带动发电机发电。通常使用的发电机有水平轴和垂直轴风力发电机，垂直轴风力发电机的发电机大多都是盘式无芯结构，线圈排列方向垂直于转轴，线圈外围和内围切割磁力线速度不同，虽然能够微风启动，但是效率低，重量偏重，成本高，适合风向不定的城市。水平轴风力发电机普遍包含3个叶片，少数具有5-6个叶片，叶片是典型的悬臂梁结构，叶片根部承受巨大应力，在强风中易折断。因而水平轴风力发电机的叶片根部都很粗壮，这大大增加了重量，尤其对于大功率风力发电机，叶片越长，转速反而越低，力矩增大，更增加了叶片根部的应力。
大型风力发电机，一般都有变速齿轮箱增速，使发电机得以工作在50HZ ，并网发电。由于齿轮箱普遍比较笨重，因此微风时难以启动。一般的风力发电机，为了增加磁场交链密度，线圈都是绕在铁芯上，跟磁铁会产生吸力，即便是优化磁路，一般都要3米每秒的风速启动，另外铁芯会产生震动，磁滞涡流，总体效率不高。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服上述缺陷，提供一种能够微风启动，效率高，制造成本低的民用风力发电机，其通过以下技术方案实现：
一种微风启动无芯风力发电机，包括叶片1，磁铁2，无芯线圈4，主轴24，还包括外转子轮圈13，电机支撑空心杆9径向支撑所述外转子轮圈13，电机支撑叶片6斜支撑所述外转子轮圈13，且所述电机支撑空心杆9与电机支撑叶片6的另一端支撑于所述转轴套20上，叶片1根部梁23插入所述电机支撑空心杆9中，所述磁铁2具有多个，磁铁2以其南北极面平行于外转子轮圈13旋转轴线的方向布满安装于外转子轮圈13内壁的外转子内铁质圈21上，且相邻两个磁铁南北极反向，相邻两个磁铁间具有二分之一磁铁宽度间隙；
内定子铁质圈22，定子支撑片5支撑所述内定子支撑圈22，定子支撑片5另一端支撑于主轴24，无芯线圈4安装于所述内定子铁质圈22上，线圈4具有多组，每组线圈4的线圈平面与所述内定子铁质圈22的圆周表面平行；
所述内定子铁质圈22与外转子内铁质圈21构成的发电机半径是叶片1外端部扫过圆半径的五分之一至二分之一；
整流桥堆二极管12，将多组线圈4的输出整流成直流输出。
优选的，所述风力发电机主轴24上具有一对双列角接触球轴承7，所述电机支撑空心杆9和电机支撑叶片6分别支撑于两个轴承。
优选的，所述风力发电机的主轴24内沿轴线设有注油管8，主轴24前端具有与注油管8连通的注油口14；注油管8末端在主轴24末端，油从注油管8末端流出，通过转轴套20内壁润滑两个轴承。
优选的，所述定子支撑片5根部具有外防水圈10，转轴套20一端设有内防水圈25，所述内防水圈25设于所述外防水圈10内，且内防水圈10的内孔直径比主轴24直径大1毫米左右。
优选的，所述外防水圈10底部设有用于流出多余油和雨水的出水出油孔11。
优选的，所述风力发电机固定于回转体15上，回转体15套设于发电机固定杆18上，固定杆18上具有两个推力轴承16支撑所述回转体15。
优选的，所述发电机固定杆18上设有导电滑环17，回转体15内壁上设有铜片刷，铜片刷与所述导电滑环17弹力接触。
本实用新型的有益效果是，通过增加了发电机直径，降低了叶片根部的应力，提高了安全性；通过无芯线圈，减少了涡流效应，提高了效率。本实用新型不需要变速箱，减轻了发 电机的重量。
附图说明
图1为实用新型无芯风力发电机去除电机支撑叶片6，电机支撑空心杆9后的的正视图；
图2为实用新型无芯风力发电机的侧视图；
图3为实用新型无芯风力发电机叶片1的放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
参见图1，一种微风启动无芯风力发电机，包括叶片1，磁铁2，无芯线圈4，主轴24，还包括外转子轮圈13，电机支撑空心杆9径向支撑所述外转子轮圈13，电机支撑叶片6斜支撑所述外转子轮圈13，且所述电机支撑空心杆9与电机支撑叶片6的另一端支撑于所述转轴套20上，叶片1根部梁23插入所述电机支撑空心杆9中，所述磁铁2具有多个，磁铁2以其南北极面平行于外转子轮圈13旋转轴线的方向布满安装于外转子轮圈13内壁的外转子内铁质圈21上，且相邻两个磁铁南北极反向，相邻两个磁铁间具有二分之一磁铁宽度间隙；
内定子铁质圈22，定子支撑片5支撑所述内定子支撑圈22，定子支撑片5另一端支撑于主轴24，无芯线圈4安装于所述内定子铁质圈22上，线圈4具有多组，每组线圈4的线圈平面与所述内定子铁质圈22的圆周表面平行；
所述内定子铁质圈22与外转子内铁质圈21构成的发电机半径是叶片1外端部扫过圆半径的五分之一至二分之一；
整流桥堆二极管12，将多组线圈4的输出整流成直流输出。
气流从回转体方向吹来，吹动叶片1和电机支撑叶片6，带动外转子轮圈13和磁铁2转动(磁力线垂直于主轴)，切割线圈(线圈排列平行于主轴方向)，磁力线通过气隙切割线圈，产生电流，多相线圈经过整流桥堆二极管12整流成直流。由于磁铁2及线圈4非常多，电机口径大，转速很低的情况都能产生让充电器工作的最低电压。
为防止磁铁2和线圈4之间很小的气隙擦碰，电机的轴承要用双列角接触球轴承7，它能承受径向(风的推力)和轴向(外转子电机重量和转动时候的离心力)受力，水平偏移极小，保证磁铁和线圈之间的1毫米左右的气隙，长时间工作不会擦碰。
磁铁2和线圈4表面都用环氧树脂包裹，进风侧与外转子轮圈13一体形成有挡尘片3，隔离颗粒大的沙吹进气隙，防止擦碰线圈和磁铁。转轴套20带动内防水圈25转动，内防水圈25的内孔直径比主轴24直径大1毫米左右，外防水圈10固定在定子支撑片5上，水不会进到轴承里，大雨的时候少量的残水从出水出油孔11流出来。
风力发电机工作一段时间，润滑油氧化变质，加注润滑油的时候，旋开注油口14，把油加压力灌入，注油管8沿24中间的空心到两个轴承7前面，把氧化的润滑油挤出来，残余的油从转轴套20带动的内防水圈25内孔和主轴24之间1毫米左右的缝隙中孔流出，从出水出油孔11流出来。
由于风的方向经常变换，发电机方向也同步的变换，为防止发电机的输出线绞线，发电机使用了回转体15，顶部固定主轴24，下面用一对推力轴承16支撑整个发电机，推力轴承16下面位置有两个导电滑环17固定在发电机固定杆18上，直流输出导线19从发电机固定杆18中间引出，导电滑环17对应的回转体15位置安装两个铜片刷，铜片刷靠弹力压在导电滑环17上，风向变换时，导电滑环17都能把电流导出，从直流输出导线19输出直流电。由于是多相线圈，输出线头多，3相就有6条输出线，交流输出需要的导电滑环17多，所以经过整流桥堆二极管12整流成直流，只需要正负两条直流输出导线19，简单可靠。由于风力发电机工作在风吹日晒雨淋的恶劣环境下，接触性部件越少越好，寿命越长。这样的微风启动风力发电机接触性部件少，只有轴承4个，导电滑环2个。广泛用于海岛，渔船，灌溉提水，草原牧区，湖泊，边防哨所，路灯，野外通讯站，民用并网发电等。
Claims (7)
1.一种微风启动无芯风力发电机，包括叶片(1)，磁铁(2)，无芯线圈(4)，主轴(24)，其特征在于：还包括
外转子轮圈(13)，电机支撑空心杆(9)径向支撑所述外转子轮圈(13)，电机支撑叶片(6)斜支撑所述外转子轮圈(13)，且所述电机支撑空心杆(9)与电机支撑叶片(6)的另一端支撑于所述转轴套(20)上，叶片(1)根部梁(23)插入所述电机支撑空心杆(9)中，所述磁铁(2)具有多个，磁铁(2)以其南北极面平行于外转子轮圈(13)旋转轴线的方向布满安装于外转子轮圈(13)内壁的外转子内铁质圈(21)上，且相邻两个磁铁南北极反向，相邻两个磁铁间具有二分之一磁铁宽度间隙；
内定子铁质圈(22)，定子支撑片(5)支撑所述内定子支撑圈(22)，定子支撑片(5)另一端支撑于主轴(24)，无芯线圈(4)安装于所述内定子铁质圈(22)上，线圈(4)具有多组，每组线圈(4)的线圈平面与所述内定子铁质圈(22)的圆周表面平行；
所述内定子铁质圈(22)与外转子内铁质圈(21)构成的发电机半径是叶片(1)外端部扫过圆半径的五分之一至二分之一；
整流桥堆二极管(12)，将多组线圈(4)的输出整流成直流输出。
2.根据权利要求1所述的微风启动无芯风力发电机，其特征在于：所述主轴(24)上具有一对双列角接触球轴承(7)，所述电机支撑空心杆(9)和电机支撑叶片(6)分别支撑于两个轴承。
3.根据权利要求2所述的微风启动无芯风力发电机，其特征在于：主轴(24)内沿轴线设有注油管(8)，主轴(24)前端具有与注油管(8)连通的注油口(14)；注油管(8)末端设主轴(24)末端，油从注油管(8)末端流出，通过转轴套(20)内壁润滑两个轴承。
4.根据权利要求3所述的微风启动无芯风力发电机，其特征在于：所述定子支撑片(5)根部具有外防水圈(10)，转轴套(20)一端设有内防水圈(25)，所述内防水圈(25)设于所述外防水圈(10)内，且内防水圈(25)内孔直径比主轴(24)直径大1mm左右。
5.根据权利要求4所述的微风启动无芯风力发电机，其特征在于：所述外防水圈(10)底部设有用于流出多余油和雨水的出水出油孔(11)。
6.根据权利要求5所述的微风启动无芯风力发电机，其特征在于：所述风力发电机固定于回转体(15)上，回转体(15)套设于发电机固定杆(18)上，固定杆(18)上具有两个推力轴承(16)支撑所述回转体(15)。
7.根据权利要求6所述的微风启动无芯风力发电机，其特征在于：所述发电机固定杆(18)上设有导电滑环(17)，回转体(15)内壁上设有铜片刷，铜片刷与所述导电滑环(17)弹力接触。
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| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHANGHAI DSK BIOTECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHI SHIQUAN Effective date: 20121113 |
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| COR | Change of bibliographic data |
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| TR01 | Transfer of patent right |
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Granted publication date: 20111102 Termination date: 20190331 |
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