CN202811217U - 双风轮风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型的双风轮风力发电机，技术目的是提供一种发电效率高、安装成本低并且维护方便的双风轮风力发电机。包括有支架，所述支架上设有风力发电机组，所述风力发电机组包括有上风轮及下风轮，所述上风轮及下风轮分别连接有盘式发电机的内转子及外转子，所述上风轮与下风轮的曲面角度方向相反，并且上风轮与下风轮的旋转方向相反；所述盘式发电机的电力输出端连接有控制电路、整流电路、逆变电路及蓄电池。

Description

双风轮风力发电机

技术领域

    本实用新型涉及一种发电机，更具体的说，涉及一种双风轮风力发电机。

背景技术

     20世纪以来，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人民对能源的需求不断提高。随着煤炭、石油、天然气等不可再生能源的短缺，能源问题已经成为制约各国经济发展的首要问题，也给新能源的发展带来契机，其中风能成为第一新能源被各国大力推广。全球潜在风力发电能力超过70万亿千瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。随着未来常规能源成本持续上升，风电优势更为明显，发展会更快，根据预测，未来多年内风电装机容量年均增速将高达20%。根据全球风能委员会的报告，目前德国、西班牙、美国、印度、丹麦、意大利、英国、荷兰、中国、日本和葡萄牙等国的风电装机容量相对较多。中国风能资源丰富，发展风电潜力巨大。据中国气象科学研究院初步探明，中国风能总储量达32.26亿千瓦，居世界第一位。其中可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿千瓦，近海可开发和利用的风能储量有7.5亿千瓦，共计约10亿千瓦，大于中国的水能资源储量。如果陆上风电年上网电量按等效满负荷2000小时计，每年可提供5000亿千瓦时电量，海上风电年上网电量按等效满负荷2500小时计，每年可提供1.8万亿千瓦时电量，合计2.3万亿千瓦时电量。中国风电有相当大的发展空间。中国风电发展势头迅猛，风电市场的容量日益扩大，距全球最大风电市场也越来越近。中国风电可能在2020年之后超过核电成为中国第三大主力电源，2050年可能超过水电，成为中国第二大主力发电电源。 传统风光力系统的的实现基本过程是通过风的机械能推动风轮旋转然后带动盘式发电机的转子同步旋转，切割发电机的永磁定子的磁感线运动，产生交变电流，交变电流再经整流后存入蓄电池，使用时由控制器直接给直流负载使用或，再经逆变器逆变成220V50HZ交流电供负载使用。传统小型水平轴风力发电机及垂直轴风力发电机的单台功率往往较小，不够家庭使用，所以其适用范围比较小，大部分用在路灯和室外照明上。我们通过使用三台小型双转子垂直轴风力发电机组合，即可将单台的功率提高30%以上，又可以使三台的组合效率提高10以上，占地面积小，安装成本低，大大扩展垂直轴风力发电机的使用领域。在现有技术中水平轴和垂直轴风力发电机的缺点是：现有水平轴和垂直轴风力发电机和使用领域及适用区域受到限制；现有水平轴和垂直轴风力发电机的功率等级分化严重，2KW-5KW的制造成本较高；现有水平轴和垂直轴风力发电机的安装必须分开进行，安装不方便，降低了安装速度；现有水平轴和垂直轴风力发电机控制器逆变器等配套部件需另外安装；传统水平轴和垂直轴风力发电机的风电转换效率低；传统水平轴和垂直轴发电系统蓄电池使用地埋箱保护，维护时比较麻烦。        

发明内容

本实用新型的技术目的是解决现有水平轴和垂直轴发电机的发电效率低和使用领域小并且单体安装成本高、维护不方便的技术问题。提供一种发电效率高、安装成本低并且维护方便的双风轮风力发电机。

为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是:

双风轮风力发电机，包括有支架，所述支架上设有风力发电机组，所述风力发电机组包括有上风轮及下风轮，所述上风轮及下风轮分别连接有盘式发电机的内转子及外转子，所述上风轮与下风轮的曲面角度方向相反，并且上风轮与下风轮的旋转方向相反；所述盘式发电机的电力输出端连接有控制电路、整流电路、逆变电路及蓄电池。

更进一步的，所述支架上同一水平面设有三组风力发电机组，三组风力发电机组相邻两组发电机组的距离是风轮叶片横截面直径的两倍。

更进一步的，所述支架上端设有避雷针。

每个风力发电机组由上下两个风轮组成，上下风轮分别与发电机的内转子和外转子连接，内转子为导线绕组，外转子为永磁组。在风力发电时，内外相对转动，提高了转速的同时提高了单台风力发电机组的发电效率。三台发电机在同一平面呈正三角形排列，两两间距为2倍风轮直径。三台风力发电机使用一块整流控制电路和逆变电路。支架结构采用镀锌角铁材料，保证牢固耐压。蓄电池采用12V200AH的三块串联，与逆变电路、控制电路、整流电路集中于一个配电箱内，配电箱与支架焊接为一体，既起到稳定配重作用又使维护方便。

上风轮及下风轮各由四个半圆曲面叶片组成，上风轮及下风轮曲面角度相反。上风轮和盘式发电机的永磁组连接，下风轮和盘式发电机的导线绕组连接，中间使用一空心固定轴连接，上风轮、下风轮连接的电力输出端各连接一输出铜环，输出铜环再焊接一条输出导线通过中间固定轴输出到配电电路，配电电路包括有控制电路、整流电路、逆变电路，控制电路、整流电路、逆变电路集中到一块电路板上。

本实用新型的有益技术效果是：将三台双风轮双转子垂直轴风力发电机结合为一个整体结构，而且对单个发电机也进行了创新，大大提高了系统的发电效率，而且节约了安装材料。安装场地灵活，安装步骤简便，即扩大了系统的使用区域范围，又扩大了使用负载范围。将各种功能集中在一个控制箱中，节约空间又节约了一定的成本。

附图说明

    图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

结合图1，详细说明本实用新型的具体实施方式，但不对权利要求作任何限定。

在实施本实用新型双风轮风力发电机的结构中，包括有支架800，所述支架800上设有风力发电机组，所述风力发电机组包括有上风轮100及下风轮101，所述上风轮100及下风轮101分别连接有盘式发电机的内转子200及外转子201，所述上风轮100与下风轮101的曲面角度方向相反，在进行风力发电时，上风轮100与下风轮101的旋转方向相反；盘式发电机的电力输出端连接有控制电路500、整流电路300、逆变电路600及蓄电池400。支架800上同一水平面设有三组风力发电机组，三组风力发电机组相邻两组发电机组的距离是风轮叶片横截面直径的两倍。支架800上端设有避雷针110。

每个风力发电机组由上下两个风轮组成，上下风轮分别与发电机的内转子和外转子连接，在本实施例中，内转子为导线绕组，外转子为永磁组。三台发电机在同一平面呈正三角形排列，两两间距为2倍风轮叶片横截面直径。三台风力发电机使用设于配电箱700中的一块整流电路、控制电路和逆变电路。支架800结构采用镀锌角铁材料，保证牢固耐压。蓄电池采用12V200AH的三块串联，与逆变电路、控制电路、整流电路集中于一个配电箱内，配电箱与支架800焊接为一体，既起到稳定配重作用又使维护方便。

上风轮100及下风轮101各由四个半圆曲面叶片组成，上下风轮曲面角度相反。上风轮100和盘式发电机的永磁组连接，下风轮101和盘式发电机的导线绕组连接，上下风轮和盘式发电机，中间使用一空心固定轴13连接，上风轮100、下风轮101连接的电力输出端各连接一输出铜环，输出铜环再焊接一条输出导线通过中间固定轴输出到配电电路，配电电路包括有控制电路、整流电路、逆变电路，控制电路、整流电路、逆变电路集中到一块电路板上。

本实用新型采用无铁芯盘式永磁发电机为新型技术产品，发电效率高、体积重量小，与传统垂直轴风力发电机相比效率高出30%。高效无铁心电机技术开发出高效该发电机在运行中无铁损耗，无磁滞和齿槽效应，动态响应迅速，运转阻力极小，因此在微风（＜1m／s）的情况下就可以启动，从而使风能的利用更加充分，从根本上消除了限制低品位风能利用的瓶颈。采用稀土类永磁，多极，小气隙，功率密度高，输出功率大，在额定风速（15—30m/S）内可达最大发电功率700W，稳定发电功率650W，无转矩波动 ，结构紧凑，高体积功率比 ，由于无铁损耗，发热量低，温升小。

Claims (1)

1.双风轮风力发电机，包括有支架，其特征是：所述支架上设有风力发电机组，所述风力发电机组包括有上风轮及下风轮，所述上风轮及下风轮分别连接有盘式发电机的内转子及外转子，所述上风轮与下风轮的曲面角度方向相反，并且上风轮与下风轮的旋转方向相反；所述盘式发电机的电力输出端连接有控制电路、整流电路、逆变电路及蓄电池；所述支架上同一水平面设有三组风力发电机组，三组风力发电机组相邻两组发电机组的距离是风轮叶片横截面直径的两倍，所述支架上端设有避雷针。

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