CN205330884U - 全转子倍速风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全转子倍速风力发电机，包括外转子、内转子、空心轴、上叶片、下叶片和集电环，所述空心轴上方设有外转子轴承座，所述外转子轴承座与空心轴之间设有上轴承，所述上叶片与外转子分别固定在外转子轴承座的上下两端，所述内转子设置在外转子内部，内转子固定安装在空心轴上，所述下叶片与上叶片迎风导向角度向相反，下叶片连接内转子，在空心轴下端设有集电环轴承座，所述集电环轴承座与空心轴之间设有下轴承。该发电机结构简单，运行稳定可靠，和传统风力发电机相比同等风速下，外转子和内转子的相对运动切割磁感线的速度增加了一倍，进而达到倍速增速的效果，提高了发电机的发电效率，尤其是低风时的发电效率。

Description

全转子倍速风力发电机

技术领域

本实用新型主要涉及风力发电技术领域，具体是一种全转子倍速风力发电机。

背景技术

根据风力发电机旋转轴的区别，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。其配套电机一般分为二类：1、异步型(1)笼型异步发电机；(2)绕线式双馈异步发电机；2、同步型(1)永磁同步发电机；(2)电励磁同步发电机；配套电机工作原理共同的特点就是发电机分为定子和转子两大部分，分别由磁铁和线圈构成，工作状态是定子静止，通过外力(风叶)带动转子的转动和固定的定子产生相对运动来切割磁力线，产生电流发电。

风力发电机的电压高低和电流大小，是和发电机转子转速密切相关的，转子转速越高，发电机的发电量就越高。而目前的风力发电机一般在低风时由于转子转速较慢，达不到产生有效电流和电压的初始速度，从而导致发不出电或者电压很低和电流很小，不能带动负载，使得发电机工作效率不高，浪费了低风资源。

实用新型内容

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种全转子倍速风力发电机，该发电机结构简单，各部分技术成熟，运行稳定可靠，和传统风力发电机相比同等风速下，外转子和内转子的相对运动切割磁感线的速度增加了一倍，进而达到倍速增速的效果，提高了发电机的发电效率，尤其是低风时的发电效率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

全转子倍速风力发电机，包括外转子、内转子，所述外转子和内转子通过相对运动来切割磁力线产生电流发电，还包括空心轴、上叶片、下叶片和集电环，所述空心轴上方设有外转子轴承座，所述外转子轴承座与空心轴之间设有上轴承，所述上叶片与外转子分别固定在外转子轴承座的上下两端，所述内转子设置在外转子内部，内转子固定安装在空心轴上，所述下叶片与上叶片迎风导向角度相反，下叶片连接内转子，在空心轴下端设有集电环轴承座，所述集电环轴承座与空心轴之间设有下轴承，所述集电环连接空心轴和集电环轴承座，内转子上线圈的输出导线通过空心轴内部的穿线孔连接至集电环。

还包括上法兰盘和下法兰盘，所述上法兰盘设置在上叶片与外转子轴承座之间，上法兰盘用于连接上叶片和外转子轴承座，所述下法兰盘设置在下叶片和内转子之间，下法兰盘用于连接下叶片和内转子。

还包括上叶片支架和下叶片支架，所述上叶片通过上叶片支架连接上法兰盘，所述下叶片通过下叶片支架连接下法兰盘。

所述上叶片和下叶片均包括若干个风叶和连接板，若干个风叶环形阵列设置，相邻的风叶之间通过连接板连接。

所述连接板分别设置在风叶的上部、中部和下部。

集电环轴承座下方固定连接支架，所述支架包括支架杆和支架座，所述集电环轴承座设置在支架杆上，所述支架杆固定在支架座上，所述支架座是U形。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型申请的全转子倍速风力发电机，通过设置两组旋转方向相反的风叶分别同时驱动外转子(原传统风力发电机的定子部分)和内转子(原传统风力发电机转子部分)做相对运动，和传统风力发电机相比同等风速下，切割磁感线的速度增加了一倍，进而达到倍速增速的效果，产生更高的电压和更大的电流，提高了发电机的发电效率，尤其是低风时的发电效率。

2、本实用新型结构设计简单合理，占用空间小，运行稳定可靠，当将上叶片和下叶片上下垂直设置时，本实用新型适用于垂直轴风力发电机，当将上叶片和下叶片水平前后水平设置时即水平方向前后设置两个迎风角相反的叶片时，本实用新型适用于水平轴风力发电机。

3、本实用新型风叶结构设计简单合理，与传统结构相比增加了风叶受力面积，提高了稳定性和工作效率。

附图说明

附图1为本实用新型总体结构示意图；

附图2为附图1中Ⅰ部结构放大图。

附图中所示标号：1、上叶片；2、下叶片；3、支架；4、风叶；5、连接板；6、支架杆；7、支架座；8、上轴承；9、上法兰盘；10、外转子轴承座；11、空心轴；12、外转子；13、内转子；14、下轴承；15、下法兰盘；16、集电环轴承座；17、集电环；18、上叶片支架；19、下叶片支架；20、穿线孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

全转子倍速风力发电机，包括外转子12、内转子13，所述外转子12和内转子13通过相对运动来切割磁力线产生电流发电，其特征在于：还包括空心轴11、上叶片1、下叶片2和集电环17，所述空心轴11上方设有外转子轴承座10，所述外转子轴承座10与空心轴11之间设有上轴承8，所述上叶片1与外转子12分别固定在外转子轴承座10的上下两端，所述内转子13设置在外转子12内部，内转子13固定安装在空心轴11上，所述下叶片2与上叶片1迎风导向角度相反，下叶片2连接内转子13，在空心轴11下端设有集电环轴承座16，所述集电环轴承座16与空心轴11之间设有下轴承14，所述集电环17连接空心轴11和集电环轴承座16，内转子13上线圈的输出导线通过空心轴11内部连接至集电环17，集电环轴承座16下方固定连接支架3。

如附图1、2所示，本实用新型中，上叶片1和下叶片2的旋转方向相反，上叶片1驱动外转子12转动，下叶片2驱动内转子13转动，当风由一个方向吹来时，由于上叶片1和下叶片2的旋向相反，因此上叶片1和下叶片2的转动方向相反，即外转子12和内转子13的转动方向相反，在外转子12和内转子13之间设有可切割的磁感线，因此由外转子12和内转子13的相对运动可产生电流，由于本结构让发电机不再分转子和定子，发电机除了转子部分转动，原来意义上的定子部分也相对于转子做逆向转动，这样就产生了一倍的增速，提高了线圈切割磁力线的线速度，产生了更高的电压和更大的电流，从而提升了发电机的效率，在低风时由于风力发电机转速倍增，使得低风也能发电。

本实用新型上叶片1、下叶片2、内转子13、外转子12之间的连接关系如下：上叶片1上通过螺钉连接上法兰盘9，上法兰盘9通过螺钉连接上叶片支架18，上法兰盘9套在外转子轴承座10上，且通过螺钉固定在外转子轴承座10上，外转子轴承座10通过上轴承8连接空心轴11，由于设置了上轴承8，因此外转子轴承座10与空心轴11可相对转动，外转子12通过螺钉固定在外转子轴承座10上，由上叶片1带动外转子轴承座10转动，进而带动外转子12转动；内转子13设置在外转子12内部，内转子13固定在空心轴11上，内转子13下方通过螺钉连接下法兰盘15，下法兰盘15下方通过下叶片支架19连接下叶片2，由下叶片2带动下法兰盘15转动进而带动内转子13转动；集电环轴承座16通过下轴承14套在空心轴11上，集电环轴承座16不产生运动，其安装在支架3上起固定支撑作用，集电环轴承座16固定在支架3上，支架3包括支架杆6和支架座7，所述集电环轴承座16设置在支架杆6上，所述支架杆6固定在支架座7上，所述支架座7是U形，支架3的结构便于本风力发电机的固定，集电环17为一端固定一端旋转的结构，集电环17的固定端固定在集电环轴承座16上，集电环17的旋转端固定在空心轴11的端部，空心轴11内设置穿线孔20，内转子13上线圈的输出导线即通过该穿线孔20连接至集电环17。本结构具有简单合理、结构紧凑、运行稳定可靠的优点，且本结构各零部件之间拆装方便，便于该风力发电机的安装和维修作业。本实用新型中附图1所示为上叶片1与下叶片2上下垂直设置时的垂直轴风力发电机结构，但本实用新型同样适用于水平轴风力发电机，只需将上叶片1和下叶片2前后水平设置即可。

所述上叶片1和下叶片2均包括若干个风叶4和连接板5，若干个风叶4环形阵列设置，相邻的风叶4之间通过连接板5连接；所述连接板5分别设置在风叶4的上部、中部和下部。如附图1中所示，上叶片1和下叶片2结构组成相同，只是风叶4的转向不同，上叶片1和下叶片2均由多个风叶4组成，风叶4之间采用弧形的连接板5连接，连接板5为三组，分别设置在风叶4上部、中部和下部，本结构可增加风叶受力面积和运行的稳定性，提高发电效率。

实施例：全转子倍速风力发电机，包括外转子12、内转子13，所述外转子12和内转子13通过相对运动来切割磁力线产生电流发电，还包括空心轴11、上法兰盘9、下法兰盘15、上叶片1、下叶片2、集电环17，所述空心轴11上方设有外转子轴承座10，所述外转子轴承座10与空心轴11之间设有上轴承8，所述上叶片1通过螺钉固定安装在上法兰盘9上，所述上法兰盘9与外转子12分别通过螺钉固定在外转子轴承座10的上下两端，所述内转子13设置在外转子12内部，内转子13固定安装在空心轴11上，所述下叶片2与上叶片1旋向相反，上叶片1和下叶片2均包括若干个风叶4和连接板5，若干个风叶4环形阵列设置，相邻的风叶4之间通过连接板5连接，下叶片2通过螺钉连接下法兰盘15，下法兰盘15通过螺钉连接内转子13，在空心轴11下方设有集电环轴承座16，所述集电环轴承座16与空心轴11之间设有下轴承14，所述集电环17连接空心轴11和集电环轴承座16，集电环轴承座16下方固定连接支架3。本实施例的有益效果：结构简单、运行稳定可靠，安装维修简单快捷，且与传统风力发电机相比，由于内转子和外转子均可转动，且转动方向相反，因此可成倍提高风力发电机的发电效率，尤其是低风时的发电效率。

Claims (6)

1.全转子倍速风力发电机，包括外转子(12)、内转子(13)，所述外转子(12)和内转子(13)通过相对运动来切割磁力线产生电流发电，其特征在于：还包括空心轴(11)、上叶片(1)、下叶片(2)和集电环(17)，所述空心轴(11)上方设有外转子轴承座(10)，所述外转子轴承座(10)与空心轴(11)之间设有上轴承(8)，所述上叶片(1)与外转子(12)分别固定在外转子轴承座(10)的上下两端，所述内转子(13)设置在外转子(12)内部，内转子(13)固定安装在空心轴(11)上，所述下叶片(2)与上叶片(1)迎风导向角度相反，下叶片(2)连接内转子(13)，在空心轴(11)下端设有集电环轴承座(16)，所述集电环轴承座(16)与空心轴(11)之间设有下轴承(14)，所述集电环(17)连接空心轴(11)和集电环轴承座(16)，内转子(13)上线圈的输出导线通过空心轴(11)内部的穿线孔(20)连接至集电环(17)。

2.如权利要求1所述的全转子倍速风力发电机，其特征在于：还包括上法兰盘(9)和下法兰盘(15)，所述上法兰盘(9)设置在上叶片(1)与外转子轴承座(10)之间，上法兰盘(9)用于连接上叶片(1)和外转子轴承座(10)，所述下法兰盘(15)设置在下叶片(2)和内转子(13)之间，下法兰盘(15)用于连接下叶片(2)和内转子(13)。

3.如权利要求2所述的全转子倍速风力发电机，其特征在于：还包括上叶片支架(18)和下叶片支架(19)，所述上叶片(1)通过上叶片支架(18)连接上法兰盘(9)，所述下叶片(2)通过下叶片支架(19)连接下法兰盘(15)。

4.如权利要求1所述的全转子倍速风力发电机，其特征在于：所述上叶片(1)和下叶片(2)均包括若干个风叶(4)和连接板(5)，若干个风叶(4)环形阵列设置，相邻的风叶(4)之间通过连接板(5)连接。

5.如权利要求4所述的全转子倍速风力发电机，其特征在于：所述连接板(5)分别设置在风叶(4)的上部、中部和下部。

6.如权利要求1所述的全转子倍速风力发电机，其特征在于：集电环轴承座(16)下方固定连接支架(3)，所述支架(3)包括支架杆(6)和支架座(7)，所述集电环轴承座(16)设置在支架杆(6)上，所述支架杆(6)固定在支架座(7)上，所述支架座(7)是U形。