CN216044174U - 后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，发电机舱内转动连接一传动轴；发电机舱内设置线圈转子磁钢定子发电机构，传动轴驱动线圈转子磁钢定子发电机构；发电机舱底部设置一反推力磁悬浮环盘机构，传动轴的前端连接一环状风叶轮机构，环状风叶轮机构包括若干自适应迎风叶片。根据本实用新型的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，通过环状分布的自适应迎风叶片来减少强风环境下环状风叶轮机构的受力。发电机舱内设置线圈转子磁钢定子发电机构和反推力磁悬浮环盘机构，隔空抵消掉环状风叶轮机构工作旋转向后移动的向后推压力，减少承载传动轴的轴承在发电机舱内旋转摩擦损耗动能，提高发电效率。

Description

后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械能，机械能转换成电能，输出电流能源的电力设备，具有清洁环保的特点。风力发电机的风轮在风力的作用下旋转，通过风轮转动，把风的动能转换为风轮的机械能，风轮的机械能带动风轮轴转动，从而把风轮的机械能转换为发电机的电能。现有技术中，水平轴风力发电机的迎风叶片抵抗强风能力很差，很容易损坏。风叶轮在强风环境中超过最大载荷，并且受强风影响，机舱和风叶轮难以保持稳定的姿态，影响风力发电机的效率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的“水平轴风力发电机的迎风叶片抵抗强风能力很差，容易损坏。风叶轮在强风环境中超过最大载荷，受强风影响，机舱和风叶轮难以保持稳定的姿态，影响风力发电机发电效率”的技术问题。为此，本实用新型提出一种后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，能更有效地增强风叶轮的抵抗强风性能，提高发电机电能输出，并且更有效地提高风车塔柱抵抗强风安全性。

根据本实用新型的一些实施例的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，包括组合式风车塔柱；其特征在于，所述组合式风车塔柱上连接一发电机舱，所述发电机舱内转动连接一传动轴；所述发电机舱内设置线圈转子磁钢定子发电机构，所述线圈转子磁钢定子发电机构与所述传动轴连接，所述传动轴驱动所述线圈转子磁钢定子发电机构；所述发电机舱底部设置一反推力磁悬浮环盘机构，所述反推力磁悬浮环盘机构与所述传动轴的一端连接；所述传动轴的前端连接一环状风叶轮机构，所述环状风叶轮机构包括若干自适应迎风叶片，所述自适应迎风叶片于所述环状风叶轮机构的外圈呈圆环分布，所述环状风叶轮机构的内圈中空设置；所述发电机舱的尾部固定连接一分体式尾舵，所述分体式尾舵的直径与所述环状风叶轮机构的内圈直径相等，所述环状风叶轮机构的内圈与所述分体式尾舵连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述环状风叶轮机构包括一连接轴套，所述连接轴套的内圈与所述传动轴套接，所述连接轴套一端设置一连接套，所述连接轴套的外圈与所述连接套连接，所述连接套与若干连接杆连接；一环形固定环与若干所述连接杆套接，所述连接杆以所述连接套为中心，呈环状设置，所述环形固定环上环绕设置若干转动轴承，所述转动轴承的数量与所述连接杆的数量一一对应，所述转动轴承位于所述连接杆的一侧；若干支撑杆与所述转动轴承转动连接，所述连接轴套的另一端套接一固定座，所述固定座的周缘设置若干第一轴承，所述支撑杆的另一端与所述第一轴承转动连接；所述支撑杆、所述连接杆和所述环形固定环形成伞状。

根据本实用新型的一些实施例，所述连接套包括若干第二轴承和一调节轴承，所述第二轴承沿所述连接套的周缘分布，所述连接杆与所述第二轴承连接，所述第二轴承的数量与所述连接杆一一对应；所述调节轴承的内圈与所述连接轴套的外圈连接，所述调节轴承的外圈套接一圆筒体，所述圆筒体底部连接一第一平面涡卷弹簧，所述第一平面涡卷弹簧的一端与所述连接轴套的外圈连接，所述第一平面涡卷弹簧的另一端与所述圆筒体内圈连接；所述连接杆与所述第二轴承连接的末端设置有若干第一锥齿，所述圆筒体的顶部设置有第二锥齿，所述第一锥齿与所述第二锥齿啮合连接，所述圆筒体通过所述第二锥齿调节所述连接杆的转动角度。

根据本实用新型的一些实施例，所述自适应迎风叶片通过第三轴承与所述连接杆连接，所述自适应迎风叶片和所述第三轴承两端设置有第二平面涡卷弹簧，所述第二平面涡卷弹簧用于辅助增加所述自适应迎风叶片的抗风力度，所述自适应迎风叶片与所述连接杆连接的上下边缘处设置有辅助轴承，所述自适应迎风叶片上设置一限位槽，所述限位槽的位置与所述环形固定环的位置重合，所述自适应迎风叶片的所述限位槽穿过所述环形固定环，所述自适应迎风叶片以所述第三轴承为转动中心，绕所述连接杆转动一定角度；所述限位槽用于限制所述自适应迎风叶片的最小转动角度，所述自适应迎风叶片转动触碰所述支撑杆，所述支撑杆限制所述自适应迎风叶片的最大转动角度；所述自适应迎风叶片的迎风面一端呈弧形设置，弧形弯折朝迎风面一侧弯折设置，所述自适应迎风叶片的背风面设置若干加强筋，所述加强筋横向设置于所述自适应迎风叶片的背风面上。

根据本实用新型的一些实施例，所述线圈转子磁钢定子发电机构包括发电机定子壳体，所述线圈转子磁钢定子发电机构包括发电机定子壳体，所述发电机定子壳体通过两第四轴承与所述传动轴连接，所述第四轴承的内圈与所述传动轴连接，所述第四轴承的外圈与所述发电机定子壳体的内壁连接；所述发电机定子壳体内设置一线圈转子，所述线圈转子与所述传动轴套接，所述线圈转子周缘包裹一圈线圈，所述线圈转子和线圈与所述传动轴同步转动；所述发电机定子壳体内还设置一圈磁钢定子，所述磁钢定子固定设置于所述发电机定子壳体的内壁周缘。

根据本实用新型的一些实施例，所述发电机定子壳体的外部周缘呈凹圆形设置，所述发电机舱内滑动连接一定子滑动套件，所述定子滑动套件对应所述发电机定子壳体外部凹圆处设置一圈半圆导向块，所述半圆导向块与所述发电机定子壳体外部凹圆处相互嵌合，所述定子滑动套件带动所述发电机定子壳体于所述发电机舱内往复滑动；所述发电机舱内壁设置有限位套，所述限位套与所述定子滑动套件滑动连接，所述限位套用于限制所述定子滑动套件在所述发电机舱内的滑动距离。

根据本实用新型的一些实施例，所述定子滑动套件包括对称设置上滑动套和下滑动套，所述上滑动套和所述下滑动套之间相互嵌合组成所述定子滑动套件；所述半圆导向块沿所述上滑动套和所述下滑动套的内壁设置，所述上滑动套和所述下滑动套的周缘设置若干半圆柱，所述限位套对应所述半圆柱的位置设置有半圆槽，所述定子滑动套件通过所述半圆柱于所述限位套内前后滑动。

根据本实用新型的一些实施例，所述反推力磁悬浮环盘机构包括第一反推力磁悬浮环和第二反推力磁悬浮环，所述第一反推力磁悬浮环固定设置于所述发电机舱的底部，所述第二反推力磁悬浮环与所述传动轴转动连接，所述第一反推力磁悬浮环和所述第二反推力磁悬浮环相互排斥，通过斥力使所述传动轴与所述发电机舱的底部间隔一定距离；所述反推力磁悬浮环盘机构还包括一旋转环伸缩轨道导电器，所述旋转环伸缩轨道导电器包括与所述发电机舱铰接的母导电轨道和与所述传动轴末端铰接的子导电轨道，所述母导电轨道和所述子导电轨道之间通过一导电杆连接；所述母导电轨道的底部与所述发电机舱的底部通过第五轴承铰接，所述子导电轨道的一侧与所述传动轴末端通过第六轴承铰接，所述第五轴承和所述第六轴承的端面相互垂直；所述母导电轨道内周缘设置若干导电杆槽，所述导电杆槽围绕所述导电杆呈环形布置，所述导电杆于所述导电杆槽围成的环内前后滑动，所述子导电轨道内设置一第七轴承，所述第七轴承的内圈与所述导电杆连接，所述第七轴承的外圈与所述子导电轨道的内壁连接，所述第七轴承一侧还设置若干组导电碟片，所述导电碟片与所述导电杆固定连接，所述传动轴带动所述子导电轨道转动；所述子导电轨道的内圈壁内固定设置有若干旋转导电环，每两所述旋转导电环组成一组，所述导电碟片设置于两所述旋转导电环之间，电流经所述旋转导电环传输到所述导电碟片上。

根据本实用新型的一些实施例，所述发电机舱包括机舱后盖和机舱前盖，所述机舱后盖与所述机舱前盖嵌合连接，所述机舱后盖上设置有环架，所述第一反推力磁悬浮环设置于所述环架内；所述分体式尾舵包括若干舵片，所述分体式尾舵两侧水平延伸并向下延伸两所述舵片，所述分体式尾舵顶部向上延伸一所述舵片。

根据本实用新型的一些实施例，所述组合式风车塔柱包括主塔，所述主塔底部与安装地基固定连接，所述主塔上可拆卸连接一副塔，所述副塔与所述发电机舱之间通过一水平转向轴承连接；所述组合式风车塔柱周缘还设置一支撑架，所述支撑架包括若干底部支撑条和若干斜支撑条，所述底部支撑条固定设置于安装表面，并围绕所述主塔布置；所述斜支撑条一端与两所述底部支撑条的连接处连接，另一端与所述主塔和所述副塔之间的连接处连接；所述主塔的底部与两所述底部支撑条的连接处之间分别连接有底部连接条；所述副塔柱的长度大于所述环状风叶轮机构的转动半径。

根据本实用新型的一些实施例的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，至少具有如下有益效果：通过环状分布的所述自适应迎风叶片来减少强风环境下所述环状风叶轮机构的受力，而所述环状风叶轮机构的内圈与所述分体式尾舵的直径相等，使从所述环状风叶轮机构内圈吹过的风吹到所述分体式尾舵处，自动调整对准风向，使发电机风叶轮迎风保持面向空气流的最佳姿态。所述发电机舱内设置所述线圈转子磁钢定子发电机构和所述反推力磁悬浮环盘机构，隔空抵消掉风叶轮工作旋转向后移动的后推压力，减少所述承载传动轴的轴承在所述发电机舱内旋转摩擦损耗动能，提高发电效率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的整体示意图；

图2为本实用新型实施例的支撑架俯视图；

图3-a为本实用新型实施例的底部连接条的俯视图；

图3-b为本实用新型实施例的底部连接条的侧视图；

图4-a为本实用新型实施例的斜支撑条的俯视图；

图4-b为本实用新型实施例的斜支撑条的侧视图；

图5为本实用新型实施例的分体式尾舵俯视图；

图6为本实用新型实施例的分体式尾舵正视图；

图7为本实用新型实施例的驱动部分示意图；

图8为本实用新型实施例的环状风叶轮机构示意图；

图9为本实用新型实施例的自适应迎风叶片部分视图；

图10为本实用新型实施例的第二平面涡卷弹簧示意图；

图11为本实用新型实施例的自适应迎风叶第一局部示意图；

图12为本实用新型实施例的自适应迎风叶第二局部示意图；

图13为本实用新型实施例的线圈转子磁钢定子发电机构示意图；

图14为本实用新型实施例的定子滑动套件示意图；

图15为本实用新型实施例的旋转环伸缩轨道导电器示意图；

图16为本实用新型实施例的母导电轨道局部视图；

图17为本实用新型实施例的子导电轨道局部视图；

图18为本实用新型实施例的发电机舱示意图。

附图标记：

组合式风车塔柱100、主塔110、副塔120、水平转向轴承130、底部支撑条141、斜支撑条142、底部连接条143、分体式尾舵150、舵片151、巩固杆 152、

机舱前盖210、机舱后盖220、环架221、传动轴230、限位套240、发电机定子壳体310、第四轴承320、线圈转子330、线圈340、磁钢定子 350、定子滑动套件360、上滑动套361、下滑动套362、半圆柱370、半圆导向块380、

第一反推力磁悬浮环410、第二反推力磁悬浮环420、旋转环伸缩轨道导电器500、母导电轨道510、导电杆槽511、第五轴承520、子导电轨道530、旋转导电环531、第七轴承540、导电碟片550、第六轴承560、导电杆570、

自适应迎风叶片610、加强筋611、限位槽612、第三轴承620、辅助轴承 621、第二平面涡卷弹簧622、连接轴套630、连接套640、第二轴承641、调节轴承642、圆筒体650、第一平面涡卷弹簧651、第二锥齿652、固定座710、第一轴承711、环形固定环720、转动轴承721、支撑杆730、连接杆740、第一锥齿741。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右、顶、底等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图18描述根据本实用新型实施例的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，下文简称风车发电机。

如图1-图18所示，后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机包括组合式风车塔柱100，组合式风车塔柱100固定连接在安装表面上，组合式风车塔柱100的顶部连接一发电机舱，发电机舱内转动连接一传动轴 230。发电机舱内还设置有线圈转子330磁钢定子350发电机构，线圈转子330 磁钢定子350发电机构与传动轴230连接，并由传动轴230驱动，传动轴230 充当转子；发电机舱内的底部还设置一反推力磁悬浮环盘机构，反推力磁悬浮环盘机构与传动轴230的一端连接，防止传动轴230在强风吹动下，传动轴 230的末端与发电机舱的底部发生摩擦，影响风车发电机的发电效率，通过反推力磁悬浮环盘机构能够使传动轴230与发电机舱之间始终保持一定的距离，隔空低消掉风叶轮工作旋转向后移动造成的后推压力，减少承载传动轴230的轴承旋转摩擦损耗动能，提升发电效率。

在传动轴230的前端还连接一环状风叶轮机构，环状风叶轮机构在风的吹动下转动，从而带动传动轴230转动，再经过线圈转子330磁钢定子350发电机构产生电能。环状风叶轮机构包括若干自适应迎风叶片610，在本实施例中，自适应迎风叶片610为四片，自适应迎风叶片610在环状风叶轮机构的外圈呈圆环分布，环状风叶轮机构的内圈中空设；当强风吹过环状风叶轮机构时，自适应迎风叶片610转动，而部分风从环状风叶轮机构的内圈穿过，吹到发电机舱尾部的一分体式尾舵150上，保持发动机舱在强风中的稳定性。分体式尾舵 150与发电机舱的尾部固定连接，为了保证最大限度利用风能，并且提升风车发电机的抗风强度。分体式尾舵150的直径与环状风叶轮机构的内圈直径相等，能够使从环状风叶轮机构内圈经过的风完全吹到分体式尾舵150上，使分体式尾舵150在迎风过程中使发动机舱保持稳定，分体式尾舵150采用类似鱼尾的结构，能够在风力流动过程中增加发动机舱自身的稳定，从而提升风车发电机的抗风强度。

在本实用新型的一些实施例中，如图1至图4-b所示，具体地，为了使风车发电机更加易于安装，组合式风车塔柱100包括了主塔110，主塔110的底部与安装表面通过螺丝固定连接，而主塔110的顶部可拆卸连接一副塔120，主塔110与副塔120之间通过螺丝固定连接，副塔120的顶部与发电机舱之间通过一水平转向轴承130连接，发电机舱通过水平转向轴承130能够实现水平角度的调整，配合分体式尾舵150，使发动机舱能够保持正对风向，应对各种来向的风，增强风车发电机的抗风强度，而发动机舱和环状风叶轮机构始终正对迎风面，能够使环状风叶轮机构保持在当前风力下的最佳工作状态，提升风力发电机的发电效率。

应理解，组合式风车塔柱100的主塔110和副塔120的数量并非唯一实施方式，在其他一些实施例中，还可以根据实际高度需求，通过多根副塔120或主塔110连接在一起来提升风车发电机的安装高度。本实用新型对主塔110和副塔120的数量不一一赘述，应理解，在不脱离本实用新型基本构思的前提下，主塔110和副塔120的数量灵活变换，均应视为在本实用新型限定的保护范围之内。

如图2至图4-b所示，为了保持塔柱的抗风强度，在组合式风车塔柱100 周缘还设置一支撑架，支撑架包括若干底部支撑条141和若干斜支撑条142，在本实施例中，底部支撑条141和斜支撑条142的数量均为四根，四根底部支撑条141围绕主塔110周缘形成方形，支撑条之间彼此通过螺丝固定连接，并与安装表面固定连接；斜支撑条142一端与底部支撑条141固定连接，另一端与主塔110和副塔120之间的连接处固定连接，使组合式风车塔柱100的底部呈稳定的锥形，增强塔身部分的强度。为了保证发动机舱上的环状风叶轮机构在转动时不会触碰到斜支撑条142，副塔120柱的长度大于环状风叶轮机构的转动半径，通过上述设置，使环状风叶轮机构转动过程中不会与斜支撑条142 发生干涉导致环状风叶轮机构损坏。为了保证支撑架的稳定性，在主塔110的底部与底部支撑条141之间连接有若干底部连接条143，底部连接条143的一端与主塔110的底部连接，另一端与两底部支撑条141之间的连接处连接。

应理解，底部支撑条141呈方形连接并非唯一实施方式，在其他一些实施例中，还可以采用三角形或多边形。本实用新型对底部支撑条141围成的形状不一一赘述，应理解，在不脱离本实用新型基本构思的前提下，底部支撑条 141围成的形状灵活变换，均应视为在本实用新型限定的保护范围之内。

如图1、图5和图6所示，分体式尾舵150包括若干舵片151，分体式尾舵 150两侧水平延伸并向下延伸两舵片151，分体式尾舵150顶部向上延伸一舵片 151。通过类三角式分布的舵片151，使分体式尾舵150整体覆盖在环状风叶轮机构的内圈范围内，让分体式尾舵150能够通过内圈穿过的风来调整发动机的风叶轮迎风最佳角度。为了让三组舵片151之间连接更加稳定，顶部舵片151 与底部两侧舵片151之间分别连接有巩固杆152，形成稳定巩固的三角形状态。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、图7-图12所示，具体地，环状风叶轮机构包括一连接轴套630，连接轴套630的内圈与传动轴230套接，一连接套640与连接轴套630的一端套接，连接轴套630的外圈与连接套640连接，而连接套640与若干连接杆740连接，在本实施例中，连接杆740的数量对应自适应迎风叶片610的数量，连接杆740的一端与连接套640连接，另一端向外延伸。一环形固定环720与若干连接杆740套接，连接杆740一连接套640为中心，呈环状设置，环形固定环720上环绕设置若干转动轴承721，转动轴承721的数量与连接杆740的数量一一对应，转动轴承721位于连接杆740的一侧，转动轴承721从环形固定环720的环身上延伸设置，环形固定环720与连接杆740套接后，环形固定环720在套接的位置向下延伸转动轴承721。

如图7所示，若干支撑杆730与转动轴承721转动连接，在连接轴套630 靠近发电机舱的一端套接一固定座710，固定座710的周缘设置若干第一轴承711，在本实施例中，第一轴承711的数量与支撑杆730均为四根，支撑杆730 的一端与第一轴承711转动连接，支撑杆730的另一端与转动轴承721连接，使支撑杆730、连接杆740和环形固定环720呈伞状。

如图7所示，为了使连接杆740能够转动一定的角度，从而驱动自适应迎风叶片610改变默认状态下的角度，连接套640包括有若干第二轴承641和一调节轴承642，第二轴承641沿连接套640的周缘设置，连接杆740与第二轴承641连接，第二轴承641的数量与连接杆740一一对应。调节轴承642的内圈与连接轴套630的外圈连接，调节轴承642的外圈套接一圆筒体650，圆筒体650的底部连接一第一平面涡卷弹簧651，第一平面涡卷弹簧651的一端与连接轴套630的外圈连接，第一平面涡卷弹簧651的另一端与圆筒体650内圈连接当圆筒体650转动时，能够使第一平面涡卷弹簧651卷缩，第一平面涡卷弹簧651积聚弹性势能，当圆筒体650的外力撤去后，第一平面涡卷弹簧651 的弹性势能释放，带动圆筒体650转动复位。连接杆740与第二轴承641连接的末端设置有若干第一锥齿741，而圆筒体650的顶部，即靠近连接杆740的一侧设置有若干第二锥齿652，第一锥齿741和第二锥齿652啮合连接，通过转动圆筒体650能够使第二锥齿652带动第一锥齿741转动，从而使连接杆 740转动，圆筒体650通过第二锥齿652调节连接杆740的转动角度。

如图8-图12所示，自适应迎风叶片610通过第三轴承620与连接杆740 连接，自适应迎风叶片610和第三轴承620的两端设置有第二平面涡卷弹簧 622，第二平面涡卷弹簧622用于调整自适应迎风叶片610的抗风角度。自适应迎风叶片610在默认角度下时，第二平面涡卷弹簧622处于非压缩状态，当强风吹动自适应迎风叶片610，使自适应迎风叶片610转动一定角度，此时第二平面涡卷弹簧622处于压缩状态；当强风过后，第二平面涡卷弹簧622的弹性势能释放，使自适应迎风叶片610复位，根据风力强度的变化，自适应迎风叶片610能够转动到不同的角度，以应对不同强度的风，提升环状风叶轮机构的抗风强度。为了使自适应迎风叶片610在连接杆740上能够稳定转动，自适应迎风叶片610与连接杆740连接的上下边缘处设置有辅助轴承621，具体地，在自适应迎风叶片610与连接杆740连接的首尾两端各设置一辅助轴承621，辅助轴承621与连接杆740转动连接，使自适应迎风叶片610在连接杆740上与三个轴承连接，提升自适应迎风叶片610的稳定性。

为了便于自适应迎风叶片610在环形固定环720处实现自适应迎风叶片 610处的角度调整，自适应迎风叶片610上设置一限位槽612，限位槽612的位置与环形固定环720的位置重合，环形固定环720的环身穿过限位槽612，使自适应迎风叶片610能够绕以第三轴承620为转动中心，绕连接杆740转动一定角度而不会被环形固定环720的环身阻挡自适应迎风叶片610的转动。而限位槽612的长度能够限制自适应迎风叶片610的最小转动角度，自适应迎风叶片610受强风吹动向后转动，最大转动角度为触碰到支撑杆730，被支撑杆730 阻挡后无法继续转动，避免自适应迎风叶片610被强风吹折，最大转动角度小于90°，支撑杆730的位置限制自适应迎风叶片610的最大转动角度。

如图9、图11和图12所示，为了使自适应迎风叶片610能够引导风往叶面上吹，自适应迎风叶片610的迎风面一端呈弧形设置，弧形弯折朝迎风面一侧弯折设置，当风从迎风面吹向自适应迎风叶片610时，风能够沿弧形处流动到叶面上，从而把风能转换为机械能，提升环状风叶轮机构的发电效率。自适应迎风叶片610的背风面设置若干加强筋611，加强筋611横向设置于自适应迎风叶片610的背风面上，通过加强筋611提升自适应迎风叶片610的强度和韧性，提升自适应迎风叶片610的抗风强度。为了便于制动环状风叶轮机构，在传动轴230上还设置有鼓刹装置(在附图中未示出)，鼓刹装置能够制动环状风叶轮机构刹车停止工作，避免风力过大导致环状风叶轮机构受损。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、图7、图13-图14所示，具体地，线圈转子330磁钢定子350发电机构包括发电机定子壳体310，发电机定子壳体310通过两第四轴承320与传动轴230连接，第四轴承320的内圈与传动轴 230连接，第四轴承320的外圈与发电机定子壳体310的内壁连接。发电机定子壳体310内设置一线圈转子330，线圈转子330与传动轴230套接并与传动轴230同步转动，线圈转子330周缘包裹一圈线圈340，线圈转子330和线圈340与传动轴230三者同步转动，充当整个风车发电机的转子部分。而发电机定子壳体310内还设置一圈磁钢定子350，磁钢定子350固定设置于发电机定子壳体310的内壁周缘，传动轴230在环状风叶轮机构的带动下转动，从而驱动线圈转子330和线圈340转动，切割磁感线，产生电流。而由于环状风叶轮机构被风力吹动过程中会带动传动轴230在发电机舱内前后活动，为了保证风车发电机的发电效率，如图13和图14所示，发电机舱的内壁滑动连接一定子滑动套件360，发电机定子壳体310的外部周缘呈凹圆形设置，定子滑动套件 360对应发电机定子壳体310外部凹圆处设置一圈半圆导向块380。半圆导向块 380与发电机定子壳体310外部凹圆处相互嵌合，定子滑动套件360带动发电机定子壳体310于发电机舱内往复滑动。

如图7和图13所示，为了避免定子滑动套件360带动发电机定子壳体310 在发电机舱内滑动范围太大，超过反推力磁悬浮环盘机构的有效工作范围，在发电机舱的内壁设置一限位套240，限位套240与定子滑动套件360滑动连接，限位套240用于限制定子滑动套件360在发电机舱内的滑动距离，定子滑动套件360在限位套240的范围内前后运动，使线圈转子330磁钢定子350发电机构保持较高的发电效率。

如图14所示，为了使定子滑动套件360和线圈转子330磁钢定子350发电机构之间连接，定子滑动套件360包括对称设置的上滑动套361和下滑动套 362，上滑动套361和下滑动套362之间通过卡扣相互嵌合组成定子滑动套件 360的壳体，而半圆导向块380在上滑动套361和下滑动套362的内壁上均匀设置，发电机定子壳体310的半圆处与半圆导向块380相互嵌合。在上滑动套 361和下滑动套362的周缘还等间距设置有若干半圆柱370，而限位套240对应半圆柱370的位置设置有半圆槽(在附图中未示出)，定子滑动套件360通过半圆柱370与限位套240内的半圆槽滑动，使定子滑动套件360在限位套240内往复滑动。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、图7、图15-图18所示，具体地，反推力磁悬浮环盘机构包括第一反推力磁悬浮环410和第二反推力磁悬浮环 420，第一反推力磁悬浮环410固定设置于发电机舱的底部。

如图18所示，为了便于把各部件放置于发电机舱内，并为后续维护风力发电机提供便利，发电机舱包括机舱后盖220和机舱前盖210，机舱后盖220与机舱前盖210嵌合连接，机舱后盖220上设置有环架221，第一反推力磁悬浮环410设置于环架221内，而线圈转子330磁钢定子350发电机构、定子滑动套件360和发电机定子壳体310均安装在机舱前盖210内。第二反推力磁悬浮环420与传动轴230转动连接，第一反推力磁悬浮环410和第二反推力磁悬浮环420相互排斥，通过斥力使传动轴230与发电机舱的底部间隔一定距离。

第一反推力磁悬浮环410和第二反推力磁悬浮环420的结构相同，均包括若干N极磁环和若干S极磁环间隔排布，具体地，每组反推力磁悬浮环上的的 N极磁环4和S极磁环排列顺序可以是从内圈的S极磁环开始间隔排布，也可以是从内圈的N极开始间隔排布，两组反推力磁悬浮环的排列顺序要保持一致，即对应位置的磁极是同性的，通过同性相斥的原理使两组反推力磁悬浮环之间产生斥力来减少抵消掉承载传动轴230工作时向后移动后推压力造成的轴承旋转摩擦力消耗动能。

如图15-图17所示，为了把线圈转子330磁钢定子350发电机构产生的电流运输到外界，反推力磁悬浮环盘机构还包括一旋转环伸缩轨道导电器500，旋转环伸缩轨道导电器500包括与发电机舱铰接的母导电轨道510和与传动轴 230末端铰接的子导电轨道530，母导电轨道510和子导电轨道530之间滑动通过一导电杆570连接；

母导电轨道510与发电机舱的底部通过第五轴承520铰接，子导电轨道 530与传动轴230末端通过第六轴承560铰接，第五轴承520和第六轴承560 的端面相互垂直，第六轴承560和第五轴承520组成一类万向轴承的结构，能够随传动轴230摆动一定的角度，当环状风叶轮机构受风力而发生摇摆时，旋转环伸缩轨道导电器500能够正常工作。

如图16和图17所示，母导电轨道510内周缘设置若干导电杆槽511，导电杆槽511围绕导电杆570呈环形布置，避免导电杆570从母导电轨道510内脱出。子导电轨道530内设置一第七轴承540，第七轴承540的内圈与导电杆 570连接，第七轴承540的外圈与子导电轨道530的内壁连接，第七轴承540 一侧还设置若干组导电碟片550，导电碟片550与导电杆570固定连接，传动轴230带动子导电轨道530的外壳转动，电流经外壳流经导电碟片550传输到导电杆570上，再通过母导电轨道510运输到外界，在本实施例中，导电碟片 550的数量为四组，每组导电碟片550均与导电杆570套接。子导电轨道530 的内圈壁内固定设置有若干旋转导电环531，每两旋转导电环531组成一组，导电碟片550设置于两旋转导电环531之间，电流经旋转导电环531传输到导电碟片550上，具体地，两旋转导电环531夹着导电碟片550，传动轴230在转动过程中两旋转导电环531贴合导电碟片550旋转滑动，旋转导电环531和导电碟片550之间始终保持接触，使电流能够从子导电轨道530的外壳经旋转导电环531流入导电碟片550，再传输到导电杆570上，完成电流的输送。

应理解，导电碟片550的数量并非唯一实施方式，在其他一些实施例中，还可以采用两组、三组、五组等等数量组合。本实用新型对导电碟片550的数量不一一赘述，应理解，在不脱离本实用新型基本构思的前提下，导电碟片 550的数量灵活变换，均应视为在本实用新型限定的保护范围之内。

本实用新型把发电机的结构设计成扁圆形，通过上述设计，传动轴230的中心转一圈时运动距离短，但线圈转子330的外围运动距离远，更加有利于线圈转子330运动并切割更多磁场线，产生更多电流。线圈转子330的导电流线从靠近发电机舱底部一侧的第四轴承320内圈与传动轴230中穿出来，通过旋转环伸缩轨道导电器500把电流引到外界。反推力磁悬浮环盘机构能够产生互相排斥磁悬浮力量，减少承载传动轴230运动时的铀承旋转摩擦力消耗动能。

本实用新型可以把环状风叶轮机构工作时所产生的后推压力无接触隔空抵消掉，后推压力变为零，承载传动轴230的轴承旋转摩擦力变小，从而实现超低摩擦阻力环境中运动，最终达到减少承载传动轴230的铀承旋转摩擦力，提高工作效率的目的，提高风车发电效率；还可以根据风车功率的大小需要把多个反推力磁悬浮环叠加，以满足环状风叶轮机构运转所产生的后推力所需要的磁悬浮反推力需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，包括组合式风车塔柱(100)；其特征在于，所述组合式风车塔柱(100)上连接一发电机舱，所述发电机舱内转动连接一传动轴(230)；

所述发电机舱内设置线圈转子(330)磁钢定子(350)发电机构，所述线圈转子(330)磁钢定子(350)发电机构与所述传动轴(230)连接，所述传动轴(230)驱动所述线圈转子(330)磁钢定子(350)发电机构；所述发电机舱底部设置一反推力磁悬浮环盘机构，所述反推力磁悬浮环盘机构与所述传动轴(230)的一端连接；

所述传动轴(230)的前端连接一环状风叶轮机构，所述环状风叶轮机构包括若干自适应迎风叶片(610)，所述自适应迎风叶片(610)于所述环状风叶轮机构的外圈呈圆环分布，所述环状风叶轮机构的内圈中空设置；

所述发电机舱的尾部固定连接一分体式尾舵(150)，所述分体式尾舵(150)的直径与所述环状风叶轮机构的内圈直径相等，所述环状风叶轮机构的内圈与所述分体式尾舵(150)连通。

2.根据权利要求1所述的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，其特征在于，所述环状风叶轮机构包括一连接轴套(630)，所述连接轴套(630)的内圈与所述传动轴(230)套接，所述连接轴套(630)一端设置一连接套(640)，所述连接轴套(630)的外圈与所述连接套(640)连接，所述连接套(640)与若干连接杆(740)连接；

一环形固定环(720)与若干所述连接杆(740)套接，所述连接杆(740)以所述连接套(640)为中心，呈环状设置，所述环形固定环(720)上环绕设置若干转动轴承(721)，所述转动轴承(721)的数量与所述连接杆(740)的数量一一对应，所述转动轴承(721)位于所述连接杆(740)的一侧；

若干支撑杆(730)与所述转动轴承(721)转动连接，所述连接轴套(630)的另一端套接一固定座(710)，所述固定座(710)的周缘设置若干第一轴承(711)，所述支撑杆(730)的另一端与所述第一轴承(711)转动连接；

所述支撑杆(730)、所述连接杆(740)和所述环形固定环(720)形成伞状。

3.根据权利要求2所述的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，其特征在于，所述连接套(640)包括若干第二轴承(641)和一调节轴承(642)，所述第二轴承(641)沿所述连接套(640)的周缘分布，所述连接杆(740)与所述第二轴承(641)连接，所述第二轴承(641)的数量与所述连接杆(740)一一对应；

所述调节轴承(642)的内圈与所述连接轴套(630)的外圈连接，所述调节轴承(642)的外圈套接一圆筒体(650)，所述圆筒体(650)底部连接一第一平面涡卷弹簧(651)，所述第一平面涡卷弹簧(651)的一端与所述连接轴套(630)的外圈连接，所述第一平面涡卷弹簧(651)的另一端与所述圆筒体(650)内圈连接；

所述连接杆(740)与所述第二轴承(641)连接的末端设置有若干第一锥齿(741)，所述圆筒体(650)的顶部设置有第二锥齿(652)，所述第一锥齿(741)与所述第二锥齿(652)啮合连接，所述圆筒体(650)通过所述第二锥齿(652)调节所述连接杆(740)的转动角度。

4.根据权利要求3所述的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，其特征在于，所述自适应迎风叶片(610)通过第三轴承(620)与所述连接杆(740)连接，所述自适应迎风叶片(610)和所述第三轴承(620)两端设置有第二平面涡卷弹簧(622)，所述第二平面涡卷弹簧(622)用于辅助增加所述自适应迎风叶片(610)的抗风力度，所述自适应迎风叶片(610)与所述连接杆(740)连接的上下边缘处设置有辅助轴承(621)；

所述自适应迎风叶片(610)上设置一限位槽(612)，所述限位槽(612)的位置与所述环形固定环(720)的位置重合，所述自适应迎风叶片(610)的所述限位槽(612)穿过所述环形固定环(720)，所述自适应迎风叶片(610)以所述第三轴承(620)为转动中心，绕所述连接杆(740)转动一定角度；所述限位槽(612)用于限制所述自适应迎风叶片(610)的最小转动角度，所述自适应迎风叶片(610)转动触碰所述支撑杆(730)，所述支撑杆(730)限制所述自适应迎风叶片(610)的最大转动角度；

所述自适应迎风叶片(610)的迎风面一端呈弧形设置，弧形弯折朝迎风面一侧弯折设置，所述自适应迎风叶片(610)的背风面设置若干加强筋(611)，所述加强筋(611)横向设置于所述自适应迎风叶片(610)的背风面上。

5.根据权利要求1所述的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，其特征在于，所述线圈转子(330)磁钢定子(350)发电机构包括发电机定子壳体(310)，所述发电机定子壳体(310)通过两第四轴承(320)与所述传动轴(230)连接，所述第四轴承(320)的内圈与所述传动轴(230)连接，所述第四轴承(320)的外圈与所述发电机定子壳体(310)的内壁连接；

所述发电机定子壳体(310)内设置一线圈转子(330)，所述线圈转子(330)与所述传动轴(230)套接，所述线圈转子(330)周缘包裹一圈线圈(340)，所述线圈转子(330)和线圈(340)与所述传动轴(230)同步转动；所述发电机定子壳体(310)内还设置一圈磁钢定子(350)，所述磁钢定子(350)固定设置于所述发电机定子壳体(310)的内壁周缘。

6.根据权利要求5所述的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，其特征在于，所述发电机定子壳体(310)的外部周缘呈凹圆形设置，所述发电机舱内滑动连接一定子滑动套件(360)，所述定子滑动套件(360)对应所述发电机定子壳体(310)外部凹圆处设置一圈半圆导向块(380)，所述半圆导向块(380)与所述发电机定子壳体(310)外部凹圆处相互嵌合，所述定子滑动套件(360)带动所述发电机定子壳体(310)于所述发电机舱内往复滑动；

所述发电机舱内壁设置有限位套(240)，所述限位套(240)与所述定子滑动套件(360)滑动连接，所述限位套(240)用于限制所述定子滑动套件(360)在所述发电机舱内的滑动距离。

7.根据权利要求6所述的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，其特征在于，所述定子滑动套件(360)包括对称设置上滑动套(361)和下滑动套(362)，所述上滑动套(361)和所述下滑动套(362)之间相互嵌合组成所述定子滑动套件(360)；所述半圆导向块(380)沿所述上滑动套(361)和所述下滑动套(362)的内壁设置，所述上滑动套(361)和所述下滑动套(362)的周缘设置若干半圆柱(370)，所述限位套(240)对应所述半圆柱(370)的位置设置有半圆槽，所述定子滑动套件(360)通过所述半圆柱(370)于所述限位套(240)内前后滑动。

8.根据权利要求1所述的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，其特征在于，所述反推力磁悬浮环盘机构包括第一反推力磁悬浮环(410)和第二反推力磁悬浮环(420)，所述第一反推力磁悬浮环(410)固定设置于所述发电机舱的底部，所述第二反推力磁悬浮环(420)与所述传动轴(230)转动连接，所述第一反推力磁悬浮环(410)和所述第二反推力磁悬浮环(420)相互排斥，通过斥力使所述传动轴(230)与所述发电机舱的底部间隔一定距离；

所述反推力磁悬浮环盘机构还包括一旋转环伸缩轨道导电器(500)，所述旋转环伸缩轨道导电器(500)包括与所述发电机舱铰接的母导电轨道(510)和与所述传动轴(230)末端铰接的子导电轨道(530)，所述母导电轨道(510)和所述子导电轨道(530)之间通过一导电杆(570)连接；

所述母导电轨道(510)的底部与所述发电机舱的底部通过第五轴承(520)铰接，所述子导电轨道(530)的一侧与所述传动轴(230)末端通过第六轴承(560)铰接，所述第五轴承(520)和所述第六轴承(560)的端面相互垂直；

所述母导电轨道(510)内周缘设置若干导电杆槽(511)，所述导电杆槽(511)围绕所述导电杆(570)呈环形布置，所述导电杆(570)于所述导电杆槽(511)围成的环内前后滑动，所述子导电轨道(530)内设置一第七轴承(540)，所述第七轴承(540)的内圈与所述导电杆(570)连接，所述第七轴承(540)的外圈与所述子导电轨道(530)的内壁连接，所述第七轴承(540)一侧还设置若干组导电碟片(550)，所述导电碟片(550)与所述导电杆(570)固定连接，所述传动轴(230)带动所述子导电轨道(530)转动；

所述子导电轨道(530)的内圈壁内固定设置有若干旋转导电环(531)，每两所述旋转导电环(531)组成一组，所述导电碟片(550)设置于两所述旋转导电环(531)之间，电流经所述旋转导电环(531)传输到所述导电碟片(550)上。

9.根据权利要求8所述的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，其特征在于，所述发电机舱包括机舱后盖(220)和机舱前盖(210)，所述机舱后盖(220)与所述机舱前盖(210)嵌合连接，所述机舱后盖(220)上设置有环架(221)，所述第一反推力磁悬浮环(410)设置于所述环架(221)内；

所述分体式尾舵(150)包括若干舵片(151)，所述分体式尾舵(150)两侧水平延伸并向下延伸两所述舵片(151)，所述分体式尾舵(150)顶部向上延伸一所述舵片(151)。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的后伞式架构弹簧变距风叶轮线圈转子磁钢定子风车发电机，其特征在于，所述组合式风车塔柱(100)包括主塔(110)，所述主塔(110)底部与安装地基固定连接，所述主塔(110)上可拆卸连接一副塔(120)，所述副塔(120)与所述发电机舱之间通过一水平转向轴承(130)连接；

所述组合式风车塔柱(100)周缘还设置一支撑架，所述支撑架包括若干底部支撑条(141)和若干斜支撑条(142)，所述底部支撑条(141)固定设置于安装表面，并围绕所述主塔(110)布置；所述斜支撑条(142)一端与两所述底部支撑条(141)的连接处连接，另一端与所述主塔(110)和所述副塔(120)之间的连接处连接；所述主塔(110)的底部与两所述底部支撑条(141)的连接处之间分别连接有底部连接条(143)；

所述副塔(120)柱的长度大于所述环状风叶轮机构的转动半径。

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