一种磁悬浮风力发电机风轮用磁助推结构的制作方法

文档序号:15579083发布日期:2018-09-29 06:23

本发明属于风力发电设备技术领域,特别涉及一种磁悬浮风力发电机风轮用磁助推结构。



背景技术:

常规的垂直轴风力发电用竖直转轴的底端直接固定在发电机的转轴上,然后在竖直转轴上安装风轮,在风力的吹动下带动发电机发电,现有的风力发电机组大多设置有一组风轮,为了保证一定的强度,叶片设置的较大较厚,导致发电机组在低风速的情况下,启动难度大、启动速冻慢而影响发电机组的正常工作,尤其不适合常年风速较低地区的风力发电。中国专利,申请号为201710570788.3,公开了一种低风速磁悬浮风轮装置,通过多层风轮毂的设置实现了在相同风速情况下具有更大的推动力,从而可以将风轮毂的直径做得较小而在低风速情况下获得较大的转速,在此基础上增加了磁助推机构,在低风速情况下进一步增大了风轮毂的转速。



技术实现要素:

本发明目的在于提供一种磁悬浮风力发电机风轮用磁助推结构,从而在低风速情况下进一步增大了风轮毂的转速。本发明为达到上述目的所采取的技术方案是:

一种磁悬浮风力发电机风轮用磁助推结构,包括支撑框架,在支撑框架中间转动连接有沿竖直方向设置的转轴,在转轴上从下而上依次同轴固定有至少一层风轮毂,在最底层风轮毂的底面固定有底板,在最顶层风轮毂的顶面固定有顶板,在支撑框架上固定有与底板相对应的底固定板、与顶板位置相对应的顶固定板,所述底固定板位于底板下方,顶固定板位于顶板上方,在底固定板和顶固定板上均设有用于贯穿转轴的通孔,在底板与底固定板之间和/或在顶板与顶固定板之间设有磁助推装置。

优选的,所述磁助推装置包括多个动磁体和多个助推磁体,所述动磁体饶周向均匀固定安装在底板底部和/或顶板顶部,所述助推磁体饶周向均匀固定安装在底固定板顶部和/或顶固定板底部,且助推磁体与动磁体上下位置相对应;

底固定板上的助推磁体的磁极沿着底板转动方向斜向上设置,底板上的动磁体的磁极沿着底板转动方向斜向下设置,从而通过助推磁体与动磁体之间的磁斥力作用推动底板加速转动;

顶固定板上的助推磁体的磁极沿着顶板转动方向斜向下设置,顶板上的动磁体的磁极沿着顶板转动方向斜向上设置,从而通过助推磁体与动磁体之间的磁斥力作用推动顶板加速转动。

优选的,在助推磁体远离动磁体的磁极面上固定有隔磁片,所述磁屏蔽挡片由高导磁率的磁性材料制作。

优选的,所述动磁体为偶数个,每两个动磁体为一个动力单元,每个动力单元的两个动磁体位于同一直径的两端;所述助推磁体为偶数个,每两个助推磁体为一个助推单元,每个助推单元的两个助推磁体位于同一直径的两端。

优选的,所述动力单元为一个或者两个,助推单元为多个; 当动力单元为两个时,四个动磁体均匀分布设置。

优选的,所述动力单元为多个,助推单元为一个或者两个;所述动磁体均匀分布设置。

优选的,所述磁助推装置设置在底板与底固定板之间和/或在顶板与顶固定板之间的外边缘处。

本发明所具有的有益效果为:(1)通过在在底板与底固定板之间和/或在顶板与顶固定板之间安装的磁助推装置的作用,从而大大提高了风轮毂的转动速度,在较小风级的情况下也能正常发电,提高了风能利用效率,特别是在启动的初始状态,这种助推效果最为明显;

(2)通过在助推磁体远离动磁体的磁极面上固定有磁屏蔽挡片,所述磁屏蔽挡片由高导磁率的软磁性材料制作,从而大大减小了刚开始那个较小的斥力作用;

(3)将动磁体设置为偶数个,并将每两个动磁体安装在同一直径的两端;同样的将助推磁体也设置为偶数个,每两个助推磁体位于同一直径的两端;通过上述方式的布置保证底板、顶板受到均匀的的力矩而不会出现摆动会震动异响的问题;

(4)进一步,将动力单元设置为一个或者两个,助推单元设置为多个、或者将动力单元设置为多个而将助推单元设置为个或者两个同样能达到相同的加速助推效果,但是进一步大大简化结构,降低制作难度,降低了成本;

(5) 最后,在相同磁助推装置的助推作用下,为了进一步提高对风轮毂的助推力矩,所述磁助推装置设置在底板与底固定板之间和/或在顶板与顶固定板之间的外边缘处。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为图1中底固定板的结构示意图;

图3为图2中沿着B方向视角时的助推磁体与动磁体磁的位置关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

如图1至图3所示,一种磁悬浮风力发电机风轮用磁助推结构,包括支撑框架(图中未示出),在支撑框架中间转动连接有沿竖直方向设置的转轴2,在转轴2上从下而上依次同轴固定有至少一层风轮毂4,在最底层风轮毂4的底面固定有底板6,在最顶层风轮毂4的顶面固定有顶板3,在支撑框架上固定有与底板6相对应的底固定板5、与顶板3位置相对应的顶固定板1,所述底固定板5位于底板6下方,顶固定板1位于顶板3上方,在底固定板5和顶固定板1上均设有用于贯穿转轴2的通孔8,在底板6与底固定板5之间和/或在顶板3与顶固定板1之间设有磁助推装置7。所述磁助推装置7包括多个动磁体12和多个助推磁体9,所述动磁体12通过安装座10饶周向均匀固定安装在底板6底部和/或顶板3顶部,所述助推磁体9通过安装座10饶周向均匀固定安装在底固定板5顶部和/或顶固定板1底部,且助推磁体9与动磁体12上下位置相对应;

如图2和图3所示,底固定板5上的助推磁体9的磁极沿着底板6转动方向斜向上设置,底板6上的动磁体12的磁极沿着底板6转动方向斜向下设置,从而通过助推磁体9与动磁体12之间的磁斥力作用推动底板6加速转动;

顶固定板1上的助推磁体9的磁极沿着顶板3转动方向斜向下设置,顶板3上的动磁体12的磁极沿着顶板3转动方向斜向上设置,从而通过助推磁体9与动磁体12之间的磁斥力作用推动顶板加速转动,其中箭头A向为风轮转动方向,C方向为助推磁体9与动磁体12之间的磁斥力方向。

在工作时,一旦有风吹动风轮毂4进行转动时,每当动磁体12经过助推磁体9过程中,助推磁体9就会对动磁体12进行一次助推,特别是在启动的初始状态,这种助推效果最为明显,从而大大提高了风轮毂4的转动速度,在较小风级的情况下也能正常发电,提高了风能利用效率。

当动磁体12由远及近向助推磁体9靠近的过程中,助推磁体9远离动磁体的磁极面11的会对动磁体12产生一个较小的斥力作用,当助推磁体9转过助推磁体9后助推磁体9会对动磁体12产生一个较大的斥力作用从而整体上会对风轮毂4起到加速助推的作用;为了进一步减小刚开始那个较小的斥力作用,在助推磁体9远离动磁体的磁极面11上固定有磁屏蔽挡片,所述磁屏蔽挡片由高导磁率的软磁性材料制作,从而大大减小了刚开始那个较小的斥力作用。

为了保证底板6、顶板3受到均匀的的力矩而不会出现摆动会震动异响的问题,所述动磁体12为偶数个,每两个动磁体12为一个动力单元,每个动力单元的两个动磁体12位于同一直径的两端;所述助推磁体9为偶数个,每两个助推磁体9为一个助推单元,每个助推单元的两个助推磁体9位于同一直径的两端。

进一步简化结构,降低制作难度,降低成本,所述动力单元为一个或者两个,助推单元为多个; 当动力单元为两个时,四个动磁体12均匀分布设置。或者所述动力单元为多个,助推单元为一个或者两个;所述动磁体12均匀分布设置。

在相同磁助推装置7的助推作用下,为了进一步提高对风轮毂4的助推力矩,所述磁助推装置7设置在底板6与底固定板5之间和/或在顶板3与顶固定板1之间的外边缘处。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,但这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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