专利名称：磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机。
背景技术：
风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源因其使用便捷，可再生、成本低、无污染等特点，在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展，成为能源需求的新增长点，发展潜力巨大。而传统的风力发电机组使用的机械轴承和增速箱存在启动风速高、风能利用率较低、结构复杂和制造成本高等问题。因此，开发一种启动风速低、风能利用率高且结构简单、制造成本低的风力发电机组是市场的需求。
发明内容
本实用新型的目的是解决现有技术不足而提供一种启动风速低、噪音低、风能利用率高且结构简单、制造方便、制造成本低、性能可靠的磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机。
本实用新型的目的是这样实现的一种磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机，包括刚性固定架、风力机和发电机；所述的风力机由立轴式叶轮和主轴构成，所述的立轴式叶轮通过主轴安装在刚性固定架上，所述的发电机的转轴与主轴一端轴向相连，其中立轴式叶轮上下两端的主轴上分别设有磁悬浮轴承，磁悬浮轴承所对刚性固定架上设有相应的磁悬浮轴承座；所述的发电机的转轴与立轴式叶轮主轴间设具有变速恒频功能的电磁耦合装置。
所述的磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机根据发电机功率大小的不同，刚性固定架向上延伸，沿风力机立轴设置一个以上的轴向串联立轴式叶轮，发电机可设在两个立轴式叶轮之间。
所述的磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机，当沿风力机主轴的轴向串联多个立轴式叶轮时，立轴式叶轮为升力型或阻尼型的叶轮。
所述的磁悬浮轴承均为止推轴承。
所述的磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机，它适用于并网式和离网式风力发电机组。
采用上述技术方案的磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机，选用立轴式风力机，并利用磁悬浮原理，在主轴上安装磁悬浮轴承，作为风力机主轴的轴向和径向悬浮定位的回转件，极大地降低风力发电机组的机械阻力和摩擦阻力，从而降低风力发电机组的启动风速，大大提高风能利用效率。
在传动方式上，取消传统风力发电机的增速箱，将风轮轴与具有变速恒频功能的电磁耦合器的输入轴相连，耦合器的输出轴与直驱式低速发电机的机轴相连，从而使风力波动对电气频率和功率的冲击得到控制，大大减少风电机组由于空气动力波动对电网和用户所产生的电力冲击，简化结构，降低噪音，提高可靠性。
本实用新型具有启动风速低、噪音低、风能利用率高且结构简单、制造方便、制造成本低、性能可靠等优点。
图1是本实用新型的结构示意图。
图中1为刚性固定架，2为风力机，21为立轴式叶轮，22为主轴，3为发电机，31为转轴，4为电磁耦合装置，5为磁悬浮轴承，6为磁悬浮轴承座。
具体实施方式
如图1中所示，本实用新型的一种磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机，包括刚性固定架1、风力机2和发电机3，所述的风力机2由立轴式叶轮21和主轴22构成，所述的立轴式叶轮21通过主轴22安装在刚性固定架1上，所述的发电机3的转轴31与主轴22一端轴向相连，其中立轴式叶轮21上下两端的主轴22上分别设有磁悬浮轴承5，磁悬浮轴承5所对刚性固定架1上设有相应的磁悬浮轴承座6；所述的发电机3的转轴31与立轴式叶轮21主轴22间设具有变速恒频功能的电磁耦合装置4。
使用时，主轴22上下所安装的磁悬浮轴承5均为止推轴承，而磁悬浮轴承座6固定在刚性固定架1上，主轴22和立轴式叶轮21的自身承重主要由刚性固定架1来承担，主轴22就主要只起传递转矩的作用，使主轴22的直径减小，有利于磁悬浮轴承的应用。与此同时，由于立轴式叶轮21和主轴22在转动过程中始终处于悬空状态，极大地降低风力发电机组的机械阻力和摩擦阻力，从而降低风力发电机组的启动风速，并大大提高风能利用效率。
权利要求1.一种磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机，包括刚性固定架(1)、风力机(2)和发电机(3)；所述的风力机(2)由立轴式叶轮(21)和主轴(22)构成，所述的立轴式叶轮(21)通过主轴(22)安装在刚性固定架(1)上，所述的发电机(3)的转轴(31)与主轴(22)一端轴向相连，其特征在于立轴式叶轮(21)上下两端的主轴(22)上分别设有磁悬浮轴承(5)，磁悬浮轴承(5)所对应刚性固定架(2)上设有相应的磁悬浮轴承座(6)；所述的发电机(3)的转轴(31)与立轴式叶轮(21)的主轴(22)间设有变速恒频功能的电磁耦合装置(4)。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机，其特征是根据发电机功率大小的不同，沿风力机(2)立轴(22)上设置一个以上的轴向串联立轴式叶轮(21)。
3.根据权利要求1或2所述的磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机，其特征是当沿风力机(2)主轴(22)的轴向串联多个立轴式叶轮(21)时，立轴式叶轮(21)为升力型的叶轮。
4.根据权利要求1或2所述的磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机，其特征是当沿风力机(2)主轴(21)的轴向串联多个立轴式叶轮(21)时，立轴式叶轮(21)为阻尼型的叶轮。
专利摘要本实用新型涉及一种磁悬浮立轴直驱式变速恒频风力发电机，其特征在于立轴式叶轮上下两端的主轴上分别设有磁悬浮轴承，磁悬浮轴承所对应刚性固定架上设有相应的磁悬浮轴承座；所述的发电机的转轴与立轴式叶轮主轴间设有变速恒频功能的电磁耦合装置。本实用新型具有启动风速低、噪音低、风能利用率高且结构简单、制造方便、制造成本低、性能可靠等优点。
文档编号F03D3/00GK2777234SQ200420102089
公开日2006年5月3日 申请日期2004年12月7日 优先权日2004年12月7日
发明者曾智勇, 谢丹平 申请人:曾智勇, 谢丹平