专利名称：利用高速公路汽车回流风的发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于小型风力发电技术，具体地说是涉及一种利用高速公路上 汽车回流风发电的装置。
背景技术：
以往的技术主要包括以下三种形式-
1、 在高速公路两侧的专用塔杆上设有小型风力机组发电；
2、 利用太阳能的电池板的光伏电池发电
3、 风力机和光伏电池组合的风为互补系统发电。
上述这些技术的优点是利用可再生的清洁能源，既环保又节电。不用市电， 不需要设置开关、变压器等输变电设备，不用铺设电线电缆，无二氧化碳及其 它污染物排放。但缺点是风电需要达到一定风力的自然风来确保，无风发不了 电，且利用太阳能需要充足的阳光，而这些自然因素是不随人们意志为转移的。 再者，目前太阳能电池板造价高昂，转换效率低，约10% 17%，极大地制约了 它们在高速公路上的应用。因此，利用高速公路上不停疾驰的各类汽车所推动 的回流风发电，不失为一种能源利用形式。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种利用高速公路汽车回流风的发电装置。 为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案
本实用新型包括安装在高速公路的隔离带区的垂直轴风力发电机组，上述 的垂直轴风力发电机组包括风轮和永磁发电机，风轮和永磁发电机直接耦联。
上述的永磁发电机的转子外圈开有十二个梯形极槽，极槽中设有磁钢；内 圈开有六个孔。
上述的梯形磁钢为稀土永磁材料制作而成的。
上述的稀土永磁材料为钕铁硼。
风轮为改进型萨沃纽斯风轮，上述的改进型萨沃纽斯风轮包括萨沃纽斯风 轮总成，且其三个叶片呈杯形风轮，并沿高度方向连续翘曲、轴向延伸。 上述的叶片采用玻璃纤维。
采用上述技术方案的本实用新型，专门适用于高速公路上汽车疾驰后带动 的回流风力发电的装置。在高速公路的隔离带区安装一个垂直型可双向驱动的 风轮，无论左侧或右侧的高速汽车经过，均能带动风轮旋转，驱动与其直联的 发电机发电，再将发电机输出的电力应用于高速公路上所需要的用电负荷。它能够在微风启动，低风速开始发电。因此，采用了阻力极微的电磁轴承和改进 型竖轴风轮以及高效率、低转速的稀土永磁发电机。照明负荷选用低电压低功
耗的LED灯。既满足汽车回流风力发电的基本条件，又解决了高速公路上照明、 监视、显示等主要用电的要求。
此外，改进型萨沃纽斯Savonius风轮，具有以下优点1)运行平稳、低 噪音；2)风轮直径小、结构紧凑、离心力小，旋转时零部件不易被甩脱；3) 具有动态制动机构，防止大风时风轮的超速运转，安全性高；4)环境友好，无 污染排放，无碳足迹。
图1为本实用新型的整体结构示意图2为不同风速下转速与噪声级的关系曲线图3为本实用新型中永磁发电机的转子结构示意图。
具体实施方式
在研制本实用新型之前，我们选取在连霍高速公路上不同路段，522、 528、 539…等6段公路进行了现场测试。借助AVM-07风速仪测量不同汽车类型疾驰 过后的回流风速，其中，小型汽车的平均回流风速为4m/s，中型汽车为6m/s， 载货卡车等大型汽车的平均回流风速甚至高达9m/s。如图2所示，得出了在不 同风速下的机组转速和噪声级的关系曲线图，在图中，直线A代表转速，曲线B 代表噪声级。
为此，本实用新型解决了在微风1.5 m/s下起动，低风速4 m/s下开始发 电的技术问题。
如图1所示，本实用新型在高速公路的隔离带区，安装设置垂直轴风力发 电机组，垂直轴风力发电机组包括风轮1和永磁发电机2，风轮1和永磁发电机 2直接耦连连接。无论左侧或右侧的高速汽车经过，均能带动风轮l旋转，驱动 与其直联的永磁发电机2发电，再将发电机输出的电力应用于高速公路上所需 的用电负荷。
上述的风轮1为改进型萨沃纽斯Savonius风轮，由三个独特设计翼型的叶 片压铸一体的杯形风轮，并沿高度方向连续翘曲、轴向延伸，以实现扫掠更多 风力，输出更大的功率。叶片的材质采用轻质、高强度的玻璃纤维GFRP。不仅 能实现微风起动，低速风发电，而且垂直轴风轮无需对风装置，可有效利用高 速公路两侧的汽车回流风发电。
风轮1和永磁发电机2均通过轴承相连接。为将轴承的阻力减到最小，采 用了电磁轴承7。如图3所示，联轴直驱的永磁发电机2为多磁极12/16、强永磁钕铁硼NdFeB 特殊设计的发电机，不需要增速传动机构，成本低、噪音小，传动效率和运行 效率均能得到提高。它包括转子5和定子6。永磁发电机2的转子5外圈开有十 二个梯形极槽3，极槽3中设有磁钢，磁钢应严格按图3所示的极性位置布置。 上述的磁钢为稀土永磁材料钕铁硼。采用梯形极槽3的目的是为确保磁钢装入 后不受离心力的影响。
内圈开有六个孔4，孑L4的尺寸由角度a、 e和直径Ol、①2确定。孔4
的外径在同一个圆周I上，圆周I的直径为①1;孔4的内径在同一个圆周II上， 圆周II的直径为02。孔4的设计旨在减轻转子5的重量，以及增大内圈磁阻， 减少至轴向的漏磁，从而提高功率。
本实用新型还可以适用在汽车行驶的隧道、公路等的隔离带或两侧上。
权利要求1、一种利用高速公路汽车回流风的发电装置，其特征在于它包括安装在高速公路的隔离带区的垂直轴风力发电机组，所述的垂直轴风力发电机组包括风轮(1)和永磁发电机(2)，风轮(1)和永磁发电机(2)直接耦联。
2、 根据权利要求1所述的利用高速公路汽车回流风的发电装置，其特征在 于所述的永磁发电机(2)的转子(5)外圈开有十二个梯形极槽(3)，极槽(3)中设有磁钢；内圈开有六个孔(4)。
3、 根据权利要求2所述的利用高速公路汽车回流风的发电装置，其特征在于所述的梯形磁钢为稀土永磁材料制作而成的。
4、 根据权利要求3所述的利用高速公路汽车回流风的发电装置，其特征在 于所述的稀土永磁材料为钕铁硼。
5、 根据权利要求l所述的利用高速公路汽车回流风的发电装置，其特征在于风轮(1)为改进型萨沃纽斯风轮，所述的改进型萨沃纽斯风轮包括萨沃纽 斯风轮总成，且其三个叶片呈杯形风轮，并沿高度方向连续翘曲、轴向延伸。
6、 根据权利要求5所述的利用高速公路汽车回流风的发电装置，其特征在于所述的叶片采用玻璃纤维。
专利摘要本实用新型公开了一种利用高速公路汽车回流风的发电装置，它包括安装在高速公路的隔离带区的垂直轴风力发电机组，所述的垂直轴风力发电机组包括风轮和永磁发电机，风轮和永磁发电机直接耦联。采用上述技术方案的本实用新型，适用于高速公路上汽车疾驰后带动的回流风力发电的装置。在高速公路的隔离带区安装一个垂直型可双向驱动的风轮，无论左侧或右侧的高速汽车经过，均能带动风轮旋转，驱动与其直联的发电机发电，再将发电机输出的电力应用于高速公路上所需要的用电负荷。改进型萨沃纽斯风轮，具有以下优点运行平稳、低噪音；风轮直径小、离心力小，旋转时零部件不易被甩脱；具有动态制动机构，防止大风时风轮的超速运转；环境友好。
文档编号F03D9/00GK201221444SQ20082007098
公开日2009年4月15日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者锎 邓, 邓隐北 申请人:锎 邓