一种空间微风场巨型阵发电堆装置的制作方法

1.本发明涉及一种风能发电装置，具体是一种空间微风场巨型阵发电堆装置，符合于国家风能发电建设规划和并网技术规范，广泛适用于陆地和海域空间风场气象环境条件下建设和并网发电。


背景技术：

2.现有风能发电机组主要有两种结构形式，即立杆式平行轴减速旋转叶片式和垂直轴涡旋叶片式。立杆式平行轴减速旋转叶片式主要由混凝土基座、直径较大钢管立杆支架、机箱壳、旋转鼓、超大型旋转叶片、齿轮减速机、制动闸、发电机、风向及配电系统等组成，其特征是体积较大笨重和安装以及联机集中并网复杂，建设周期长成本较高，其单机组建设成本收回平衡期为8-10年。而现有垂直轴涡旋叶片式，主要由混凝土基座、钢管立杆支架、垂直旋转叶片、发电机等组成，其优势是结构简单，但是输出功率较小，且不易于多台机并联集成建设发电以及远程智能化集群并网控制等缺陷。


技术实现要素：

3.针对上述市面上的两种风能发电机组结构形式上的缺陷，本发明人提出第三种形式的风能发电设计方案，即一种空间微风场巨型阵发电堆装置，其主体特征是：将多个轻量化长轴全磁悬浮垂直轴发电机通过三角架主连接单元钢管骨架组成的巨型发电堆阵列，特别适宜多种空间风场气象环境条件下风力发电站的建设和并网发电，使其彻底解决市面上现有风电装置结构上的设计缺陷，实现了一种新颖性空间微风场巨型阵形式的发电堆建设与国家电网并网发电目标。
4.本发明一种空间微风场巨型阵发电堆装置，包括长轴发电机和发电机连接骨架结构，多个长轴发电机通过发电机连接骨架结构相连，构成的发电堆阵列，可集成各种形式的空间微风场巨型阵发电堆装置。
5.所述长轴发电机上设置有主体法兰，发电机连接骨架结构包括三角架主连接单元，三角架主连接单元上设有三角形法兰，所述主体法兰与三角形法兰相连。
6.优选的，所述发电机连接骨架结构还包括边框连接管，边框连接管上设有连接管法兰，所述主体法兰与连接管法兰相连。
7.优选的，长轴发电机1包括空心钢管主轴、转子和叶片，所述叶片安装在转子上，所述转子通过轴承固定在空心钢管主轴上，且转子设有磁钢环，所述空心钢管主轴上位于转子的两侧方向均设置有磁钢环托盘，所述磁钢环与磁钢环托盘配合使得所述转子处于全磁悬浮状态。
8.优选的，所述磁钢环托盘外侧设有调节锁母。
9.本实用新型的优点：1、长轴发电机为小型的垂直轴叶片式发电机，体积重量小轻量化，易于安装；2、通过将多个长轴发电机可组合成巨型发电堆阵列，阵列可以根据空间风场环境，在垂直方向和水平方向任意调整大小，从而以适应多种风场气象环境发电；3、长轴
发电机为全磁悬浮式启动功率更小，适用微风场条件。
附图说明
10.图1是本实用新型六边形发电阵列示意图；
11.图2是本实用新型长轴发电机结构示意图；
12.图3是本实用长轴发电机俯视图；
13.图4是本实用新型发电机连接件结构示意图；
14.图5是本实用新型三角形发电阵列示意图；
15.图6是本实用新型空间微风场巨型阵发电堆实施例示意图。
16.其中：1长轴发电机、2主体法兰、3三角架主连接单元、4三角形法兰、5边框连接管、6连接管法兰、10空心钢管主轴、11磁钢环托盘、12调节锁母、20转子、21磁钢环、30叶片。
具体实施方式
17.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
18.一种空间微风场巨型阵发电堆装置，包括长轴发电机1和发电机连接骨架结构，多个长轴发电机通过发电机连接骨架结构相连接，组成多种形式的发电堆阵列。
19.所述长轴发电机1上设置有主体法兰2，发电机连接骨架结构包括三角架主连接单元3，三角架主连接单元3上设有三角形法兰4，所述主体法兰2与三角形法兰4相连，如图5所示，通过一个三角架主连接单元3和三个长轴发电机1，可以组成三角形基本发电堆阵列形式。
20.所述发电机连接骨架结构还包括边框连接管5，边框连接管5上设置有连接管法兰6，所述主体法兰2与连接管法兰6相连，如图1所示，通过多个长轴发电机1、三角架主连接单元3和边框连接管5，可以构成若干个六边形发电堆阵列。
21.如图2、图3所示，长轴发电机1包括空心钢管主轴10、转子20和叶片30，所述叶片30安装在转子20上，所述转子20通过轴承固定在空心钢管主轴10上，且转子20设有磁钢环21，所述空心钢管主轴10上位于转子20的两侧方向均设置有磁钢环托盘11，所述磁钢环21与磁钢环托盘11配合使得所述转子20处于全磁悬浮状态，空心钢管主轴10内设置为无铁芯定子线圈绕组，转子20上设有钕铁硼条形磁钢，从而降低阻抗；通过全磁悬浮的设计，彻底解决了传统发电机和风力叶片的自身重力以及风场压力全部作用在发电机轴承上的问题，通过磁钢环21与磁钢环托盘11配合使得所述转子20处于磁悬浮状态，使得转子20的轴承不再承载外力，大幅度降低发电机轴承所承载的摩擦力、自身重力以及风场推力，提高发电效率。
22.所述磁钢环托盘11外侧设有调节锁母12，用于调节磁钢环托盘11的位置，以调节发电机处于最佳全悬浮状态，使其减少发电机轴承摩擦载荷，提高发电效率。
23.如图6所示，将多个长轴发电机三角架主连接单元和边框连接管连接，以三角形发电阵列和六边形发电阵列为基础，可以组成任意大小的发电阵列堆，同时长轴发电机1两端还设置有垂直轴连接法兰，从而在垂直方向安装多个发电机，通过在水平方向和垂直方向扩展多个全磁悬浮发电机组合，以实现规模化集成堆积成的微风场发电堆巨型阵。
24.由于采用三角法兰形式连接，从而可以快速安装施工；所述发电机主体采用全磁
悬浮垂直轴和无铁芯绕组设计方案，使其实现微风发电、低磁阻抗和高发电效率特征，而该发电机组系统中还采用5g物联网技术、北斗定位、远程控制模块、多种传感器以及环境风场预知检测与控制、数据采集远传共享、调度指挥等模块，使得本风电系统更加智能化、标准数字化，具备了现代技术优势；本发明一种空间微风场巨型阵发电堆装置技术，整体设计符合国家风电建设与并网技术规范，为人类风电领域发展提供了一种全新形式的空间微风场巨型阵发电堆技术方案，具有巨大的发电市场应用价值。
25.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种空间微风场巨型阵发电堆装置，其特征在于，包括长轴发电机（1）和发电机连接骨架结构，多个长轴发电机通过发电机连接骨架结构相连，构成的发电堆阵列；所述长轴发电机（1）上设置有主体法兰（2），发电机连接骨架结构包括三角架主连接单元（3），三角架主连接单元（3）上设有三角形法兰（4），所述主体法兰（2）与三角形法兰（4）相连。2.如权利要求1所述的一种空间微风场巨型阵发电堆装置，其特征在于，所述发电机连接骨架结构还包括边框连接管（5），边框连接管（5）上设有连接管法兰（6），所述主体法兰（2）与连接管法兰（6）相连。3.如权利要求1所述的一种空间微风场巨型阵发电堆装置，其特征在于，长轴发电机（1）包括空心钢管主轴（10）、转子（20）和叶片（30），所述叶片（30）安装在转子（20）上，所述转子（20）通过轴承固定在空心钢管主轴（10）上，且转子（20）设有磁钢环（21），所述空心钢管主轴（10）上位于转子（20）的两侧方向均设置有磁钢环托盘（11），所述磁钢环（21）与磁钢环托盘（11）配合使得所述转子（20）处于全磁悬浮状态。4.如权利要求3所述的一种空间微风场巨型阵发电堆装置，其特征在于，所述磁钢环托盘（11）外侧设有调节锁母（12）。

技术总结
本实用新型公开了一种空间微风场巨型阵发电堆装置，包括长轴发电机和发电机连接骨架结构，所述长轴发电机上设置有主体法兰，发电机连接骨架结构包括三角架主连接单元和边框连接管，三角架主连接单元上设置有三角形法兰，边框连接管上设置有连接管法兰，主体法兰分别与三角形法兰和连接管法兰相连，从而将多个长轴发电机固定，形成发电堆阵列。能够方便的构成单体轻量化的家用、工厂、社区楼顶风电系统，以及建设较大规模三维空间巨型阵微风场发电堆装置，其整体设计符合国家风电建设与并网技术规范，为人类风电领域发展提供了一种全新形式的空间微风场巨型阵发电堆技术方案。新形式的空间微风场巨型阵发电堆技术方案。新形式的空间微风场巨型阵发电堆技术方案。


技术研发人员：张居平 张超
受保护的技术使用者：张居平
技术研发日：2022.06.29
技术公布日：2023/1/3